Повреждений определяется

разрушений известно, что наиболее неблагоприятным для развития повреждений оборудования является такое сочетание нагрузок, при котором металл локально находится под воздействием главных растягивающих напряжений. При этом зарождение трещин происходит по плоскостям, перпендикулярным этим напряжениям. Многолетний опыт исследования магнитных полей на трубопроводах и различном оборудовании выявил наличие устойчивых линий смены знака нормальной составляющей напряженности магнитного поля Нр в зонах развивающихся повреждений металла. Именно этот ди-,1гностический параметр (линия Нр=0) был положен в основу практических методик контроля оборудования с использованием магнитной памяти металла. Интерпретация этого диагностического магнитного параметра как линии главных напряжений, возникающей на поверхности труб под действием рабочих нагрузок, определяет места повреждения металла.

Большая часть повреждений оборудования и трубопроводов бывает вызвана, как правило, несколькими факторами, среди которых один может являться реперным. При этом отсутствие воздействия на конструкцию определенных факторов часто играет не менее важную роль, чем его присутствие. При выявлении реперных факторов и оценке их значимости необходимо использовать наиболее полную информацию, получаемую из всех доступных источников. Лишь при таком подходе удается установить основные причины разрушения объекта: коррозию (сероводородное растрескивание, водородное расслоение и другие виды, согласно [104, 105]), усталость, водородное охрупчивание, перегрузку, износ, эрозию, перегрев, дефекты изготовления или монтажа, отклонения от технических условий на материал объекта, несовершенство конструкции, отклонения от проектных условий эксплуатации (несоответствие состава, температуры и влажности среды; непредвиденные нагрузки, неэффективные противокоррозионные мероприятия) и т. п.

При наличии дефектов и повреждений оборудования, характеристики которых не удовлетворяют требованиям научно-технической документации, и изменении свойств металла, не предусмотренном ТУ, оценивают фактическую нагружен-ность конструкций и согласно [36, 57, 65, 88, 92, 105, 125-132] проводят дополнительный расчет прочности их элементов с учетом выявленных негативных факторов. При этом уточняют механизмы повреждений металла оборудования, его ПТС (в том числе основные), устанавливают критерии предельного состояния элементов конструкций. Основными ПТС, как правило, являются: дефекты сварных соединений; несплошности в основном металле оборудования; коррозионные повреждения;

21,6 % общего количества зарегистрированных случаев коррозионных повреждений оборудования приходится на долю коррозионного растрескивания [97].

Следует отметить большое количество повреждений оборудования от коррозионного растрескивания—наиболее опасного вида разрушения в связи с быстротечностью процесса, вызываемого образующимися хрупкими трещинами. Между тем, в связи с возрастающими механическими нагрузками на детали машин, работающими в контакте с агрессивными средами, необходимость применения материалов, стойких против коррозионного растрескивания, с каждым годом будет увеличиваться.

Перегрев металла вызывает изменение его структуры, снижение механических свойств и повышенное окалинооб-разование. В соответствии с «Инструкцией по наблюдению и контролю за металлом трубопроводов и котлов» для повышения эксплуатационной надежности и предупреждения повреждений оборудования, за состоянием металла различных участков паровых котлов и трубопроводов устанавливают систематический контроль.

недопустимость аварий и снижения отпуска энергии против заданного, предотвращение повреждений оборудования из-за неправильного его обслуживания или несвоевременного ремонта;

Широко применяется на станциях электрическая автоматическая защита от перегрузок, перенапряжений, внутренних повреждений оборудования, замыканий на землю. Такая защитная аппаратура устанавливается не только на основных генераторах и трансформаторах станции, но и на трансформаторах и моторах собственного расхода. Вращающиеся агрегаты, как-то: тур1богенераторы, турбинные приводы механизмов собственного расхода, дымососы, насосы и т. д., часто имеют температурную защиту, действующую на валорные органы и выключатели электродвигателей при превышении допустимой температуры смаеки и охлаждающей воды.

Большая часть коррозионных повреждений оборудования промышленных котельных приходится на долю тракта питательной воды, где металл работает в наиболее тяжелых условиях. Причиной этому является коррозионная агрессивность химически очищенной воды, конденсата и их смеси.

'При переводе работы конденсационной турбины с регулируемым отбором пара на конденсационный режим необходимо сначала закрыть задвижку на линии отбора у турбины, а затем выключить регулятор давления отбора пара. При этом перепускные клапаны ч. н. д. должны быть полностью открыты. Следует учесть, что резкие переходы от одного режима работы турбины к другому нередко являются причиной серьезных неполадок и повреждений оборудования.

Для безаварийной работы оборудования турбинного цеха прежде всего необходима хорошо налаженная подробная регистрация дежурным персоналом всех выявленных дефектов и повреждений оборудования, неполадок его работы, а также тщательное расследование и технический анализ их дежурным персоналом и начальником цеха для разработки мероприятий по устранению всех аварий и ненормальностей.

Так как интенсивность первичных усталостных повреждений определяется скоростью диффузии вакансий, а последняя пропорциональна -величине действующих напряжений, то на участках концентрации напря» жений ускоренно возникают разрыхления металла, предшествующие обра-" зованшо усталостных трещин. Вследствие этого усталостные повреждений в зонах концентрации напряжений опережают повреждения в остальных участках детали.

тельно, концентрация напряжении от созданных повреждений определяется не столько их размерами, сколько уровнем остаточных напряжений в связи с оплавлением и остыванием материала за короткое время. Они тем выше, чем глубже проникновение зоны теплового воздействия, что определяет растрескивание материала. Но при этом интенсивность сжимающих напряжений после возникновения растрескиваний оказывается обратно пропорциональной их интенсивности. Для малой величины повреждения существенную роль играет геометрия дефекта в зарождении трещины, а остаточные напряжения не оказывают влияния на задержку ее зарождения.

Предельное состояние при сочетании процессов накопления усталостных и квазистатических (длительных статических) повреждений определяется линейным суммированием этих повреждений [132]:

Предельное состояние при сочетании процессов накопления усталостных и квазистатических (длительных статических) повреждений определяется линейным суммированием этих повреждений [6]

На рис. 2.44 представлена /?2(т)> полученная в результате реализации алгоритма (рис. 2.43) на УЦВМ. П. А. Чукреевым предложен аналитический алгоритм исследования надежности системы с учетом ухода основных параметров за допустимые пределы, построенный при тех же допущениях, что и представленный в настоящей работе. Условная вероятность нахождения определяющих характеристик устройства в задан- Рис. 2.44. Зависимость р2 (т), ных пределах, вычисленная при условии, что элементы системы не имеют повреждений, определяется по формуле

Так как интенсивность первичных усталостных повреждений определяется скоростью диффузии вакансий, а последняя пропорциональна величине действующих напряжений, то на участках концентрации напряжений ускоренно возникают разрыхления металла, предшествующие образованию усталостных трещин. Вследствие этого усталостные повреждения в зонах концентрации напряжений опережают повреждения в остальных участках детали.

«[е] — [N]» могут быть определены накопленные малоцикловые повреждения как отношения N^[N]f (где UV] j — допускаемое число циклов для деформаций ег = [е]). Для всех режимов по закону линейного суммирования повреждений определяется общее накопленное повреждение, которое не должно превосходить предельной величины (равной единице).

Экспериментально установлено, что интенсивность процессов накопления циклических и длительных статических повреждений определяется скоростью и длительностью деформирования и существенно зависит от уровня температур. В общем случае с повышением температуры сильнее убывает сопротивление длительному статическому разрушению, чем циклическому. В соответствии с этим при длительном циклическом нагружении с ростом температуры происходит переход от преобладающей роли усталостного повреждения к длительному статическому, и только в некотором интервале температур их роль сопоставима.

Исследования процессов пластической деформации поликристаллических материалов [49, 51, 56, 59, 65—68] с точки зрения особенностей, приводящих к возникновению микротрещин, убедительно свидетельствуют, что появление микротрещин — естественный результат действия самого механизма пластического деформирования металла. Пластическая деформация металла уже на ранних стадиях сопровождается возникновением зародышевых микротрещин. Процесс накопления повреждений определяется кинетикой напряженно-деформированного состояния при упруговязконла-стическом деформировании материала. Оба процесса необратимы и определяются не только текущими значениями соответствующих параметров, но и всей предшествующей историей изменения этих параметров и, следовательно, должны описываться дифференциальными неголономными зависимостями, которые могут быть проинтегрированы только в случаях, когда задан путь нагруже-ния (деформирования).

Параметры р и CT_I рекомендуется определять из системы уравнений, после чего из уравнения кривой усталости определяется параметр А с использованием результатов испытаний нескольких образцов на высоком уровне напряжений; предельная сумма накопленных повреждений определяется в последнюю очередь из уравнения (4) или (6).

К числу эксплуатационных воздействий на металл роторов и корпусов, приводящих к понижению прочности и ресурса, следует отнести воздействие рабочих сред. Применительно к роторам паровых турбин дополнительные эксплуатационные повреждения связаны с коррозией и эрозией от потоков пара. Степень этих повреждений определяется температурами, давлениями и скоростями пара. Причем более опасными такие повреждения являются на начальных стадиях образования трещин; однако