Повреждений производится

1. В результате износа или других повреждений происходит скачкообразное изменение состояния изделия и оно перестает функционировать.

Конкретное содержание каждого технического обслуживания и ремонта определяется состоянием изнашивающихся деталей или степенью израсходования ими назначенного ресурса. Очевидно, что в любой машине имеются детали, рабочие поверхности которых изнашиваются или получают усталостные контактные разрушения» Накоп-> ление таких-повреждений происходит постепенно и их обнаружение доступно виброакустическин, термическим, визуальному и другим способам диагностики. Сроки службы однотипных деталей носят случайный характер и подчиняются определенному закону распределения в зависимости от критерия работоспособности. Для лучвего планирования количества запасных частей срок службы детали при заданной вероятности безотказной работы целесообразно иметь кратным межремонтному периоду. Имеются также детали, накапливающие, например, объемные усталостные повреждения, труднодоступные для обнаружения, или детали, выход из строя которых может вызвать разрушения, требующие значительных затрат времени и средств для их устранения. К этой же группе относятся детали, подведомственные Госгортехнадзору. Замена деталей этой группы проводится по назначенному ресурсу, величина которого при заданной вероятности неразрушения определяется расчетным путей и проверяется эксплуатацией аналогов .или ресурсными испытаниями. Вследствие больших величин назначенного ресурса, целесообразно проводить замену также деталей при капитальных ремонтах. Следовательно, назначенные ресурса должны быть кратными межремонтному циклу, т.е. периоду времени между капитальными ремонтами.

сидных пленок на протяжении каждого цикла деформирования. По мере развития коррозионноусталостных повреждений происходит накопление продуктов коррозии внутри трещины, вследствие чего они могут играть роль клина при действии сжимающих напряжений и способствовать чисто механическому развитию трещин. Вместе с тем появление продуктов коррозии значительно изменяет состав и свойства внутрищелево-го раствора, нарушает его процессы обмена с окружающей коррозионной средой и уменьшает содержание в нем кислорода. Все это приводит к снижению пассивирующей способности внутрищелевого раствора и усиливает степень его влияния на развитие коррозионной трещины. В результате изменение химического состава металла и структурных факторов, влияющих на кинетику протекания анодных процессов, в условиях периодического нарушения пассивности может кардинально изменять поведение металла при малоцикловом нагружении в коррозионной среде и создает условия для существенно более сильного влияния различных факторов, чем при коррозионном растрескивании.

пасного ресурса путем введения коэффициентов запаса прочности [9]. В такой постановке задачи проектирования повреждение любого элемента конструкции считалось недопустимым, так как не было известно, при какой длине или глубине повреждения может произойти разрушение. Для оценки предельного состояния необходимо было знать нагруженность В С и по характеристикам материала определить расчетным путем долговечность на основе кривой Веллера [27, 28], которая применительно к различным конструкционным материалам в случае простого одноосного регулярного нагружения устанавливает связь между уровнем напряжения и числом циклов до момента разрушения. При введении коэффициентов запаса на располагаемую долговечность, снижающих срок эксплуатации ВС по отношению к наименьшей расчетной величине долговечности для одного из наиболее нагруженных участков или узлов конструкции, фактически обеспечивалась возможность предотвращения предельного состояния, при котором после накопления повреждений происходит разрушение отдельных элементов конструкции.

В процессе циклического нагружения металла или конструктивного элемента эволюция его состояния связана с появлением новых механизмов накопления повреждений в кристаллической решетке. Они зарождаются и существуют в течение некоторого времени. Далее происходит усиление или затухание вновь появившихся механизмов. Усиление или ослабление действия вновь зародившихся процессов накопления повреждений происходит в соответствии с принципом естественного отбора тех способов поглощения энергии, которые позволяют поддерживать устойчивость системы наиболее длительное время. Применительно к металлам это означает выбор и нарастание влияния того способа формирования дислокационных структур, при котором в зоне с наиболее интенсивным напряженным состоянием возможно накопление повреждений наиболее длительное время без образования несплошности.

Все эти факторы во много раз ускоряют выход из строя эксплуатирующейся системы горячего водоснабжения, приводят к увеличению числа аварий. По данным Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова, только в РСФСР ежегодно заменяется свыше 550 км трубопроводов горячей воды, а срок их эксплуатации почти в два раза меньше проектного. В Риге вследствие коррозионных повреждений происходит иногда до 50 аварий в сутки, а срок службы отдельных участков трубопровода не превышает 1—2 лет. Учитывая огромную протяженность уже эксплуатирующихся трубопроводов, а также дефицитность коррозионностой-ких материалов и покрытий, единственно реальным способом уменьшения коррозии в системах водо- и теплоснабжения является антикоррозионная обработка воды. При этом воздействие на металл некоторых неагрессивных вод может вызывать образование на его поверхности защитных отложений, и коррозия прекращается. Однако во многих случаях в присутствии агрессивных веществ коррозия протекает с угрожающей скоростью. Поэтому выбору технически и экономически обоснованных методов обработки водопроводной воды должны предшествовать систематические наблюдения за изменениями ее состава и обследование коррозионного состояния трубопроводов. Такую работу целесообразно проводить в несколько этапов [15].

В условиях воздействия длительного стационарного нагруже-ния в базовом режиме эксплуатации и кратковременных нестационарных нагружений в маневренном режиме работы в металле литых конструкций накопление повреждений происходит в результате процессов ползучести и высокотемпературной малоцикловой усталости.

Допустимый срок эксплуатации элементов энергооборудования, например трубопроводов, определяет степень поврежден-ности. Процесс зарождения и накопления повреждений начинается с ранних стадий ползучести. Однако на затухающей стадии появляются только единичные дефекты, которые не представляют опасности для эксплуатации. Заметное усиление процесса зарождения и развития повреждений происходит на ускоренной стадии ползучести, при этом закономерности роста повреждений определяются индивидуальными особенностями материала: в одних случаях происходит постепенное накопление дефектов (см., например, рис. 3.22, кривая 2), в других заметные очаги повреждений появляются при исчерпании ресурса на 80—90% и с очень интенсивным развитием повреждений вплоть до образования магистральных трещин (рис. 3.22, кривая 7), в этом случае любыми методами трудно установить предельно допустимую поврежденность, не представляющую опасность и для дальнейшей эксплуатации.

По каждому из трех параметров имеется запас, определяемый длиной отрезков АВ, А С, АА, .(запас по температуре не рассматривают). При заданном и неизменном в эксплуатации значении Ле накопление повреждений происходит с увеличением времени работы, т. е. с увеличением т и N. Следовательно, предельное состояние определяется положением точки Л на поверхности деформирования при перемещении ее вдоль луча UA (рис. 98,в).

Автор [53] полагает, что имеющиеся количественные интерпретации усталостного износа [6], в которых усталостная долговечность неровностей связана с числом циклов до разрушения, следует расширить дальше, так как в процессе скольжения накопление повреждений происходит не только в поверхностном слое, но и в лежащих ниже объемах материала. В связи с этим рассматривается вероятностная связь между повреждениями в поверхностном слое и обусловленными ими повреждениями в нижележащих слоях. Для этого предлагается идеализированная модель истираемой поверхности в виде столбика, состоящего из отдельных блоков [53]. Затем полагается, что количество повреждений, возникающих на

то процесс накопления повреждений по элементам структуры должен быть растянутым во времени [3] и контролироваться уровнем микронеоднородного деформирования. На рис. 1,6 приведены графики, характеризующие закономерности повреждения зерен феррита грубыми полосами скольжения, рельеф которых можно выявить посредством наложения на структуру металла микроинтерференционной картины (рис. 1, в). Данные усталостные образования представляют выдавливания (бугорки) высотой до 0,3 мкм. С увеличением числа циклов нагружения дальнейший рост повреждений происходит за счет возникновения новых выдавливаний, постепенно охватывающих большую площадь и другие более «сильные» зерна. Своеобразность усталостного образования состоит в том, что он напоминает «набегающую волну» с гребнем и впадиной; это можно объяснить возможным знакопеременным скольжением, так что вдоль одних областей материал опускается, а вдоль других поднимается, приводя к образованию углублений и выдавливаний. Углубления иногда имеют настолько острые очертания дна, что создается впечатление о начале развития здесь микротрещин усталости.

В тех случаях, когда имеющееся термическое оборудование не позволяет проводить быстрый нагрев и достигнуть требуемой температуры аустенизации, предлагается другой путь, при котором устранение повреждений производится в ферритном состоянии. В этом случае при последующей нормализации с высоким отпуском, необходимой для получения требуемого комплекта свойств, не происходит субструктурного упрочнения.

указанных данных оценка повреждений производится с использованием критериального уравнения длительной малоцикловой прочности в форме (1.2.8).

При этом уравнение (1) описывает условие достижения предельного состояния в зоне разрушения на основе линейного суммирования компонент повреждений. В уравнениях (2) и (3) усталостное повреждение за цикл связывается с величиной полной или необратимой деформации (равной ширине петли гистерезиса), а квазистатическое — определяется односторонне накопленной деформацией, при этом суммирование повреждений производится с учетом изменения по циклам и во времени циклических и односторонне накопленных деформаций, а также исчерпания располагаемой пластичности материала.

Следует также давать эскизы и слепки повреждений, по которым затем тщательно измеряют глубины повреждений. Измерение глубины повреждений производится микрометрическим глубиномером с точностью отсчёта до 0,01 мм. Для точного фиксирования поражений и контроля за измерением глубины и площади периодически делаются фотографические снимки, эскизы, слепки и оттиски с наиболее типичных повреждений. Слепки повреждённых мест обычно изготовляются из гипса,

нения напряжений, расчет повреждений производится на каждой ступени отдельно и не требует особых пояснений. В том случае, когда периоды циклов изменения температуры и напряжений близки или совпадают, расчет осложняется тем, что на каждом шаге изменения напряжений или деформаций приходится вводить различные постоянные материала. Однако эти трудности носят технический характер и расчет диаграмм циклического деформирования может быть при наличии необходимых температурных зависимостей всегда выполнен, хотя он и оказывается более трудоемким, чем в условиях изотермического нагружения. Заметим при этом, что если средние температуры в смежных полуциклах настолько отличаются друг от друга, что это влияет на постоянные Cft и Ek, то в условиях мягкого нагружения происходит одностороннее накопление пластических деформаций не только при асимметричных, но и при симметричном цикле нагружения, а при жестком нагружении по мере наработки числа циклов изменяется уровень максимального напряжения. В качестве примера на рис. 5.23, а и б показаны схематизированные диаграммы деформирования для мягкого и жесткого нагружения, получающиеся при условии, что в полуцикле с положительным напряжением а постоянные С2, С5, Е3, ?4 меньше, чем в полуцикле со сжимающим напряжением.

4.4.2. Учет радиационных повреждений производится в соответствии с п. 4.4.2 § 2.

Осмотр отказавшей детали для установления внешних повреждений производится вначале невооруженным глазом. Минимальный размер дефекта, который может быть обнаружен при визуальном контроле, зависит от характера исследуемой поверхности, уровня яркости и контраста яркостей между деталью и фоном. Глаз быстро утомляется и острота зрения снижается, поэтому визуальный осмотр является недостаточно точным методом исследования.

Суммирование повреждений производится в соответствии с так

В соответствии с деформационно-кинетическими критериями малоцикловой прочности достижение предельного состояния определяется суммой усталостного и квазистатического повреждений, критическое значение которых принимается равным единице. Оценка накопленных квазистатических и усталостных повреждений производится на основе линейного закона суммирования.

Экспериментальное определение материальных параметров эволюционных уравнений накопления повреждений производится во второй фазе процесса (фаза распространения), начиная с которой проявляется значимое влияние поврежденности на физико-механические характеристики материала, при одновременном моделировании процессов деформирования в этой фазе с использованием соотношений термовязкопластичности. Метод заключается в том, что все отклонения результатов численного моделирования процессов деформирования (без учета влияния поврежденности материала) от экспериментальных в фазе распространения приписываются влиянию поврежденности ш (уменьшение модуля упругости, падение амплитуды напряжений при постоянной амплитуде деформаций, увеличение амплитуды деформаций при постоянной амплитуде напряжений, увеличение скорости деформации ползучести при постоянном напряжении на третьей стадии ползучести). В работе [2] для определения закономерности изменения ш при растяжении используется понятие эффективного напряжения

Наконец, с помощью соответствующей гипотезы накопления повреждений производится их суммирование. При применении описанного в этом разделе подхода к исследованию возникновения трещины гипотеза Пальмгрена о линейности накопления повреждений (8.4) дает столь же удовлетворительные результаты, как и любая другая из описанных теорий. В результате утверждается, что трещина возникает, когда сумма циклических отношений станет равной единице. Необходимо еще раз подчеркнуть, что описанный в этом разделе метод предсказания образования трещины целесообразно использовать только при наличии программы для ЭВМ, позволяющей кропотливо исследовать цикл за циклом весь процесс. Достоверность метода даже в случае одноосного нагружения еще требуется доказать. Еще одна практическая трудность связана с определением и фиксацией момента «образования» трещины. Таким образом, следует иметь в виду, что состояние исследований в области разработки методов предсказания возникновения усталостных трещин еще не позволяет дать в руки расчетчику надежный метод такого предсказания.