Повреждениями поверхности

В машиностроении применяют следующие основные типы стандартных ремней. Прорезиненные ремни состоят из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани, связанных между собой вулканизированной резиной. Ткань, имеющая больший модуль упругости, чем резина, передает основную часть нагрузки. Резина повышает коэффициент трения, обеспечивает работу ремня как единого целого и защищает ткань от повреждений. Вследствие прочности, эластичности, малой чувствительности к влаге и колебаниям температуры прорезиненные ремни широко распространены. Кожаные ремни обладают лучшей тяговой способностью, выдерживают большие нагрузки, допускают меньшие диаметры шкивов. Однако высокая стоимость и дефицитность кожаных ремней значительно ограничивают их применение. Текстильные ремни (хлопчатобумажные и шерстяные) пригодны для работы в атмосфере, запыленной, насыщенной парами щелочей, бензина, при резких колебаниях нагрузки, но тяговая способность их сравнительно низкая.

Наиболее интересная информация была получена при исследовании оборудования, снятого с затопленного погружаемого аппарата «Ал-вин». В этом случае питающее напряжение в момент погружения не подавалось, поэтому повреждений вследствие короткого замыкания не было, тогда как следы электролитической коррозии были налицо. Даже при самом поверхностном осмотре монтажа легко было определить все места присутствия сплавов на основе железа. Оказалось, что неожиданно большое число различных компонентов содержит соединительные элементы из железных сплавов. Некоторые типы конденсаторов и различные транзисторы имели железные выводы, которые во многих случаях прокорродировали практически до полного разрушения. Участки монтажа, окружающие такие соединения, были хорошо заметны из-за наличия характерной ржавчины. На участках с плотным монтажом коррозия была весьма равномерной, несмотря на различия в окружении корродирующих элементов.

Анализ экспериментальных кривых малоцикловой усталости модели (рис. 3.16) показывает, что долговечность элемента существенно зависит от режима малоциклового нагружения, имитирующего перекос: при х = 0,6 (когда зона контакта фланцевых элементов с кольцом в момент перекоса приближается к концу полки) долговечность на порядок меньше, чем при х~ 0,27 (точки о и л). Это объясняется повышенной скоростью накопления усталостных повреждений вследствие больших упругопластических деформаций в зоне переходной поверхности радиусом R А.

Как отмечалось ранее, наиболее благоприятные условия для залечивания повреждений, накопленных в процессе ползучести, создаются в случае полной фазовой перекристаллизации. Однако, принципиально возможно залечивание повреждений вследствие выделения вторичных фаз и растворения колоний вакансий и в сплавах, не претерпевающих фазового превращения. В [Л. 85] показана возможность залечивания повреждений путем восстановительной термической обработки на примере ау-стенитной стали 1Х18Н9Т и сплава на никелевой основе ЭИ437. Авторы работы В. С. Иванова и Н. А. Воробьев считают, что основную роль в залечивании повреждений играют диффузионные процессы. Они применяли для восстановления повторную аустенизацию. О восстановлении свойств и залечивания повреждений судили по восстановлению удельной электропроводности и по сопротивлению распространению трещин, которые являются

Почти рядом с этой котельной работала другая на заводе железобетонных изделий. Она оборудована такими же котлами, которые питались недеаэрированной натрий-катионированной водой. Котлы эти работали без коррозионных повреждений. Вследствие частых проскоков жесткой воды поверхности нагрева котлов были покрыты тонким сершатым слоем щелочноземельных отложений, видимо, защищавших в какой-то мере их от кислородной коррозии. Производственный конденсат в котельную не возвращался.

При реконструкции в габаритах старого воздухоподогревателя были установлены две ступени нового системы ВТИ (рис. 8-7) с поверхностью нагрева в каждой ступени по 2 320 м2 и дополнительный экономайзер из труб rf.=38X3 мм шахматного расположения с шагами Si = = 92 мм и s2 = 75 мм, поверхностью нагрева 838 м2. Как видно из этих характеристик, экономайзер •— обычной конструкции, так как малогабаритные самообдувающиеся пакеты к тому времени еще не были известны. Старый пакет экономайзера, ставший теперь верхней .ступенью, ввиду значительных повреждений вследствие кислородной коррозии также был заменен новым с такими же диаметром и шагами труб, что и дополнительный, поверхностью нагрева 875 м2.

динения по использованию угля и представители котло-строительных фирм. Исследования были проведены более чем на 50 английских электростанциях. Было исследовано большое количество образцов угля и отложений, взятых из различных частей котельных установок. Химическое и микроскопическое исследование дало возможность клао сифицировать различные виды загрязнений и определить зависимость вида повреждений вследствие образования отложений от количества определенных 'составляющих в сожженных углях.

в процессе эксплуатации нефтепроводов происходит постепенное накопление необратимых повреждений вследствие проявления малоцикловой усталости и механохимического эффекта (усиления коррозии от действия механических напряжений). По истечении определенного времени возможны разгерметизация и разрушения нефтепроводов. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми могут являться различного рода дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера. Действующие нормативные документы не дают ответа на основной вопрос: в течение, какого времени эксплуатации (долговечности) будет обеспечена безопасность и при каких эксплуатационных условиях. Другими словами, кроме величины испытательного и рабочего давления в технических паспортах на нефтепроводы должны быть регламентированы значения расчетного ресурса (время или число циклов до наступления того или иного предельного состояния) с конкретизацией условий эксплуатации (температуры, скорости коррозии, параметров изменения режима силовых нагрузок и др.).

Анализ экспериментальных кривых малоцикловой усталости модели (рис. 3.16) показывает, что долговечность элемента существенно зависит от режима малоциклового нагружения, имитирующего перекос: при х — 0,6 (когда зона контакта фланцевых элементов с кольцом в момент перекоса приближается к концу полки) долговечность на порядок меньше, чем при х= 0,27 (точки о и л). Это объясняется повышенной скоростью накопления усталостных повреждений вследствие больших упругопластических деформаций в зоне переходной поверхности радиусом R д.

Накопление повреждений вследствие фреттинга с увеличением числа циклов происходит с различными скоростями в зависимости от условий эксплуатации. На процесс фреттинга очень сильное влияние оказывают свойства контактирующих материалов, твердость поверхности и чистота ее обработки. Влияние частоты циклических относительных перемещений на фреттинг еще не выяснено. Точно так же до конца не изучено влияние температуры и атмосферных условий окружающей среды, хотя оно и очень велико. Представление о современном понимании того, как влияют на фреттинг указанные ранее факторы, можно найти в работе [25].

Дополнительные свидетельства о влиянии остаточных сжимающих напряжений на снижение повреждений вследствие фреттинг-усталости приведены на рис. 14.7, на котором представлены результаты испытаний методом Про (см. разд. 10.6) стальных и титановых образцов при различных сочетаниях дробеструйной обработки и фреттинга или холодной прокатки и фреттинга. Эти результаты свидетельствуют о том, что остаточные сжимающие напряжения после дробеструйной обработки и холодной прокатки являются эффективным средством минимизации повреждений вследствие фреттинга. Уменьшение разброса фреттинг-усталостных характеристик титана имеет особо важное значение для расчетчика, поскольку расчетное напряжение непосредственно зависит от величины нижней границы полосы разброса.

с повреждениями поверхности .................... 139

2.3.2. Критерии предельных состояний конструкций с повреждениями поверхности

При проведении ремонтных работ участки трубопровода с повреждениями поверхности, превышающими размеры, ограничиваемые кривой II (рис. 37; 39), подлежат удалению. Следовательно, в процессе дальнейшей эксплуатации неудаленные дефекты могут "подрасти" на величину, определяемую расстоя-

Таким образом, остаточный ресурс отремонтированного трубопровода с повреждениями поверхности определяется глубиной, на которую могут "подрасти" дефекты. Она равна расстоянию между кривыми II и IV (рис. 37). Остаточный ресурс в этом случае вычисляется по формулам (14-18) и фактически является "установленным (минимальным) ресурсом работы".

Результаты анализа излома по всем этапам развития разрушения позволяют ответить лишь на некоторую часть вопросов о причине разрушения детали, даже если в ней выявлены дефекты материала или однозначно показано, что инициирование усталостной трещины обусловлено повреждениями поверхности, например, в результате фреттинг-процесса [14-16]. Сказанное может быть проиллюстрировано примером разрушений картеров поршневого двигателя АШ62-ИР, которые были результатом возникновения фреттинг-процесса во фланцевом стыке [17]. В процессе эксплуатации происходило падение момента затяжки, что способствовало микроперемещениям в стыке и последующему развитию фреттинг-процесса. Условия жесткости стыка в рассматриваемом соединении не были полностью учтены конструктором. Оказалось, что в переменном по толщине стыке усилия затяжки болтов также должны быть переменными. После введения в эксплуатацию дифференцированного момента затяжки по отвер^ стиям с учетом толщины стыка условия для возникновения фреттинг-процесса были устранены, и возникновения усталостных трещин в стыке более не наблюдалось.

Все это потребовало подробного изучения закономерности развития усталостных трещин в лопатках с оценкой периода их роста для обоснования периодичности возможного эксплуатационного контроля по одной или по двум указанным сечениям разрушения. Наибольший интерес в этой части представляла лопатка (см. п. 8, табл. 11.3), в которой произошло развитие двух трещин с очевидными коррозионными повреждениями поверхности самой лопатки.

Длительность роста трещины. Первоначальное распространение трещины на этапе ее несквозного роста не сопровождалось какими-либо значительными повреждениями поверхности излома. Это позволило проанализировать с достаточной полнотой не только качественно, но и количественно закономерности распространения трещины, чего в ранее выполнявшихся исследованиях изломов лонжеронов не удавалось сделать из-за повреждения изломов.

На поверхности отверстия материал стрингера был изношен, смят и имел наклеп. В местах зарождения трещин имелось выдавливание материала с поверхности отверстия на наружную поверхность полки стрингера. Отмеченные повреждения возникли в результате контактного взаимодействия со стоявшим здесь болтом, который имел возможность перемещаться в отверстии. Фактическая геометрия и острота кромок, от которых произошло зарождение трещин, были обеспечены указанными контактными повреждениями поверхности отверстия.

Наиболее изученным видом молекулярно-моханического изнашивания является схватывание (контактное схватывание, заедание). Различают стадии схватывания металлов при трении (по интенсивности): перенос металла с одной детали на другую (например, омеднение); вырывание частиц с поверхности одной детали и налипание или наволакивание на другую, что приводит к появлению рисок и задиров; заедание сопряженных деталей, сопровождаемое тяжелыми повреждениями поверхности и значительным возрастанием сил трения.

коррозионными 'повреждениями поверхности нагрева и перетоком воздуха в газовый тракт. Увеличеннные по сравнению с обычными для этого воздухоподогревателя перетоки воздуха могут появиться только после очень сильного коррозийного разрушения гофрированных пластин. Следовательно, металл может быть полнее использован, чем в обычных воздухоподогревателях.

Процессы электрохимической коррозии сочетаются с механическими повреждениями поверхности, обусловленными: ударами частиц твердых веществ, движущихся в потоке жидкости; действием на металл жидкостей в распыленном виде и гидравлическими ударами потока жидкости о металл (кавитация)