Повреждения возникают

лей накапливаются повреждения, вызванные как ползучестью, так и высокотемпературной малоцикловой усталостью. Наклепанный и стабилизированный карбидами аустенит в этих условиях обладает низкой деформационной способностью, что приводит к возникновению в структуре металла клиновидных трещин, их развитию и хрупкому межзеренному разрушению тем быстрее, чем выше температура эксплуатации.

В связи с тем что на поверхности нагрева котельного агрегата воздействует одновременно несколько факторов, выделить в чистом (классическом) виде физическую картину какого-либо одного фактора удается довольно редко. Отказавшая деталь может нести повреждения, вызванные коррозией, высокой температурой, износом и т.д. Кроме того, в ней могут находиться дефекты, которые проявят себя при эксплуатации.

вует гипотезе о линейной зависимости, а кривая с — о наличии надлинейных эффектов, т. е. более высокого выхода поражений на единицу дозы в области малых доз, чем при больших значениях дозы. В настоящее время существуют данные, которые могут быть использованы для подтверждения каждой из этих трех гипотез. Как показали эксперименты на животных, в то время как однократное воздействие некоторой большой дозы может привести к гибели животного, та же самая общая доза, накопленная небольшими порциями в результате нескольких сеансов облучения в течение определенного периода времени, может дать очень незначительный эффект. Возможное объяснение этому — наличие каких-то механизмов восстановления, позволяющих пораженным клеткам устранить соматические или генетические повреждения, вызванные воздействием ионизирующего излучения. Очевидным, однако, является и то, что полное восстановление не может быть достигнуто, о чем свидетельствует изменение значении дозы LDso (30) для тех животных, которые прежде подвергались облучению.

Категории повреждений, определенные Огавой и Вильямсо-ном, применимы лишь при тех условиях, в которых они были получены, а именно при повреждении оболочек твэлов из нержавеющей стали, растрескавшихся в результате межкристаллической коррозии в небольшом кипящем реакторе. Их не следует воспринимать так, что повреждения, вызванные иными причинами или происшедшие другим способом, будут протекать до той-же степени разрушения, или что наблюдавшиеся скорости выхода окажутся типичными для поврежденных твэлов, работавших в условиях, отличных от условий Валеситосского реактора. Однако они являются единственным критерием при сравнении относительного выхода продуктов деления из твэлов, имеющих одинаковую степень повреждения оболочек, и поэтому рассматриваются здесь. В табл. 5.15 приводятся определения этих четырех категорий повреждений и оценка выброса газовой активности для твэлов с удельным энерговыделением 330 вт/см,

дежно изолировать железо от водяного пара, а также от его стойкости к внешним воздействиям химического или физико-механического характера. Таким образом, если в эксплуатации котлов наблюдаются повреждения, вызванные чрезмерным разложением пара, то причиной этого может быть только длительное разрушение защитного слоя. При этом, естественно, возникает вопрос, откуда же происходят эти чрезмерные разрушения и как их устранить.

Повреждения, вызванные отложениями накипи и шлама.

Повреждения, вызванные ухудшением циркуляции. 1. В котельной ГРЭС были установлены трехбарабанные котлы поверхностью нагрева по 1000 м2, с давлением пара 31 кГ/см2, оборудованные топками для сжигания пыли угля марки АШ. Регулирование питания котлов велось вручную. Через несколько лет после пуска на одном из котлов произошел разрыв трубы в седьмом ряду первого пучка, а через некоторое время еще два случая разрыва 7, J5 в том же ряду первого пучка другого

Т. Ямазаки (Япония) в докладе В-3 сообщил о работе, выполненной в гидравлической лаборатории фирмы Хитачи по исследованию эрозионного разрушения ковшей турбины Пельтона. В ковшовых турбинах так же как и в турбинах других типов, повреждения, вызванные кавитацией, являются одной из наиболее важных проблем, нуждающихся в решении. Исследование этого явления в ковшовых турбинах крайне затруднено из-за того, что кавитация возникает кратковременно только при соприкосновении ковша со струей, и поэтому невозможно осуществить непрерывное ведение эксперимента.

Техническая диагностика судовых механизмов. В Канаде на 100 типах механизмов и электромашин кораблей систематически используется анализатор вибраций [33]. Обнаруживаются повреждения, вызванные неуравновешенностью, расцентровкой и изгибом валов, неисправности шестерен и подшипников. Состояние определяется с помощью ЭВМ, которая сопоставляет уровень вибраций с прежними значениями и нормами.

9.3. ПОВРЕЖДЕНИЯ, ВЫЗВАННЫЕ НАУГЛЕРОЖИВАНИЕМ В ЗОНЕ СВАРНОГО ШВА

9.2. Повреждения сварных соединений, вызванные образованием мартенсита вследствие недостаточного подогрева ограниченно свариваемых сталей................... 265

11зпнпп',наннс при заедании происходит в результата одновременного механического воздействия и воздействия молекулярных пли атомных сил. Это результат схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности на другую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверхность. Такие повреждения возникают там, где между поверхностями контакта исчезают разделяющие их смазочные слои, адсорбированные пленки жира, влаги, газов, пленки окислов и др. и эти поверхности под действием нагрузки сближаются так, что происходит трение непосредственно металла о металл.

Усталостное разрушение является результатом многократно повторных быстро чередующихся упругих и пластических деформаций, распределяющихся в силу неоднородности материала неравномерно по объему детали. Первичные повреждения возникают в микрообъемах, неблагоприятно ориентированных относительно действию нагрузки, пред-напряженных остаточными напряжениями и ослабленных местными дефектами. Постепенно накапливаясь и суммируясь, локальные повреждения дают начало общему разрушению детали.

Трещины и повреждения возникают наиболее часто в верхней части подкрановых балок, реже дефекты замечаются в местах крепления подкрановых балок и тормозных конструкций к колоннам. Еще реже наблюдаются трещины в нижней части подкрановых балок и относятся они в основном к неразрезным системам. Распределение дефектов, установленных в результате обследования зданий мартеновских и прокатных цехов, представлено на рис.6.2.

Данная глава посвящена усталостному повреждению низкопрочных стеклопластиков. В основном повреждения возникают под действием растяжения в той части системы армирования, которая перпендикулярна растягивающей нагрузке. Этот первый вид повреждения состоит в нарушении связи между стеклянными волокнами и полимерной матрицей. Он возникает под действием однократной или повторяющейся нагрузки и зависит от числа циклов. Дальнейшее развитие повреждений зависит от вида армирования. Последовательность повреждений до сих пор полностью не изучена и пока невозможно предложить всеобъемлющий набор конструкционных критериев, учитывающих состояния поврежденности.

Несмотря на то что в стеклопластиках повреждения возникают во всей напряженной области и могут легко наблюдаться при помощи микроскопа, это не было сделано вплоть до 1969 г., когда Браутман и Саху [2] провели количественные измерения повреждений в ортогонально армированных высокопрочных композитах на основе препрега с эпоксидной матрицей. Их измерения показали, что расслаивание охватывает практически все поперечные волокна уже на ранней стадии усталостного испытания. В 12] было обнаружено, что дальнейшее повреждение происходит путем медленного продвижения расслаивания по поверхности раздела слоев и последующего распространения на область между про-

Кабели телефонной и телеграфной связи прокладывают либо непосредственно в грунте, либо в кабельных каналах. Для сооружения кабельных каналов из бетона применяют фасонные кирпичи на цементной связке длиной 1000 мм, имеющие кабельные фидеры шириной в свету 100 мм. На внутренней поверхности кабельных фидеров предусматривается битумное покрытие. Обычно несколько фасонных кирпичей для кабельного канала укладывают соединением в линию. Места стыков между фасонными кирпичами герметизируют цементным раствором. Такие каналы не являются водонепроницаемыми, так что в кабельные фидеры могут проникать посторонние (грунтовые) воды и компоненты грунта в виде шлама. Коррозионные повреждения возникают преимущественно в этих местах. Канады обычно бывают сырыми и не обеспечивают никакой электрической изоляции по отношению к земле. Переходное сопротивление на землю у кабеля, проложенного в кабельном канале, зависит от размеров кабеля, от вида грунта и от его влажности. Для кабеля длиной 100 м это сопротивление может быть в пределах 20—500 Ом. У кабелей, проложенных в земле, соответствующее сопротивление получается примерно в 100 раз меньшим. В бетонных кабельных каналах прежде протягивали голые свинцовые кабели без покрытия, а кабели с другим материалом оболочки всегда применяли с полимерным покрытием. В настоящее время применяют преимущественно кабели со стальной гофрированной оболочкой или кабели со свинцовой оболочкой и наружным полимерным покрытием. В последнее время кабельные каналы начали сооружать и в виде пластмассовых (полимерных) труб диаметром в свету 100 мм. При водонепроницаемом склеивании такие каналы образуют сплошную трубную нитку. При этом могут получиться низкие точки, где скапливается сконденсировавшаяся влага или вода, проникшая через концы труб. Во многих случаях это уже приводило к коррозионным повреждениям свинцовых кабелей,' протянутых через пластмассовые трубы. Катодная защита кабеля вслед-

Результаты исследования малоцикловой усталости жаропрочных сплавов ХН75МБТЮ-ВД и ХН56МВТЮ, приведенные на рис. 2.5 и 2.7, показывают, что наибольшие повреждения возникают в опасной зоне конструктивного элемента при циклическом неизотермическом деформировании на этапе упругопластического растяжения при высокой температуре термического цикла. Предельное состояние в указанных условиях достигается при меньшем числе циклов, чем при других режимах малоциклового нагружения. Сравнение данных, приведенных на рис. 2.6 и 2.7, показывает, что сопротивление малоцикловой усталости при синфазном режиме значительно меньше, чем при противофазном.

Усталостное разрушение является результатом многократно повторных быстро чередующихся упругих и пластических деформаций, распределяющихся в силу неоднородности материала неравномерно по объему детали. Первичные повреждения возникают в микрообъемах, неблагоприятно ориентированных относительно действию нагрузки, пред-напряженных остаточными напряжениями и ослабленных местными дефектами. Постепенно накапливаясь и суммируясь, локальные повреждения дают начало общему разрушению детали.

Силовые модели основаны на том допущении, что повреждения возникают в результате пребывания элемента материала под напряжением, независимо от величины и характера склерономных или реономных деформаций, сопровождающих процесс нагруже-ния. Деформационные модели предполагают, что накопление повреждений связано с развитием деформаций, а разрушение наступает с достижением их предельных значений вне зависимости от тех напряжений, которые возникают в процессе деформирования. В основе энергетических моделей лежат представления о том, что накопление повреждений связано с совершаемой над элементом материала работой пластического или вязкопластического деформирования, или в более строгой постановке, с уровнем накопленной внутренней энергии, равной разности между совершенной работой и механическим эквивалентом тепла, потерянного элементом материала в процессе теплообмена с окружающим материалом или с внешней средой. Если тепло не теряется, а наоборот приобретается, то накопленная внутренняя энергия превышает механическую работу. Разрушение наступает в тот момент, когда работа или накопившаяся внутренняя энергия достигает некоторого стационарного значения.

Повреждения и поломки, возникающие при работе котлов, по тяжести последствий можно разделить на две группы. К первой, наиболее многочисленной группе относят те из них, которые приводят к отказам, но не создают непосредственную угрозу для персонала или оборудования, однако наносят материальный ущерб, связанный главным образом с дополнительными ремонтными затратами и пережогами топлива из-за потерь теплоты при вынужденном расхолаживании котла во время останова и разогрева во время пуска после отказа. Ко второй, немногочисленной группе относят повреждения, приводящие в случае несвоевременного их обнаружения и ремонта к авариям, иногда с катастрофическими последствиями. При этом частично иди полностью разрушается оборудование, повреждается помещение котельной, возможно травмирование обслуживающего персонала. Повреждения возникают при работе котла, и если не приводят к отказам, то их можно обнаружить только во время ремонтов или при остановах для технического обслуживания. Поэтому очевидна необходимость внедрения мероприятий, исключающих возможность развития повреждений второй группы в межремонтный период до опасных размеров.

Специальные обследования сварных барабанов с использованием инструментальной диагностики, пусконаладочные испытания котлов доказали, что повреждения возникают в результате влияния описанных выше процессов. При этом по внешним признакам они различны для сварных барабанов высокого, среднего и низкого давления и для клепаных барабанов.