Предварительной пластической

Предварительная перегрузка в процессе гидравлического испытания (опрессовки) оборудования и трубопроводов (испытательное давление больше рабочего рр) приводит к изменению геометрии, свойств и напряженного состояния металла в окрестности дефектов. Эти изменения в основном связаны с возникновением в зоне дефектов локальных пластических деформаций и могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние сопротивлению разрушения. Одним из положительных эффектов опрессовки является снятие сварочных напряжений. Установлено [4], что снятие сварочных напряжений возможно, когда напряжение от внешней нагрузки он достигает предела текучести металла ат. Кроме этого, в окрестностях острых дефектов происходит снижение степени концентрации напряжений из-за притупления их вершины концентратора, возникновение остаточных напряжений сжатия и снижение изгибающих моментов при последующем нагружении рабочим давлением. К отрицательным эффектам предварительной перегрузки следует отнести докри-тический рост трещины, повышение чувствительности металла к деформационному старению, коррозии и др. Это обязывает производить эксплуатационные характеристики конструктивных элементов с учетом эффектов испытаний (опрессовки).

Многоцикловые долговечности отдельных перегрузочных режимов сравнивались на уровне а = 211 МПа, соответствующем долговечности 5 • 105 циклов. В табл. 1 и на рис. 1 приведена зависимость среднего значения долговечности от количества циклов предварительной перегрузки при Ле = 8 • 10~3. Полученные результаты показывают, что односторонняя повторная перегрузка в область нижнего предела текучести и в случае низкоуглеродистой конструкционной стали вызывает понижение среднего значения многоцикловой долговечности до 22609 циклов при 100 циклах

Таким образом, проведенные эксперименты показывают, что для низкоуглеродистой стали влияние предварительной перегрузки в область пластической деформации на последующую многоцикловую усталостную п очность при знакопеременном цикле нагружения зависит, во-первых, от величины предварительной пластической деформации и, во-вторых, от количества перегрузочных циклов.

упругопластической работе. Особое внимание уделялось исследованию и расчету величины остаточных сварочных напряжений, возникающих в кольцевых швах в результате опрессовки технологическим давлением [16, 17]. Разработанные методы расчета позволяют оценить величину сварочных напряжений, возникающих в кольцевом шве в процессе сварки [18], и подобрать необходимую величину предварительной перегрузки сосуда для снижения уровня остаточных напряжений [19].

19. Пимштейн П. Г., Алябьев А. П., Редько Ю. Б., Барсук Е. Г. Расчет величины предварительной перегрузки сварных сосудов давления.— Сб. тр. ИркутскНИИхиммаша, 1977, вып. 76, с. 62—67.

Более совершенными и требующими меньшего количества перегрузок, хотя и бодёе дорогими и занимающими большую площадь, являются лёнтдчные транспортеры, широко применяемые на станциях малой, средней и большой мощности. Такие транспортёры пригодны для всех видов топлива, и лишь для кускового торфа, подаваемого непосредственно с болот, целесообразна подача непосредственно в вагонах на бункерую ггЬлерею без предварительной перегрузки, вызывающей крошение торфа.

Таким образом, установив по (7.7) уровень размаха деформаций и вычислив по (7.9) значение коэффициента асимметрии после воздействия перегрузки, можно с использованием уравнения (7.1) определить число циклов 7Vn до разрушения элементов конструкций, подвергнутых воздействию однократной предварительной перегрузки.

Существующие подходы механики разрушения к оценке долговечности не учитывают эффекты предварительной перегрузки труб при гидравлических испытаниях. В реальных условиях в зонах концентраторов напряжений происходят существенные изменения металла, связанные с локализацией пластических деформаций и докри-тическим ростом трещиноподобных дефектов. В результате этого малоцикловая долговечность труб с критическими дефектами после проведения гидравлических испытаний может быть заметно ниже по сравнению с расчетной, найденной без учета эффектов предварительной нагрузки.

86. Пимштейн П.Г. и др. Расчет предварительной перегрузки сварных сосудов давления. Конструирование, исследование и расчеты аппаратов и трубопроводов высокого давления. Труды НИИХИММАШ, № 765 1997. - С. 45-49.

Примерные данные о процентном возрастании пределов выносливости для сварных соединений после следующих видов обработки: зачистки, аргонодугового переплава, высокого отпуска, предварительной перегрузки, поверхностного наклепа, точечного (местного) нагрева, пластического обжатия путем взрывной, ультразвуковой или ударной обработки приведены в [320].

При переменном растяжении алюминиевых образцов после предварительной перегрузки наблюдаются некоторые отклонения в поведении материала. В случае таких материалов, как мягкая сталь, а также в случае высоких переменных нагрузок остаточные напряжения, вероятно, не так важны и поведение материала лучше согласуется с правилом накопления повреждений.

На рис. 1.14 построены зависимости относительного сужения и удлинения искусственно состаренных (деформация + нагрев до 250°С) сталей от степени предварительной пластической деформации ед. Как видно, с увеличением степени пластической деформации значения у и 5 падают. Это свидетельствует об охрупчивающем действии на металл пластических деформаций, что при определенных условиях, должно соответствующим образом снижать эксплуатационные характеристики элементов, например, при их работе в условиях воздействия отрицательных температур.

После предварительной пластической деформации и выдержки образца в течение определенного времени и температуры происходит изменение параметров диаграммы растяжения вследствие деформационного старения.

На стадии деформационного (параболического) упрочнения материала [7, 8] скорость механохимической повреждаемости материала увеличивается практически пропорционально росту интенсивности предварительной пластической деформации. Коэффициент Кст в уравнении (5.3) представляет собой тангенс угла наклона экспери-

Старение, вызванное предварительной пластической деформацией, называется статическим деформационным старением. Старение, развивающееся в процессе пластической деформации, называется динамическим. Условие динамического старения — определенное соотношение между скоростями деформации и диффузионным перемещением растворенных атомов. В данном случае происходит блокировка растворенными атомами дислокаций, движение которых при деформировании по каким-либо причинам замедляется, а вырывание дислокаций из облаков Коттрелла при ускорении их движения служит причиной упрочнения. Указанное выше соотношение устанавливается при определенных температурах, например для низкоуглеродистой стали в диапазоне 520...670 К. Частичное охрупчивание стали при этих температурах называется «синеломкостью».

На стадии деформационного (параболического) упрочнения конструкционной стали скорость механохимической повреждаемости материала увеличивается практически пропорционально росту интенсивности предварительной пластической деформации материала элемента аппарата. Коэффициент Кет в уравнении (6.13) представляет собой тангенс угла наклона экспериментальной зависимости

На стадии деформационного (параболического) упрочнения материала [7, 8 ] скорость механохимической повреждаемости материала уве-личиваетсяпрактически пропорционально росту интенсивности предварительной пластической деформации. Коэффициент Кст в уравнении (2.3) представляет собой тангенс угла наклона экспериментальной зависимости

У поликристаллических металлов хрупкое разрушение преимущественно происходит по границам зерен без предварительной пластической деформации. Хрупкому

Если материал не имеет выраженной площадки текучести, то предел текучести назначается по допуску на пластические деформации. Наиболее распространенным значением предела текучести является cr0i2, где 0,2 означает, что остаточная деформация равна 0,2%. При повторном нагружении кривая деформирования идет, как показано на рис. 10.6. Наблюдаемое повышение предела текучести называется упрочнением или наклепом. Способность материалов повышать сопротивление после предварительной пластической деформации широко используется для упрочнения деталей.

Влияние степени и вида предварительной пластической деформации, а также условий деформирования на эффект упрочнения при ТМО

Таким образом, процесс дисперсионного твердения в закаленных и затем деформированных сплавах протекает более интенсивно, чем в недеформированных сплавах, вследствие чего механические свойства, в особенности предел текучести, повышаются [150—154]. Ускорение процессов выделения упрочняющих фаз из твердого раствора в результате предварительной пластической деформации вполне объяснимо, если учесть, что дислокации могут являться центрами образования частиц дисперсной фазы [153], а так как в результате пластической деформации число (плотность) дислокаций растет, то, следовательно, увеличивается и число центров зарождения второй фазы. В этих условиях энергоемкость сплава после старения (при режиме, соответствующем максимальному упрочнению) должна существенно возрастать, так как увеличивается однородность поглощения энергии.

которое обусловлено уже известными и учтенными в пределе текучести чистых металлов ((т^) дислокационными механизмами упрочнения: пересечение «леса» дислокаций (ол), взаимодействие упругих полей дислокаций (сгт) и субструктурное упрочнение (стсг). Эффективный вклад этих механизмов в величину предела текучести нарастает после предварительной пластической деформации в результате резкого увеличения плотности дислокаций и образования при определенных условиях [54,202, 203] субзеренной «ячеистой» структуры. Разупрочнение при деформационном упрочнении наступает при температурах 0,4—0,5rm и связано с процессами возврата, полигонизации и рекристаллизации [29].