Разрушения оборудования

ние ау(х), видимо, отличается от такового, полученного методом линий скольжения. В непосредственной области кончика трещины должно реализоваться объемное напряженное состояние, повышающее сопротивление деформированию. Иначе трудно объяснить явление докритического роста трещины. Таким образом, если при растяжении модели с односторонним надрезом усилие достигает Р = Ркр, то можно говорить о реализации чисто вязкого разрушения. Несколько иная картина наблюдается при растяжении моделей с двусторонним надрезом (трещиной). В этом случае деформация металла в области надрезов происходит в стесненных условиях, что сопровождается возникновением объемного напряженного состояния и ростом сопротивления деформированию. Коэффициент упрочнения металла из-за двустороннего глубокого надреза при плоской деформации Кун равен [1]:

Получив соответствующие данные, можно приступить к их анализу, обсуждению и составлению заключения о причинах хрупкого разрушения конструкции. Как правило причин разрушения несколько.

По наблюдениям Маттссона [23], латунь Zn—Си с 37 % Zn в 1 М растворе NH3 + NHJ с добавкой 0,05 М CuSO4 быстрее всего растрескивается при рН = 7,3. Время до разрушения несколько увеличивается при возрастании рН и значительно возрастает при уменьшении рН. Джонсон и Лея [24] сообщили о КРН латуни в щелочных лимоннокислых и виннокислых растворах при значениях рН, при которых происходит образование комплексов.

Разрушение имело усталостный характер с хорошо видимыми и регулярно расположенными усталостными макролиниями (рис. 11.17). Еще раз подчеркнем, что повторение ПЦН сопровождается формированием следующих друг за другом, регулярных по своей структуре зон, линий или участков однотипного рельефа поверхности излома. Длина зоны развития усталостной трещины, распространяющейся со стороны входной кромки пера, составляла около 26 мм, а зоны окончательного (быстрого) разрушения — около 9 мм. На последнем участке направление развития разрушения несколько отклоняется в сторону торца пера.

щий зависимость вязкости разрушения от толщины. Исследование листов мягкой стали, спаянных свинцово-оловянным припоем, серебряным припоем или медью [9], показало, что разрушение происходит по пайке, и вязкость разрушения материала согласуется с оценкой Арнольда [1]. Ляйхтер [23] установил, что вязкость разрушения несколько снижается при образовании реакционной зоны, содержащей хрупкие интерметаллиды. Еще одним примером межслоевого разрушения по поверхности раздела, присущего слоистым материалам, служат результаты Олстера и Вудбери [33] для волокнистых углепластиков.

Несколько глав книги посвящено обсуждению зависящих от времени механических свойств — длительной прочности и усталости. Большое внимание уделяется микромеханическим аспектам и вязкости разрушения композитов.

внешний вид и морфология разрушения несколько отличаются от рассмотренного выше примера разрушения в результате перегрева. Область расчетных температур соответствует условиям минимальной пластичности стали при ползучести. Поэтому трубы, разрушенные в результате выработки ресурса, имеют незначительные деформацию и раскрытие в месте сквозной трещины. Для этих труб характерна широкая полоса сопутствующих несквозных трещин, параллельных основной. Структура стали трансформируется до различной степени. Роста зерен феррита не наблюдается.

Видно, что уравнение (5.48), основанное на использовании степенного закона для скорости трещины вплоть до достижения критического значения /С/0, дает время до разрушения, несколько большее при высоких уровнях напряжений, чем уравнение (5.43). С другой стороны, результаты экспериментов на полиуретановой резине лучше соответствуют расчету по уравнению (5.48), а не (5.50) [25, ч. III]. Можно полагать, что превышение величины экспериментально определенного времени до разрушения по сравнению с рассчитанной по уравнению (5.50) объясняется скорее эффектами конечных деформаций, чем использованным частным способом представления податливости при ползучести. Поэтому

Таким образом, внутрикристаллический скол (отрыв) по определенной кристаллографической плоскости является характерным для практически полностью хрупкого разрушения. Несколько менее хрупкое разрушение происходит с формированием фасеток квазиотрыва. Однако с практической точки зрения к хрупким следует отнести изломы, имеющие сотовое строение и образованные по механизму ямочного разрыва, но также с малым участием пластической деформации. Ряд конструкционных сплавов, в частности сплавы на алюминиевой основе, другие сплавы с некубическим типом кристаллической решетки

Для плоских образцов внешняя картина разрушения несколько иная (рис. 1, в). Макроскопически путь трещины усталости совпадает с плоскостью действия максимальных нормальных напряжений, характер рентгенограммы от поверхности разрушения указывает на ее кристаллографические индексы {001}. Однако наблюдение за развитием пластической деформации на полированных гранях образцов показало образование по меньшей мере двух систем устойчивых полос скольжения с последующим развитием разрушения по ним (рис. 1, г, д). Таких ступенек на широкой грани образца можно обнаружить 150—200, т. е. микроскопически и в плоских образцах трещина следует по двум активным плоскостям скольжения {111}. Наблюдавшееся внешнее различие характера разрушения этих двух типов образцов объясняется различием их напряженных состояний (отсутствие градиента напряжений по длине цилиндрического и его наличие в плоском образце).

Если здания возведены на мощных почвенных отложениях, степень их разрушения несколько увеличивается. Анализ показал, что г. Эль-Реал находится в безопасном удалении от сейсмического эффекта всех

Ввиду сложившейся экономической ситуации замена такого оборудования на новое практически ограничена, а с другой стороны создается реальная опасность разрушения оборудования и возникновения экологических последствий.

Электромагнитные методы неразрушающего контроля (ЭМНК) решают разнообразные задачи, связанные с повышением качества продукции и увеличением производительности контрольных операций. Эти методы обладают высокой чувствительностью, обеспечивают безопасность и безаварийность работы оборудования. Применение ЭМНК на стадии изготовления оборудования способствует снижению материалоемкости изделий, повышению их долговечности, исключению непроизводительных затрат при обработке заготовок и полуфабрикатов, предотвращает применение дефектных деталей в конструкциях, контроль в процессе эксплуатации и ремонта позволяет исключить потенциальную возможность разрушения оборудования. Существенное достоинство ЭМНК — возможность без разрушения и изменения показателей качества выявлять внутренние дефекты изделия, определять их координаты и оценивать размеры. По назначению электромагнитные средства неразрушающего контроля (ЭСНК) подразделяют на дефектоскопы, толщиномеры и структуроскопы.

Нефтегазопромысловое оборудование эксплуатируется в весьма сложных условиях. Воздействие возникающих в металле растягивающих, циклических, знакопеременных напряжений, сил трения, кавитации, абразивного износа и др. в контакте с коррозионно-агрессивной средой приводит к специфическим видам коррозионного разрушения оборудования, таким, как коррозионное растрескивание, водородное охруп-чивание, питтинг и др., которые в значительной мере снижают долговечность и надежность оборудования.

При этом не только усиливается скорость коррозии, но и меняется также характер разрушения металла. В зависимости от условий взаимодействия металла с внешними факторами возможны различные виды разрушения оборудования.

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИИ И ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ КОРРОЗИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

ниевого сплава в зоне контакта. Для снижения степени коррозионного разрушения оборудования в буровые растворы вводят различные добавки и ингибиторы коррозии.

Контакт воды с металлической поверхностью приводит к коррозии металлов,, протекающей по электрохимическому механизму. Величина водонефтяного соотношения, характерного для конкретного месторождения, при котором система нефть — вода становится неустойчивой, может быть использована в качестве параметра для прогнозирования скорости коррозионного разрушения оборудования. Углеводороды практически не вызывают коррозию металлов. Однако неполярная фаза в системе нефть — вода оказывает значительное влияние на коррозионную активность водонефтяной системы в целом, повышая или понижая ее. Повышение защитного действия углеводородной составляющей в эмульсионной системе вода — нефть связано в основном с ингибирующими свойствами ПАВ, входящими в природную нефть. Наиболее активные ПАВ — нафтеновые к алифатические кислоты и асфальтосмолистые вещества. Содержание ПАВ в неф-тях различных месторождений колеблется в широких пределах. Молекулы нафтеновых и алифатических кислот состоят из неполярной части — углеводородного радикала и полярной части карбоксильной группы, что обусловливает их способность адсорбироваться на границе раздела фаз. Соли нафтеновых кислот-более полярны, чем сами кислоты, и более поверхностно-активны. Величина поверхностного натяжения на границе раздела вода — очищенная фракция нефти (например, вазелиновое масло или очищенный керосин) составляет 50—55 мН/м, в то время как поверхностное натяжение на границе раздела вода — сырая нефть не превышает 20—25 мН/м. Это свидетельствует об адсорбции поверхностно-активных компонентов нефти на границе раздела сырая нефть—вода. В щелочной пластовой воде происходит реакция взаимодействия нафтеновой кислоты с ионом щелочного металла. Образующееся соединение более поверхностно-активно, чем нафтеновые кислоты.

С конструкцией скважин (фонтанная, газлифтная, насосная) и условиями эксплуатации связаны структура газожидкостного потока и его -коррозионная агрессивность. При фонтанном способе добычи нефти продукция отличается малой обводненностью. Водная фаза стабилизирована внутри нефти и оказывает незначительное коррозионное воздействие на металл. При газлифтных способах добычи нефти агрессивность водонефтяного потока и его структура зависят от состава сжатого газа. При добыче сероводородсодержащей нефти присутствие воздуха приводит к значительным коррозионным разрушениям. При использовании неочищенных газов, содержащих сероводород, скорость коррозионного разрушения оборудования значительно возрастает. Изменение давления и температуры по стволу скважины влияет на агрессивность газожидкостного потока. Снижение температуры смеси на выходе из скважины приводит к выделению неорганических солей и парафинов, способствующих экранированию поверхности металла за счет образования защитных пленок. Однако в этих условиях усиливается действие макрогальванических пар, приводящих к локальному разрушению поверхности.

СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ КОРРОЗИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДОБЫЧИ ГАЗА

Практика эксплуатации установок по подготовке нефти показала, что на скорость коррозионного разрушения оборудования оказывают влияние тип де-эмульгатора и концентрация его в воде (табл. 78).

СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ КОРРОЗИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ