Значительные погрешности

Для деталей, получаемых листовой штамповкой, характерно то, что толщина их стенок незначительно отличается от толщины исход-нон заготовки. При изготовлении листовой штамповкой пространственных деталей заготовка обычно испытывает значительные пластические деформации. Это обстоятельство вынуждает предъявлять к материалу заготовки достаточно высокие требования по пластичности.

Процесс КР МТ контролируется факторами металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного пооисхождений. Вклад ряда факторов в данный процесс до настоящего времени изучен недостаточно. В частности, не определена чувствительность металла к КР по периметру трубы, хотя в ряде случаев наиболее глубокие трещины располагаются на расстоянии 100,..250 мм от продольного за водского сварного шва. В связи с вышеизложенным в УГНТУ были проведены исследования чувствительности стали к КР по периметру трубы. В результате изучения влияния различных стадий современного производства прямошовных труб на развитие КР было выяснено, что наиболее чувствительными к КР являются участки поверхьости трубы. претерпевшие в ходе технологического процесса ее изготовления продольную подгибку кромок листовой заготовки. Металл в местах подгибки испытывает значительные пластические деформации, приводящие к искажению !фисталлической решетки, разблагороживанию электродного потенциала и соотвеоивенно к понижению морровион-ной стойкости. Так. для прямошовных труб типоразмера 880 х 10 мм, не бывшю' в эксплуатации, чувствительности к КР указанных вон в 1,5 раза выше, чем для остальных частей трубы (уровень остато"ных напряжений, оцененный по величине микроискажений кристаллической решетки для тех же участков,также отличается в 1,6 - 2,0 раза). Такая же закономерность «аблюдается и для труб, бывших в эксплуатации (рис. 1.4). Это является подтверждением ыеханохимической природы рассматриваемого процесса КР. Полученные результаты объясняют отмечаемую рядом исследователей привязку очагов растрески-вания к участкам труб, имеющим повышенную твердость.

Напряжения, при достижении которых материал разрушается или в нем возникают значительные пластические деформации (текучесть), называют предельными. За предельное напряжение при статическом нагружении для пластических материалов принимают предел текучести ат, для хрупких — предел прочности апч (различный при растяжении апчр и при сжатии апчс).

Напряжения, при достижении которых материал разрушается или в нем возникают значительные пластические деформации (текучесть), называют предельны ми. За предельное напряжение при статическом нагружении для пластичных материалов принимают предел текучести физический ат или условный o0j2, для хрупко-пластичных материалов — условные пределы текучести при растяжении 00,2Р' ПРИ сжатии о<),2с (°~о,2с>ао,2р); Для хрупких — предел прочности опч (различный при растяжении <тпчр и при сжатии стпчс).

Система полостей в пластичной при прочих условиях матрице превращает ее в «композит» с довольно поучительными свойствами. Статистически изотропный и однородный массив малых полостей в однородной изотропной матрице не нарушает ее изотропию и однородность на макроскопическом уровне. Однако эта гипотетическая крайняя форма композита имеет сдвиговый и объемный модули, меньшие, чем у материала матрицы, и проявляет значительные пластические изменения объема, хотя материал матрицы сам по себе

Важно отметить также, что все разрушения трубопроводов в процессе эксплуатации, о которых говорилось выше, происходили при рабочих давлениях, величина которых в два, два с лишним раза ниже по сравнению с расчетным разрушающим давлением при однократном нагружении, а само разрушение по своему виду отличается от разрушения трубы под действием внутреннего статического давления, когда в последнем случае появляются значительные пластические деформации в месте разрыва, а также по периметру трубы.

Аварийные повреждения магистральных нефтепроводов внешне характеризуются большим разнообразием (по основному металлу, по заводскому шву, по монтажным швам, в различных точках трубы и тройниковых соединений). Также различны и сроки эксплуатации до возникновения аварий: от нескольких месяцев до десятка лет. Однако почти все нарушения имеют общие признаки. Если исключить случаи явных дефектов и брака, то можно считать, что большая часть аварий происходит без видимых причин и часто при давлениях ниже рабочих. Отсутствуют пластические макродеформации по периметру трубы и у кромок в местах максимального раскрытия трещин в центральной части разрыва, а разрушения часто имеют очаговый характер. Механические свойства металла, в том числе твердость и ударная вязкость, в очаговых зонах (длиной порядка 150—250 мм) остаются прежними, и охрупчивания металла из-за потери свойств (старение, наводоро-живание) не происходит. Это значит, что если бы разрушение было чисто механическим и вызывалось однократной (статической) нагрузкой, то должны были бы произойти значительные пластические макродеформации, чего на самом деле нет. Такие остаточные деформации с утонением стенки трубы проходят на остальном протяжении разрыва в зоне механического дорыва косым срезом, распространяющегося в обе стороны от очага разрушения. Таким образом, четко различаются две зоны — зона зарождения (очага) разрушения и зона разрыва (рис. 97).

Многочисленные результаты различных исследований и собственный опыт автора говорят о том, что в широко распространенных немагнитных сплавах на основе алюминия и титана даже значительные пластические дефор-мадии, вызванные растяжением или наклепом, изменяют электросопротивление всего на несколько процентов (не более 6%). Наиболее сильны эти изменения в области низких температур.

Для описания процесса разрушения пластичных материалов, в частности металлов, теория Гриффитса — Иоффе приемлема лишь условно, так как ме^ таллы в процессе формоизменения претерпевают значительные пластические деформации.

где Р*/Р0 = (ш*/(о0)2; о* — наибольшая скорость вращения при циклическом изменении; «о = 3gcrT/Y В2 — скорость вращения, при которой напряжения во всем диске достигают предела текучести и при дальнейшем увеличении со возникают значительные пластические деформации; t*2 — наибольший (за цикл) перепад температур между центром и периферией диска; t\ — 4от/аЕ — наибольший перепад температур, при котором в диске еще не будут возникать знакопеременные пластические деформации от термонапряжений.

Разрабатывая молекулярно-механическую теорию трения, проф. Крагельский И. В. предложил рассматривать образующуюся фрикционную связь между двумя трущимися телами как некоторое физическое тело, обладающее определенными свойствами, отличающимися от свойств обоих трущихся тел [179]. Это так называемое «третье тело» является, некоторого рода, связью, обладающей упруго-вязким характером. На свойства этой связи оказывают влияние состояние поверхности, величина давления между телами, время контактирования, скорость приложения нагрузки и т. п. Вследствие дискретного характера контактирования выступы, имеющиеся на поверхностях трения, сглаживаются или сменяются впадинами, т. е. материал в поверхностном слое при трении непрерывно передеформируется. Рассматривая область передеформирования как «третье тело», можно считать, что силы внешнего трения обусловлены силами вязкого сдвига, возникающими в деформативной области обоих тел. В этой области происходят значительные пластические деформации, обусловленные возникновением в контактных точках высоких 35* 547

При экспериментально-статистических методах исследования наиболее распространен однофакторпый эксперимент, при котором для выяснения влияния отдельного фактора на искомую функцию эксперимент проводят таким образом, чтобы при переходе от одного опита к другому изменялся только этот фактор, а все остальные оставались постоянными (что трудно бывает осуществить практически). Это может внести значительные погрешности и результаты исследования и, кроме того, требует большого числа экспериментов для выявления роли каждого из факторов (при остальных факторах постоянных).

Необходимо отметить, что двукратное графическое дифференцирование обычно дает значительные погрешности, особенно в диаграммах ускорений. Это заставляет для получения более точных результатов пользоваться при определении скоростей и ускорений методом планов скоростей и ускорений, изложенным выше.

Значительные погрешности зубчатых колес, возникшие после термической обработки, исправляют методом з у б о ил л и ф о-в а н и я. Этот метод отделки обеспечивает получение высокой точности с малой шероховатостью поверхности зубьев и может быть использован при обработке цилиндрических и конических зубчатых колес.

Необходимо отметить, что двукратное графическое дифференцирование обычно дает значительные погрешности, особенно в диаграммах ускорений. Это заставляет для получения более точных результатов пользоваться при определении скоростей и ускорений методом планов скоростей и ускорений, изложенным выше.

Особенностью электродных систем со стеклянным измерительным электродом является высокое внутреннее электрическое сопротивление. В этом случае к приборам, работающим в комплекте с электродными системами, предъявляются специальные требования: высокое входное сопротивление и весьма малое значение тока, протекающего через систему в момент измерения (менее 10~12 А). В противном случае происходит поляризация электродов и возникают значительные погрешности.

Недостатки этого метода: 1) он не может быть использован для определения прочности при кручении, так как в поперечных сечениях, кроме крутящего, действует и изгибающий момент; 2) поскольку от 5 до 16% прогиба приходится на долю изгиба, при обработке экспериментальных данных нужно знать изгибную жесткость кольца в окружном направлении (или соответствующий модуль Юнга). Однако поскольку вклад изгиба в общий прогиб мал, значительные погрешности значений модуля Юнга не приводят к большим ошибкам при определении модуля сдвига.

Если для магистральных трубопроводов расчетные параметры имеют определенную сходимость с действительными, то для плотной застройки городов, промпло-щадок, нефтебаз, компрессорных станций и т. п. они имеют весьма значительные погрешности. Поэтому за основу расчета протекторной и катодной защиты боль-

7. Искатель повреждений изоляции типа ИП-60, ИП-74. Особенно большие трудности возникают при определении коррозионности грунтов по трем показателям: а) величине удельного электрического сопротивления грунта; б) потере массы образцов; в) плотности поляризующего тока. Измерение коррозионности грунтов по двум последним показателям дают весьма значительные погрешности и требуют высокой квалификации исполнителей по отбору, хранению и проведению лабораторных исследований образцов. Опыт изыскательских работ показывает, что определение коррозионности грунтов по последнему показателю технико-эко-номически не оправдывает себя и от него следует отказаться. Кроме того, для его определения необходимо специальное оборудование и помещение, а получаемые результаты в большинстве случаев резко отличаются от первых двух показателей. Кроме того, магистральные стальные трубо-прововоды, отводы от них, трубопроводы диаметром более 1020 мм, трубопроводы на территориях компрессорных и нефтеперекачивающих станций, промплощадок и во многих других случаях не требуют коррозионного обследования грунтов, для которых ГОСТом 9.015—74 установлено изоляционное покрытие усиленного типа.

Для измерений потенциалов в грунте хорошо зарекомендовали себя медно-сульфатные электроды Cu/CuSO4 с насыщенным раствором CuSO,t. Отклонения их потенциала не превышают 5 мВ. Более значительные погрешности могут объясняться химическими изменениями в растворе CuSO4. Благодаря прочности конструкции эти электроды удалось усовершенствовать для применения в качестве стационарно устанавливаемых электродов сравнения для преобразователей с регулируемым потенциалом и для стационарно установленных приборов для измерения потенциала [3]. Устройство такого электрода показано на рис. 3.2. Сопротивление .растеканию тока с этого электрода в смонтированном состоянии в грунте с удельным электрическим сопротивлением р< <100 Ом м обычно 1000 Ом.

Следует отметить, что во многих пирометрах, разработанных на основе перечисленных приемников излучения, не учитываются колебания температуры окружающей среды и влияние фоновых засветок, хотя они вносят значительные погрешности в результате измерений температуры.

Данный метод эффективен в основном для стеклопластиков с четкой периодической структурой, не имеющей дефектов. Точность определения прочности в стеклопластиках с хаотическим расположением стекловолокна будет зависеть от степени распределения наполнителя и его местной ориентации. В стеклопластиках с ориентированной и тканой структурами значительные погрешности при определении прочности будут зависеть от свилеватости волокна и ошибок в укладке стеклопакетов. Поэтому выбор оптимального направления прозвучивания, в котором проявляется высокая чувствительность, является весьма важным при определении прочности. Следует отметить, что для точного определения прочности стеклопластиков необходима высокая точность определения акустических параметров. В настоящее время наиболее высокая точность достигнута при определении скорости распространения ультразвуковых волн, чего нельзя сказать в отно-