Значительная неравномерность

Как видно, действительно наблюдается предсказанная значительная неоднородность свойств металла труб_по периметру, проявляющаяся в существенном наклепе выделенных участков (I, П, IV) и соответствующих им в диаметрально противоположном полупериметре. Таким образом, на поверхности трубы выделяются-четыре наиболее наклепанных участка, на которых уровень остаточных напряжений (деформаций) примерно вдвое превышает их среднее значение. Причем вследствие подгибки кромок и потери устойчивости заготовки в закрытом штампе на внешней поверхности трубы на участках II и ГУ проявляются характерные продольные полосы скольжения, направленные вдоль образующей трубы, что свидетельствует о значительных деформациях металла в этих зонах. На поверхности трубы обнаруживаются островки закатанной в поверхность металла металлургической окалины. Такие участки в процессе эксплуатации потенциально являются местами локализации коррозионных и коррозионно-механических повреждений трубопровода и, в частности, КР. Об -этом свидетельствует местная точечная коррозия поверхности поперечного шлифа стенки трубы в области полос скольжения, проявившаяся в обычных атмосферных условиях в течение 5 суток. Снятые в карбонат-бикарбонатном растворе сравнительные анодные поляризационные кривые металла участков II и V показали, что на участке II, как значительно более наклепанном, пики токов КР в опасной области потенциалов в 1,5 раза выше (рис. 10).

Основной причиной указанного скачка является значительная неоднородность лучистого теплового потока по радиусу, из-за которой высыхание внешней поверхности всегда начинается в центре. Это вызывает перераспределение массового расхода охладителя. В центре, где сопротивление паровому потоку выше, расход охладителя уменьшается за счет увеличения расхода жидкости по периферии образца. При этом перепад давлений на образце возрастает незначительно. Увеличение расхода по периферии требует дальнейшего повышения теплового потока для испарения всего охладителя.

Исследование микроликвации в отливках из стали 15Х1М1Ф с помощью специального травления показало, что в исходном состоянии в отливках отмечается значительная неоднородность в травимости шлифов. Термическая обработка по режиму нормализации с высоким отпуском без предварительной гомогенизации слабо изменяет картину травления. Сочетание гомогени-Едш с нормализацией и отпуском приводит к ослаблению эф-кта неоднородности травимости. Однако лишь длительная гплуатация в течение 100—150 тыс. ч при 550 °С в значитель-

еия при перекосе 8° колебались от 0,62 до 1,32 ГН/м2. Временное сопротивление при испытании с перекосом ниже временного сопротивления при растяжении без перекоса примерно на 30— 50%. Повышенная чувствительность к перекосу и значительная неоднородность свойств явились следствием низкого качества резьбы, неравномерного прогрева после гальванического покрытия,

Существенным недостатком метода испытания на кручение сплошных образцов является значительная неоднородность распределения деформаций, скоростей деформации и напряжений по сечению испытываемого образца.

Для коксов характерна значительная неоднородность содержания летучих веществ, от 0,3 до 34%, поскольку температура в коксовальном кубе находится в пределах от 420 (верхние горизонты) до 550 — 600° С. Все это приводит к значительным объемным изменениям при прокаливании [147].

Известно, что микрогеометрия поверхности деталей оказывает существенное влияние на их выносливость в воздухе; чем меньше шероховатость поверхности, тем больше выносливость, однако в коррозионной среде такой закономерности не наблюдается. Часто у деталей, имеющих меньшую шероховатость поверхности, коррозионная выносливость ниже, чем у деталей с более шероховатой поверхностью, но в приповерхностных слоях которых действуют остаточные сжимающие напряжения. Установлено, например, что при одинаковой шероховатости поверхности скоростное точение повышает, а силовое — снижает сопротивление усталости образцов из нормализованной стали 45 и в воздухе, и в коррозионной среде [221), При силовом точении возникает значительная неоднородность физико-химических свойств поверхностных слоев металла, дефектность структуры и пр., что привадит к ухудшению несущей способности деталей при циклическом деформировании.

По длине труб из стали ЭИ756 отмечается значительная неоднородность структуры и механических свойств, которая объясняется предположительно неравномерностью нагрева в процессе термической обработки.

растанию углов выхода потока. Характерным является значительная неоднородность распределения локальных значений углов по шагу (рис. 4.6,а); этот факт хорошо известен по данным исследований решеток на перегретом паре и воздухе и подтверждается опытами при спонтанной конденсации в решетках (см. гл. 3).

Острое дутье наибольшее значение имеет для слоевых топок. По длине решетки может иметь место значительная неоднородность состава газов. Струи острого дутья позволяют достаточно эффективно перемешать слои газов с различным избытком воздуха. Вследствие этого снижается механический недожог. Острое дутье применяется также в шахтно-мельничных и других камерных топках.

1-х участках рабочей базы образца в различных полуциклах нагружения k, из которых видно, что как в полуциклах растяжения (четные номера полуциклов /с), так и в полуциклах сжатия (нечетные номера полуциклов k) имеет место значительная неоднородность деформирования локальных участков. Эта неоднородность на одноименных участках сохраняется и при изменении знака напряжений, что свидетельствует о наличии зон с большими, чем в целом по общей базе, деформациями, а, следовательно, и с их большей повреждаемостью, что и приводит к локальному рассредоточенному трещинообразова-нию в материале до наступления его полного макроразрушения [220, 234, 245].

Необходимо учитывать и такой фактор, как нестационарность гидродинамических режимов эксплуатации аппарата. При этом имеет место значительная неравномерность распределения дефектов, образующихся как в процессе изготовления аппарата, так и при его эксплуатации. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов аппаратов в отмеченных потенциально опасных местах концентрации напряжений и деформаций происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного промежутка времени возможны разрушения. Под поврежден-яостью необходимо понимать такое состояние металла, при «угором его структура и свойства отличаются от исходных.

Примечания: 1. Буквой А обозначена нагрузка, мало изменяющаяся по величине; буквой 5 — нагрузка, резко изменяющаяся по величине. 2. В «кобках дана значения ifj,d для шевронных передач, для которых bw т* оумма значений ширины обоих полушевронов. 3. Обычно, при твердостях рабочих поверхностей, указанных для варианта 1, Р(комендуетоя принимать ^^-=0,8 + 1,4; для варианта 2 Фд4 — • 0,64-1,2 при весьма жесткой конструкция (характерной, напри-мер, для тихоходной ступени двухступенчатого редуктора) и it>fed =• — 0,4 4-0,8 для менее жестких конструкций. При твердости рабочих •оверхностей зубьев, по варианту 11, для тех же случаев рекомендуется шриннмать ij>?d равным 0,4—0,9; .0,3— '0,6 и 0,2—0,4 соответственно. 4. В судовых передачах, а также иногда в редукторах общего назначения встречаются ty^d' пРевышак>Щие ^>t,d max' п^и этом имеется значительная неравномерность распределения нагрузки по ширине вубчатог* венца, если не принять специальных мер для ее устранения.

Как и в случае статического нагружения, обобщенный парамегр в условиях усталостных испытаний отличает высокая информативность на ранних стадиях развития усталостных трещин. На рисунке 3.9 представлены диаграммы распределения значений рощ по рабочей поверхности плоского образца на различных стадиях циклического нагружения ( N=500, 1000, 1500, 2000, 2500 и 2700 циклов). Как видно из приведенных диаграмм, уже на начальных стадиях наблюдается значительная неравномерность электрических и магнитных свойств в поверхностном слое материала. Следует отметить, что эта неравномерность связана не только с различием уровней деформаций в разных сечениях образца. Например, симметричные точки 1 и 11, находящиеся в одинаковых условиях нагружения, различаются по значениям Ро^, наиболее сильно. Очевидно, главной причиной является более интенсивное накопление микроповреждений в зоне точек 10 и 11. Подтверждением этому служит тот факт, что первая обнаруженная трещина (N=1500 циклов) длиной 1,2 мм располагалась вблизи точки 11. При N=2000 циклов в зоне точек 10 и 11 обнаружено несколько трещин длиной от 1 до 1,4 мм. Далее (N=2500 циклов) произошло подрастание одной из трещин до 8 мм с одновременным образованием сети мелких трещин в зоне точек 9.10 и 11. Разрушение образ-

Неравномерность распределения теплового потока по периметру тепловыделяющего элемента (твэл) может возникать вследствие многих причин: разностенности трубы, неравномерности распределения делящегося материала в объеме твэла, из-за неравномерности распределения нейтронного потока по радиусу активной зоны и др. Во всех указанных случаях отношение <7крГ/9кр1 обычно не превышает 1,2. Значительная неравномерность тепловыделения по периметру возникает в твэлах сложной конфигурации с тепловыделяющими ребрами, в основаниях которых наблюдаются повышенные плотности теплового потока. При этом в зависимости от относительных размеров твэла значе-

Примечания: 1. Буквой А обозначена нагрузка: мало изменяющаяая по- величине; буквой о mi нагрузка,- резко изменяющаяся по величине. 2. В скобках дана значения Ч1^ для шевронных передач! для ко-торшл bw » сумма значений ширины обоих полушевронов. 3. Обычно, при свердостях рабочих поверхностей! указанная для варианта 1, рекомендуется приниматы)^>=0, 8-5-1,4; для варианта 2 Ч1^ = 0,6-=- 1(2 при весьма жесткой конструкции (характерной, напри-мер« для тихоходной етупени двухступенчатого редуктора) и \l>ftd = •=» 0,4 ч-0, 8 для менее жестких конструкций. При твердости рабочих «вверхностей зубьев( по варианту 11, для тех же случаев рекомендуется принимать i>6d равным 0,4—0,9; < 0,3— 0,6 и 0,2-*»0,4 соответственно. 4. В судовых передачах, а также иногда в редукторах общего назначения встречаются г)^, превышающие ч>^ тах. Но при этом имеется значительная неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, если не принять специальных мер для ее устранения.

Проводимые акустические измерения разделяются по классам точности. К первому классу относятся акустические измерения, проводимые в лабораториях, оборудованных прецизионной измерительной аппаратурой, допускающей минимальные отклонения получаемых данных от точных их значений. Для получения результатов измерений по второму классу нет необходимости применения прецизионной измерительной аппаратуры и специальных звукометрических камер. В этом случае допускается внесение поправок из-за наличия ощутимых шумовых помех. К третьему классу точности могут быть отнесены все измерения, в процессе которых возможны: значительная неравномерность звукового поля; наличие шумовых помех, эквивалентных по уровню исследуемому шуму; приближенное определение уровня акустической мощности, излучаемой источником; наличие аппаратуры, дающей ошибку в пределах ±2 дб.

1. На предстоящие 30—40 лет сохранится значительная неравномерность энергетического потенциала мира, и мировое производство энергетических ресурсов в 20—30-х гг. XXI в. может быть принято примерно равным 30—35 млрд. т у. т.

Важнейшей особенностью работы конструктивных элементов является циклический характер температурного поля, определяемый режимом работы изделия. Например, за двухчасовой полетный цикл транспортного газотурбинного двигателя (ГТД) температура выходной «р-омки лопатки существенно изменяется, при этом довольно значительно меняются и скорости нагрева при выходе на полетный режим [25]. Значительная неравномерность температурного поля свойственна охлаждаемым рабочим лопаткам газовой турбины [71]. Менее опасные сочетания температур t и напряжений а реализуются в турбинном диске [71], однако для них свойственны высокие уровни температур и значительные градиенты. Из приведенных данных видно, что для температурного цикла нагрева элемента характерно чередование нестационарных и стационарных участков, причем последние занимают значительное время цикла. Высокие уровни температур, циклический характер температурного воздействия, чередование нестационарных и стационарных режимов создают а материале особые условия работы: высокую термомеханическую напряженность, большие уровни термических напряжений. Все это обусловливает в большинстве случаев работу материала конструктивного элемента за пределами упругости; в наиболее-напряженных точках наблюдается процесс циклического упруго-пластического деформирования, приводящий материал к разрушению за ограниченное число циклов (Ю2—104).

Анизотропия механических свойств в отдельных зернах. В реальном поликристаллическом металле вместо предполагаемого по расчету равномерного распределения напряжений от действия внешней нагрузки имеет место значительная неравномерность напряжений (деформаций) в отдельных зернах металла.

4. В судовых передачах, а также в отдельных случаях в редукторах общего назначения встречаются значения q > q данной таблицы. Но при этом имеет место значительная неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, если не приняты специальные меры к ее устранению.

Шлицевые валы, изготовленные методом пластического деформирования, имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с валами, полученными фрезерованием. Как показали наши исследования, зерна в поперечном сечении сильно вытянуты в радиальном направлении (особенно в углу перехода боковой стороны шлица к впадине). Во впадине шлице-вого вала глубина наклепанного слоя достигает 1,5—2,1 мм, на боковой стороне наклепанный слой значительно меньший— 0,3—0,7 мм. При накатке шлицев обнаружена значительная неравномерность деформации. В поперечном сечении вала наибольшей деформации металл подвергается в местах перехода боковой стороны шлица к впадине. Неравномерность деформации приводит в свою очередь к неравномерности наклепа и твердости по сечению вала. Увеличение дробности деформации (т. е. увеличение числа проходов накатки) увеличивает глубину наклепанного слоя, а также размельчает зерна, в результате чего увеличивается твердость металла. В местах перехода от шлица к впадине зерна, сильно вытянуты и завихрены. В этих местах возможно появление самых больших напряжений, поэтому после пластической деформации валы следует подвергнуть термообработке. Для снятия остаточных напряжений 1-го рода и сохранения наклепа можно рекомендовать низкотемпературный отжиг.