Совершенствование методических основ нормирования характеристик прочностной безопасности оболочковых элементов трубопроводных систем при пульсационных давлениях рабочих сред

• Автор: Латыпов, Азамат Мирзалифович
• Шифр специальности: 25.00.19, 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1 Анализ современных подходов по расчетам характеристик прочностной безопасности оболочковых элементов трубопроводных систем в условиях пульсацнонного изменения внутреннего давления рабочих сред
1.1 Усталостные процессы металлов
1.2 Анализ расчетных методов оценки характеристик прочностной безопасности оболочковых элементов трубопроводных систем с исходными повреждениями, работающих под действием
пульсацнонного изменения давления рабочих сред
Выводы по главе
2 Расчетная оценка взаимосвязей деформационных, силовых и энергетических характеристик прочностной безопасности оболочковых элементов трубопроводных систем при статическом и циклическом нагружениях
2.1 Определение плотности энергии деформации стандартных образцов на осевое растяжение до разрушения
2.2 Оценка степени снижения предельной плотности энергии деформации оболочковых элементов с повреждениями
2.3 Взаимосвязь плотности энергии деформации и характеристик
усталости оболочковых элементов с трещинами
Выводы по главе
3 Совершенствование методов расчета циклической долговечности оболочковых элементов технических систем
3.1 Основные характеристики прочностной безопасности оболочковых элементов трубопроводных систем
при пульсационных давлениях рабочих сред
3.2 Оценка характеристик прочностной безопасности оболочковых элементов трубопроводных систем по критериям усталости
3.3 Усовершенствованный метод расчета циклической долговечности оболочковых элементов трубопроводных систем по результатам
неразрушагощего контроля сварных стыков
Выводы по главе

4 Исследование влияния повреждений в металле
на циклическую прочность и долговечность оболочковых элементов трубопроводных систем
4.1 Роль микромеханической неоднородности и концентрации напряжений при оценке характеристик циклической усталости оболочковых элементов трубопроводных систем
4.2 Взаимосвязь усталостных характеристик и микроскопических деформаций
4.3 Исследование взаимосвязей характеристик циклической усталости и коэффициентов концентрации напряжений оболочковых
элементов трубопроводных систем
Выводы по главе
Основные выводы и рекомендации
Библиографический список использованной литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы
Проблема обеспечения безопасности потенциально опасных объектов трубопроводных систем (ТС) нефтегазовой отрасли была и будет чрезвычайно острой и актуальной. При этом основным направлением решения указанной проблемы является оперативная и комплексная оценка технического состояния оболочковых элементов (ОЭ) трубопроводных систем с применением адекватных методов и средств неразрушающего контроля и расчетного определения прочности и долговечности с учетом реальных процессов повреждаемости металла, в частности перенапряженное и циклической усталости.
Важным фактором, существенно влияющим на прочность и долговечность оболочковых элементов трубопроводных систем, является циклическая повреждаемость металла, интенсифицируемая различными концентраторами и повреждениями. В связи с этим разработки по совершенствованию характеристик прочностной безопасности оболочковых элементов трубопроводных систем с учетом циклической повреждаемости металла являются, несомненно, актуальными и важными в жизнедеятельности. При этом следует иметь в виду, что многие объекты трубопроводных систем работают за пределами проектного ресурса.
Цель работы — обеспечение прочностной безопасности эксплуатации оболочковых элементов трубопроводных систем с различными концентраторами напряжений регламентацией их остаточного ресурса, определяемого по адекватным критериям циклической трещиностойкости и усталости металла.
Основные задачи работы:
исследование взаимосвязи деформационных, силовых и энергетических характеристик ОЭ ТС с образцами из них;

Рисунок 2.5 - Зависимости |/Л|/в от Ктв Рисунок 2.6 - Зависимости Кк от аа
При п < 0,25 допускается принимать КЕ и«; .
Коэффициент прочности <рс с увеличением аа уменьшается (рисунок 2.7). Стали с большим отношением р/)/н обладают более высоким <рс. При срс = 1,0, как правило, разрушение образцов и ОЭ ТС происходят по основному металлу. Величина аа = аа соответствует <рс = 1,0. Взаимосвязь аа /у/„) устанавливается по формуле:
1|/Л|/в = к,, = . (2.34)
В ряде случаев величину а определяют на основании следующей формулы:
(2-35)
Увеличение ц/1ц/в приводит к росту а (рисунок 2.8).
Для пластичных сталей: ц/рв = 2...3; п = 0,1...0,2; апкр = 1,5...2,0.
Заметим, что для высокопрочных ОЭ ТС и при воздействии коррозионных сред возможно значительное снижение (р1 (до 3...4 раз ).