Восстановление работоспособности деталей технических устройств с трещиноподобными дефектами композитными материалами

• Автор: Крутиков, Игорь Юрьевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ В НЕФТЕГАЗОВОМ ОБОРУДОВАНИИ, ИХ РАЗВИТИЕ И МЕТОДЫ УСТРАНЕНИЯ
1.1 Классификация дефектов
1.2 Механизмы возникновения трещин при статическом
и циклическом нагружении 14
1.3 Методы ремонта оборудования с трещинами и восстановления
их эксплуатационных свойств
Выводы
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Характеристики сталей и композитных составов, использованных
в экспериментах
2.1.1 Выбор материала образцов
2.1.2 Выбор наполнителя
2.2 Методика усталостных испытаний
2.3 Статические испытания
2.3.1 Методика экспериментального определения максимального напряжения в вершине трещиноподобного дефекта
2.3.2 Методика оценки влияния шероховатости на адгезионную прочность соединения
2.4 Методы обработки результатов
Выводы
3 ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ РЕМОНТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
3.1 Влияние шероховатости поверхности металла на адгезионную прочность соединения, выполненного методом «холодной сварки»
3.2 Определение напряжений в вершине трещиноподобного
дефекта расчетным и экспериментальным методами

3.2.1 Определение напряжений в образце с трещиноподобным
дефектом расчетным методом
3.2.2 Определение напряжений в образце с трещиноподобным
дефектом экспериментальным методом
4.3 Влияние наполнителя на величину напряженно-деформированного состояния в вершине трещины. Модель расчета
Выводы
4 ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ РЕМОНТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
4.1 Испытания на малоцикловую усталость
4.1.1 Статистическая оценка усталостной прочности образцов
4.1.2 Исследование закономерностей роста трещин в ремонтном соединении
4.1.3 Определение области эффективного применения метода
«холодной сварки»
Выводы
5 РЕМОНТ ИЗДЕЛИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРОВ
5.1 Алгоритм ремонтных работ
5.2 Методика выполнения ремонтных работ
5.3 Результаты промышленного испытания метода ремонта
при помощи композитного материала
Выводы
Список использованных источников
Приложения
ВВЕДЕНИЕ

В последнее десятилетие рост случаев отказов технологического оборудования, трубопроводов и машин, зачастую приводящих к авариям или аварийным ситуациям (инцидентам) на предприятиях различных отраслей промышленности, подтолкнул на принятие мер по ужесточению контроля ремонта, изготовления и применения технических устройств на опасных производственных объектах.
Первым шагом, основой и толчком для пересмотра целого ряда нормативных документов стал принятый 21.07.1997 года Федеральный Закон 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" [1]. В приложении к приказу №173 от 23.03.2005 года Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору России (Ростехнадзор) после приведения в соответствие с указанным законом, утвержден перечень, состоящий из 439 пересмотренных или вновь введенных нормативных документов. Принят перечень областей деятельности в области промышленной безопасности для опасных производственных объектов [2]. Также введена "Единая система оценки соответствия на объектах, подконтрольных Ростехнадзору", при работах по монтажу, ремонту, реконструкции технических устройств на опасных производственных объектах (ОПО) в соответствии с СДА-18 [3].
Практика показывает, что наибольшее количество инцидентов происходит на предприятиях с тяжелыми условиями эксплуатации оборудования [4, 5], подверженного статическим и циклическим нагрузкам часто при наличии коррозионной среды и в совокупности с высоким давлением, высокой или низкой температурой, которые выступают основными агентами трещи-нообразования. Наиболее высокие требования безопасности [6] предъявляются к техническим устройствам, которые эксплуатируются с взрывоопасными и пожароопасными рабочими средами [7, 8], в том числе в нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности. В связи с

Контрольные образцы с надрезом, которые подлежали заполнению полимерным составом (ОНН), обрабатывались очистителем иМКЕР 94 (обезжирены) и подвергались сушке при 20°С в течение 30 минут перед заполнением.
Принцип и метод парциального смешения компонентов Ц№11ЕР изложены в инструкции завода-изготовителя. Время жизнеспособности приготовленной смеси, возможность механической обработки и дальнейшее проведение испытаний после полного отверждения указанны в таблице 5.
Оптимальная адгезия достигалась плотным втиранием полимера за один прием. Механическая доработка была выполнена только после неполного отверждения состава, но не ранее указанного в таблице 5 времени.
Таблица 5- Время работы с UNIREP при различных температурах
Операции при работе с ЦМКЕР в минутах Температура,0 С
10 20
Нанесения свежего раствора 8 5
Время отверждения 15 10
Механическая обработка не ранее 45 30
Полное отверждение 180 120
Все испытания на малоцикловую усталость, образцов изготовленных по ГОСТ 25.502, проведены на кафедре «Оборудование нефтехимии и нефтепереработки» УГНТУ.
Изучение поведения образцов (рисунок 2.2) методами «а» и «б» проводилось с использованием установки, разработанной и изготовленной в филиале УГНТУ в г. Салавате под руководством доцентов P.P. Газиева и Н.М. Захарова. А испытания образцов методом «в» (рисунок 2.3) выполнено на установке, разработанной и изготовленной в лаборатории УГНТУ г. Уфы, под