Оценка степени поврежденности аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей

• Автор: Трутнев, Роман Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 113 с. : ил.

1 Биметаллические конструкции, особенности изготовления, строения и поведения при циклическом нагружении, методы оценки усталостной прочности
1.1 Биметаллические конструкции, области применения, условия эксплуатации и анализ повреждений

1.2 Специфика изготовления, строения и определения свойств плакированных металлов

1.3 Особенности поведения биметаллов при циклическом нагружении

1.3.1 Закономерности циклического разрушения биметаллов

1.3.2 Сопротивление биметаллических композиций малоцикловой усталости

1.4 Анализ расчетных методов оценки усталостной прочности конструкций

1.4.1 Методы, основанные на проведении повторных усталостных испытаний

1.4.2 Методы исследования материалов на статическую прочность

1.4.3 Расчетные методы оценки долговечности

1.5 Методы исследования поверхности металла

1.6 Методы и средства испытаний на усталостную прочность
Выводы
2 Объекты и методы исследований
2.1 Основные характеристики исследуемых материалов
2.2 Методика проведения усталостных испытаний
2.3 Методика определения значения поверхностной энергии при накоплении усталостных повреждений
2.4 Методика газоразрядного фотографирования
2.5 Методика измерения скорости ультразвуковых волн
Выводы
3 Результаты экспериментальных исследований и их интерпретация
3.1 Изменение значения поверхностной энергии и скорости 73 ультразвука по длине рабочей зоны образца при накоплении усталостных повреждений
3.2 Изменение значения поверхностной энергии при накоплении 78 усталостных повреждений
3.3 Газоразрядное фотографирование
3.4 Изменение скорости ультразвука в металлах при накоплении 86 усталостных повреждений
Выводы
4 Метод оценки степени поврежденности аппаратов, изготовленных из 92 двухслойных сталей
^ 4.1 Сбор информации об объекте
4.2 Построение экспериментальных зависимостей
4.3 Сравнительный анализ результатов и рекомендации
Выводы
Общие выводы
Литература
Приложения

Значительная часть машин и агрегатов нефтеперерабатывающих предприятий при эксплуатации подвергаются комплексному воздействию различных факто-^ ров, таких как постоянные и переменные механические и тепловые нагрузки, а также влияние рабочей среды, что отрицательно сказывается на их надежности. Характерным примером аппаратов, испытывающих подобные воздействия, являются биметаллические реакторы установок замедленного коксования. Для такого оборудования одной из причин разрушения металла является малоцикловая усталость, особенность которой связана с тем, что этот вид воздействия реализуется длительное время без макроскопической деформации и высоких скоростей распространения трещин. Чтобы обеспечить его безопасную эксплуатацию, необходимо проводить комплекс мероприятий по оценке технического состояния оборудования, которые в ^ основном базируются на результатах неразрушающих методов контроля.
В настоящее время в области обеспечения безопасной эксплуатации оборудования, работающего при знакопеременных нагрузках, актуальной является задача по оценке степени поврежденности аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей. Однако в существующих методах оценки текущего состояния биметаллических аппаратов не принимается во внимание наличие композиции металлов, и не учитываются как структурные изменения, происходящие в биметаллах, так и информация об изменениях, происходящих на поверхности.
Одним из путей решения этой проблемы является выполнение сравнительного ^ анализа параметров, характеризующих структурные изменения, происходящие в биметаллах (например, акустических характеристик материала), в сочетании с информацией об изменениях, происходящих на поверхности и в приповерхностных слоях.
В связи с вышеизложенным, целью диссертационной работы является определение степени поврежденное аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей, на основе сравнительного анализа параметров поверхностной энергии, скорости ультразвука и характера газоразрядного свечения при накоплении усталостных по-

Преобразовав формулу (2.1) с учетом (2.2) и (2.3), получим
8 = у . (2.4)
0,25- — + Г-Ъ

Зависимость (2.4) представляет собой полную деформацию образца, т.е. сумму упругой и пластической составляющих. Этот метод измерения деформаций применяется многими исследователями, обеспечивая достаточную точность при изучении малоцикловой выносливости материалов [85, 87].
Кривые малоцикловой усталости биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и сталей марок 09Г2С и 12Х18Н10Т, полученные [85] в результате испытания образцов толщиной 12 мм по схеме чистого симметричного изгиба при температуре 20 °С, представлены на рисунке 2.8.
Рисунок 2.8 - Кривые малоцикловой усталости биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и сталей марок 09Г2С и 12Х18Н10Т