Влияние механической неоднородности сварных элементов на сопротивление разрушению и безопасность эксплуатации оборудования нефтеперерабатывающей отрасли

• Автор: Диньмухаметова, Людмила Сергеевна
• Шифр специальности: 05.16.09, 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е Особенности эксплуатации сварных оболочковых конструкций в нефтеперерабатывающей отрасли
1.1 Анализ факторов, влияющих на несущую способность, ресурс и безопасность эксплуатации сварных конструкций в нефтеперерабатывающей отрасли
1.1.1 Влияние характера структурно-механической неоднородности сварных соединений
1.1.2 Влияние остаточных напряжений в сварных элементах
1.1.3 Влияние характера рабочей среды
1.2 Технологические возможности процессов термической обработки в формировании эксплуатационных свойств сварных конструкций оборудования в нефтеперерабатывающей отрасли
1.3 Основные подходы к анализу сопротивления разрушению, ресурса и безопасности эксплуатации сварных оболочковых конструкций в
нефтеперерабатывающей отрасли
2 Материалы и методики исследований
2.1 Общая характеристика объекта исследования
2.1.1 Материалы
2.1.2 Изготовление сварных образцов
2.2 Методика проведения термической обработки
2.2.1 Методика проведения отпуска
2.3.2 Методика проведения термоциклической обработки
2.3 Методы исследований
2.3.1 Методика металлографического анализа
2.3.2 Методика механических испытаний
2.3.2.1 Методика дюрометрического анализа
2.3.2.2 Методика проведения испытаний на растяжение
2.3.2.3 Методика испытаний на ударный изгиб
2.3.2.4 Методика определения разрушающей силы для образца с
трещиной при статическомнагружении
2.3.2.5 Методика построения кинетических диаграмм усталостного
разрушения
2.3.3 Методика определения магнитных характеристик
2.3.4 Конечно-элементное моделирование поля остаточных напряжений в сварных элементах в вычислительном комплексе А^УБ
2.3.5 Определение остаточных напряжений методом отверстий
2.3.6 Определение коррозионной стойкости сварных соединений
2.4 Методика статистической обработки результатов испытаний
3 Влияние структурно-механической неоднородности сварных соединений на несущую способность конструкций из сталей повышенной прочности
3.1 Микроструктурные аспекты эволюции механических свойств сталей повышенной прочности при образовании сварных соединений
3.2 Влияние характера механической неоднородности на показатели несущей способности сварных соединений с мягкими прослойками
3.3 Напряженно-деформированное состояние механически неоднородных элементов из сталей повышенной прочности
3.4 Диагностическое исследование энерго-механического состояния сварных элементов из сталей повышенной прочности
3.5 Несущая способность сварных оболочковых конструкций с мягкими прослойками
4 Влияние длительной эксплуатации на сопротивление разрушению и безопасность сварных элементов резервуаров для хранения
нефтепродуктов
4.1 Оценка структурно-механического состояния сварных элементов при
взаимодействии с продуктами переработки нефти
4.2 Оценка живучести сварных элементов резервуаров для хранения
нефтепродуктов
5 Влияние термической обработки на свойства сварных элементов из
сталей повышенной прочности
5.1Назначение и оптимизация режимов термической обработки
5.1.1 Назначение режимов отпуска
5.1.2Разработка режимов термоциклической обработки
5.2 Характер структурных превращений в сварных соединениях при термической обработке
5.2.1 Сварные соединения стали 09Г2С
5.2.2 Сварные соединения стали 10ХСНД
5.3 Характер изменения механического поведения сварных соединений после термической обработки
5.4 Напряженно-деформированное состояние сварных соединений после термической обработки
5.5 Анализ влияния термической обработки на живучесть сварных элементов резервуаров для хранения нефтепродуктов
5.6 Рекомендации по обеспечению безопасности эксплуатации резервуаров
для хранения нефтепродуктов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников
Приложение А - Химический состав, состояние поставки и механические
свойства исследуемых сталей
Приложение Б - Кинетические диаграммы усталостного разрушения сварных соединений стали 09Г2С

условий эксплуатации, результатов текущей диагностики и критериев предельного состояния, определяемых наиболее значимыми с позиции разрушения конструкций факторами.
В общем виде методику определения остаточного ресурса потенциально опасных объектов можно изложить в виде структурной схемы, представленной на рисунке 1.2.
Так, ресурс оборудования, эксплуатируемого в условиях циклической повреждаемости, рассчитывается исходя из допускаемого числа циклов нагружения, в свою очередь определяемого из расчета циклической долговечности в соответствии с ГОСТ 25859-83. Остаточный ресурс в данном случае находится по формуле:
где Тц - ресурс циклической работоспособности, определяемый по формуле:
здесь Тэ - время эксплуатации с момента пуска оборудования, лет;
[Ы] - допускаемое число циклов нагружения;
N3 - число циклов нагружения за период эксплуатации.
Остаточный ресурс оболочковых конструкций оборудования, подверженного воздействию агрессивных сред, определяется скоростью изменения толщины стенки и рассчитывается согласно зависимости
где вф, Эр - минимальная фактическая и расчетная толщины стенки, м; а - скорость коррозии, которая находится согласно выражению:
(1.11)
Тц= ТЭ-[М]ЛЧЭ,
(1.12)
Тк (-5 ф 5р)/а,
(1.13)
^ (§и 5ф)Д,
(1.14)
здесь Би - исполнительная толщина стенки, м;