Напряженно-деформированное состояние котлов цистерн с учетом воздействия коррозионно-активных грузов

• Автор: Ивашова, Татьяна Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 121 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Обзор методов расчета конструкций при воздействии коррозионноактивных грузов

1.2. Выводы и формулирование решаемой задачи

2. ОБСЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОТЛОВ ЦИСТЕРН И ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ СТАЛЕЙ
2.1. Анализ технического состояния котлов вагоновцистерн для перевозки кислотного меланжа

2.2. Лабораторные испытания образцов вагонных сталей в меланже

2.3. Металлографические исследования стальных образцов после коррозионных испытаний

2.4. Основные результаты и выводы по главе 2.

3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОТЛОВ ЦИСТЕРН
3.1. Математическая модель для исследования прочности котла цистерны
3.2. Напряженнодеформированное состояние котла цистерны
с учетом коррозионных дефектов
3.3. Основные результаты и выводы по главе 3.
4. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОТЛОВ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ
4.1. Методика расчета экономической эффективности от применения коррозионностойкой стали
4.2. Расчет экономической эффективности от внедрения новой стали.
4.3. Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Получены оценки прочности котла цистерны, выполненного из двухслойной стали. Определены предельные остаточные толщины оболочки котла, допустимые в эксплуатации. В четвертой главе выполнено технико-экономическое обоснование применения коррозионно-стойких сталей для изготовления вагонов-цистерн. Показана экономическая эффективность инноваций в решении проблемы коррозионного износа элементов подвижного состава. В выводах по диссертации формулируются основные результаты выполненных исследований. Опыт эксплуатации и ремонта вагонов свидетельствует, что коррозия является одной из причин нарушения работоспособности железнодорожной техники. Появление неисправностей, отказов и предельных состояний, обусловленных коррозией, при которых дальнейшая эксплуатация невозможна, является причиной текущих и капитальных ремонтов, и даже исключения вагонов из рабочего парка. При этом коррозия элементов конструкции вагонов ведет к увеличению объема ремонта, что в свою очередь приводит к росту трудоемкости и повышению материальных затрат. Существующие технологии деповского и капитального ремонта не обеспечивают восстановление несущей способности кузова и ресурса узлов вагонов, используемых для перевозки коррозионно-активных грузов. Сложившаяся экономическая ситуация требует поиска новых путей для достижения максимальной эффективности железнодорожного транспорта. Изменение структуры грузооборота, увеличение числа предприятий-производителей и владельцев грузовых вагонов обусловили необходимость совершенствования технологий ремонта вагонов, с целью повышения их коррозионной стойкости, и создания новых конструкций подвижного состава с использованием систем противокоррозионной защиты. Основы современных методов исследования подвижного состава железных дорог заложили работы отечественных ученых С. В. Вершинского, Е. Н. Никольского, Л. Н. Никольского, И. И. Челнокова, JI. A. Шадура, а также зарубежных ученых И. Боммеля, Г. Марье, Е. Шперлинга и других. Существенный вклад в развитие методов расчета, испытаний, проектирования перспективного подвижного состава внесли В. Р. Асадченко, П. С. Анисимов, Н. С. Бачурин, С. В. Беспалько, A. A. Битюцкий, Е. М.М. Болотин, Ю. П. Вороненко, В. М. Бубнов, H. A. Буше, А. H.H. Воронин, И. И. Галиев, М. И. Глушко, В. Д. Данович, В. А. Двухглавов, С. А. Другаль, Г. Б. Дурандин, Р. И. Зайнетдинов, В. А. Ивашов, В. Г. Иноземцев, A. A. Камаев, В. А. Камаев, А. Д. Конюхов, В. В. Кобищанов, В. Н. Коту-ранов, М. Л. Коротенко, А. Д. Кочнов, В. В. Лукин, В. П. Лозбинев, В. И. Мя-ченков, H. A. Панькин, Г. И. Петров, Ю. С. Ромен, А. Н. Савоськин, A. B. Смольянинов, М. М. Соколов, П. А. Устич, A. A. Хохлов, В. Д. Хусидов, В. Н. Филиппов, В. Ф. Ушкалов, В. Н. Цюренко, H. H. Шапошников и другие. Вопросами повышения прочности и надежности при коррозионном воздействии агрессивных сред заняты: ВНИИЖТ, ПГУПС, БИТМ, МГУПС, МВТУ им. Н.Э. Баумана, УрГУПС, ФГУП «ПО Уралвагонзавод», ОАО «БМЗ-Вагон» и другие научные и производственные организации. Большое значение в развитии прикладных методов расчета напряженно-деформированного состояния конструкций вагонов имеют работы А. П. Азовского, Ю. Н. Аксенова, Б. А. Алексюткина, A. B. Третьякова, Г. Ф. Чугунова, В. Ю. Шувалова, С. М. Шудрака. На современном этапе одной из главных задач в области вагонного хозяйства является создание нового поколения грузовых вагонов повышенной надежности и долговечности. Особое внимание при разработке вагонов нового поколения уделяется специализированным вагонам, которые используются для перевозки коррозионно-активных грузов. Исследованию влияния коррозионной среды на подвижной состав посвящены работы А. Д. Конюхова и Г. И. Осадчука [1, 2, 3, 4]. По результатам исследований приведенных в этих работах видно, что уже через четыре года эксплуатации % цистерн имеют трещины, к пяти годам - %, а к шести годам - %. Во второй ремонт цистерны поступают через более короткое время. Так через четыре года после капитального ремонта % цистерн имеют трещины в котле. Более % цистерн ремонтируют с заменой колпака и горловины.