Долговечность стволов металлических дымовых труб с трещиноподобными дефектами

• Автор: Шаповал, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ

1.1. Анализ конструктивных решений металлических дымовых труб

1.2. Анализ условий эксплуатации металлических дымовых труб

1.2.1. Коррозионные воздействия

1.2.2. Температурносиловые воздействия

1.2.3. Силовые воздействия.

1.2.4. Динамические воздействия и аэродинамика трубы

1.3. Анализ повреждаемости и примеры аварий и разрушения промышленных металлических труб.
1.3.1. Повреждаемость и дефектность сварных соединений
1.3.2. Примеры аварий и разрушений.
1.4. Анализ существующих методик определения остаточного ресурса, физического износа и долговечности стволов металлических дымовых труб
1.4.1. Определение остаточного ресурса по коррозионному износу.
1.4.2. Определение долговечности трубы по трещиноподобным дефектам
1.4.3. Определение физического износа по сопоставлению частот собственных колебаний.
1.5. Анализ свойств сталей применяемых для изготовления стволов металлических дымовых труб в эксплуатационном диапазоне температур
1.5.1. Химсостав и механические характеристики.
1.5.2. Статическая и циклическая трсщиностойкость
1.6. Выводы по состоянию вопроса и задачи дальнейших исследований .
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
2.1. Методика экспериментальных исследований.
2.1.1. Теоретические методы расчета температурных полей от эвакуируемых газов.
2.1.2. Теоретические методы расчета температурных полей
вызванных действием солнечной радиации
2.1.3. Анализ распределения температурных полей на по
верхности стволов металлических труб
2.1.4. Натурные объекты проведения исследований
ф 2.1.5. Описание действия прибора и погрешности измере
2.2. Результаты экспериментальных исследований.
2.3. Выводы по главе.
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕТРОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И ФОРМИРОВАНИЕ БЛОКОВ НАГРУЖЕНИЯ ПО ПАРАМЕТРАМ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯТРУБЫ
3.1. Методики проведения моделирования.
3.1.1. Методика исключения ошибок и учета погрешностей.
3.1.2. Назначение расчетной схемы ствола дымовой трубы
и обоснование выбора типа КЭ.
3.2. Назначение эксплуатационных нагрузок
3.2.1. Постоянные нагрузки.
3.2.2. Температурные нагрузки
3.2.3. Ветровые нагрузки.
3.3. Ветровое случайное нестационарное воздействие.
3.3.1. Нормативные зависимости характера ветрового воздействия .
3.3.2. Цикличность ветрового воздействия
3.3.3. Изменения ветрового воздействия по направлениям
3.3.4. Создание блока циклического ветрового воздействия.
3.3.5. Определение режима нагружения ветровым воздействием.
3.4. Результаты проведенного моделирования
3.4.1. Режим изменения НДС в зависимости от циклического ветрового воздействия.
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ НЕСУЩИХ СТВОЛОВ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЫМОВЫХ ТРУБ.
4.1. Назначение расчетных параметров для определения остаточного ресурса ствола металлических дымовых труб
4.2. Методика оценки долговечности стволов металлических дымовых труб с трещиноподобными дефектами
4.2.1. Критическое значение коэффициента интенсивности напряжений и критическая длина трещины.
4.2.2. Кинетическая диаграмма усталостного разрушения
4.2.3. Константы в уравнении ПэрисаЭрдогана.
4.2.4. Пороговый КИН и циклический критический КИН
4.2.5. Усталостная долговечность.
4.3. Пример расчета долговечности ствола металлической дымовой трубы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ


Скорректировать методику оценки долговечности стволов металлических дымовых труб, эксплуатирующихся с трещиноподобными дефектами, учитывающую специфику температурных и ветровых нагрузок и неоднородность механических свойств зоны расположения и развития трещины. Долговечность свойство технического объекта сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние изделия определяется в зависимости от его схемноконструктивных особенностей, режима эксплуатации и сферы использования. В ряде случаев предельное состояние определяется достижением периода повышенной интенсивности отказов. Применение этого метода обусловлено снижением эффективности эксплуатации изделий, компоненты которых имеют повышенную интенсивность отказов, а также нарушением требований безопасности. Различают показатели долговечности, характеризующие долговечность по наработке и по календарному времени службы. Показатель, характеризующий долговечность изделия по наработке, называется ресурсом, показатель, характеризующий долговечность по календарному времени, сроком службы. Интенсивность эксплуатации показатель, характеризующий режим использования изделия выражается отношением продолжительности эксплуатации изделия к календарному периоду в часах, в течение которого осуществляется наработка. Ресурс технический наработка технического устройства машины, системы до достижения им предельного состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация невозможна или нежелательна изза снижения эффективности либо возросшей опасности для человека. Р. т. Наработка изделия продолжительность функционирования изделия либо объм работы, выполненный им за некоторый промежуток времени. Моделирование исследование объектов познания на их моделях построение и изучение моделей реально существующих предметов и явлений живых и неживых систем, инженерных конструкций, разнообразных процессов физических, химических, биологических, социальных и конструируемых объектов для определения, уточнения их характеристик, рационализации способов их построения и т. Коэффициент интенсивности напряжений КИН величина, определяющая напряженно деформированное состояние и смещения вблизи вершины трещины для упругого тела, независимо от схемы нагружения, формы и размеров тела и трещины. Трещиностойкость термин, определяющий способность материала сопротивляться развитию трещин при механических и других воздействиях. ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ 1. В настоящее время в промышленности используется большое количество промышленных труб предназначенных как для создания тяги, так и для отвода в верхние слои атмосферы и последующего рассеивания вредных газов и газовоздушных смесей. Промышленные трубы по материалу и конструктивным особенностям делятся на кирпичные монолитные железобетонные сборные железобетонные металлические отделыюстоящие трубы и на растяжках комбинированные по типу труба в трубе и вытяжные башни. Металлические дымовые трубы можно классифицировать по следующим признакам рис. По типу конструктивного решения отдельностоящие, на растяжках, в несущей металлической решетчатой башне или в несущей оболочке. По очертанию ствола постоянного по высоте диаметра цилиндрические и с переменным диаметром с конической нижней частью. По технологическому назначению футерованные для отвода дымовых газов с температурой более 0С или агрессивных по воздействию и не футерованные как правило вентиляционные или с наружной теплоизоляцией и без теплоизоляции. По типу опирання на собственный фундамент, на опорные конструкции или на конструкции обслуживаемого агрегата. По количеству газоотводящих стволов одноствольные или многоствольные как правило, в решетчатых башнях или несущих оболочках. По типу восприятия динамического воздействия с гасителями колебаний интерцепторами или без гасителей колебаний. Рис. Типы металлических дымовых труб а свободностоящая цилиндрическая по очертанию труба б свободностоящая с конической частью труба в труба на растяжках
Рис. Типы вытяжных башен а башня с двумя переломами граней по высоте б башня с одним переломом по высоте в башня без переломов по высоте г многоствольная вытяжная башня д многоствольная труба в несущей металлической оболочке
0.