Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров

На натурном фрагменте элемента теплобменника, подверженного низкотемпературному сероводородному растрескиванию, выполнено гидравлическое нагружение пластической несплошности и проведено тензометрирование данной области. Выполнена экспериментальная проверка модели для инженерной оценки внутреннего да...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Дата:	2006
Автори:	Дядин, В.П., Давыдов, Е.А., Литвиненко, А.Е.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2006
Теми:	Техническая диагностика
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98524
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров / В.П. Дядин, Е.А. Давыдов, А.Е. Литвиненко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2006. — № 3. — С. 16-23. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860248550090211328
author	Дядин, В.П. Давыдов, Е.А. Литвиненко, А.Е.
author_facet	Дядин, В.П. Давыдов, Е.А. Литвиненко, А.Е.
citation_txt	Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров / В.П. Дядин, Е.А. Давыдов, А.Е. Литвиненко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2006. — № 3. — С. 16-23. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
description	На натурном фрагменте элемента теплобменника, подверженного низкотемпературному сероводородному растрескиванию, выполнено гидравлическое нагружение пластической несплошности и проведено тензометрирование данной области. Выполнена экспериментальная проверка модели для инженерной оценки внутреннего давления в пластической несплошности в зависимости от высоты ее пластического прогиба и геометрических размеров. Представлены результаты ультразвукового сканирования зоны низкотемпературного сероводородного растрескивания после гидравлического нагружения несплошности и отмечены их особенности. Hydraulic loading of a plastic discontinuity and strain gauge measurement in this area were performed on a full-scale fragment of a heat exchanger element prone to low-temperature hydrosulphuric cracking. Experimental verification of the model was conducted for engineering assessment of inner pressure in a plastic discontinuity, depending on the height of its plastic sagging and geometrical dimensions. The results of ultrasonic scanning of the zone of low-temperature hydrosulphuric cracking after hydraulic loading of the discontinuity are presented and their features are noted.
first_indexed	2025-12-07T18:40:00Z
format	Article
fulltext	УДК 621.791.16 ОЦЕНКА ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ СЕРОВОДОРОДНОЙ НЕСПЛОШНОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕЕ ВЫСОТЫ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ В. П. ДЯДИН, Е. А. ДАВЫДОВ, А. Е. ЛИТВИНЕНКО На натурном фрагменте элемента теплобменника, подверженного низкотемпературному сероводородному рас- трескиванию, выполнено гидравлическое нагружение пластической несплошности и проведено тензометрирование данной области. Выполнена экспериментальная проверка модели для инженерной оценки внутреннего давления в пластической несплошности в зависимости от высоты ее пластического прогиба и геометрических размеров. Пред- ставлены результаты ультразвукового сканирования зоны низкотемпературного сероводородного растрескивания после гидравлического нагружения несплошности и отмечены их особенности. Hydraulic loading of a plastic discontinuity and strain gauge measurement in this area were performed on a full-scale fragment of a heat exchanger element prone to low-temperature hydrosulphuric cracking. Experimental verification of the model was conducted for engineering assessment of inner pressure in a plastic discontinuity, depending on the height of its plastic sagging and geometrical dimensions. The results of ultrasonic scanning of the zone of low-temperature hydrosulphuric cracking after hydraulic loading of the discontinuity are presented and their features are noted. В работе [1] рассмотрены результаты эксперимен- тального исследования влияния гидравлического нагружения цилиндрической оболочки на измене- ние напряженно-деформированного состояния на- ружной стенки пластической полости («пузыря»), кроме того, была предложена упрощенная модель по оценке величины давления в нем. Тензомет- рирование наружной стенки в зоне «пузыря» про- водили на действующем оборудовании в процессе его технического диагностирования, в связи с чем влияние величины внутреннего давления в «пу- зыре» на изменение напряженного состояния в зо- не пластической несплошности не исследовали и экспериментальную проверку предложенной мо- дели в работе [1] не проводили. В первую очередь это было связано с невозможностью разгрузки ис- следуемой пластической полости путем механи- ческого вскрытия и отсутствием непосредствен- ного доступа к ней с внутренней стороны без вывода аппарата из эксплуатации. В данной статье рассматриваются результа- ты дополнительного исследования влияния внут- реннего давления в пластическом «пузыре» на из- менение величины пластического прогиба его вер- шины и напряженно-деформированного состоя- ния стенки в зоне сероводородного низкотемпе- ратурного расслоения. Для экспериментальной проверки предложен- ной в работе [1] модели роста пластического вы- пучивания при диагностическом плановом обсле- довании нефтеперерабатывающего оборудования, подверженного низкотемпературному сероводо- родному растрескиванию, был отобран элемент теплообменника, подлежащий отбраковке в связи со значительным его повреждением в водородо- содержащей среде. На момент проведения замены поврежденного участка теплообменный аппарат находился в эк- сплуатации более 25 лет при давлении не менее 1 кгс/см2 и температуре не выше плюс 80 °С (сре- да — жирный газ). Исследуемый фрагмент (рис. 1) представляет собой элемент обечайки кожуха теплообменника размером 700 900 мм с начальной толщиной стенки 16 мм, изготовленного из стали марки 09Г2С в соответствии с ГОСТ 5520–79 «Сталь листовая углеродистая низколегированная и леги- рованная для котлов и сосудов, работающих под © В. П. Дядин, Е. А. Давыдов, А. Е. Литвиненко, 2006 Рис. 1. Общий вид фрагмента корпуса теплообменника, подверженно- го низкотемпературному сероводородному растрескиванию 16 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2006 давлением». Характерной особенностью рассмат- риваемого элемента является наличие в нем изо- лированной пластической полости и цепочек плоских несплошностей в направлении проката, образовавшихся в результате растрескивания по границам вытянутых пластинчатых неметалличес- ких включений под воздействием наводорожива- ющей среды. Все дефекты залегают тонким слоем высотой около 2,0 мм на глубине около 9,0 мм от наружной поверхности, что, в свою очередь, позволяет снизить вероятность ступенчатого раз- вития дефекта в направлении толщины в процессе нагружения пластической несплошности внутрен- ним давлением. Коррозионный износ на внутренней стороне элемента в зоне низкотемпературного се- роводородного растрескивания достигает 2,0 мм (средняя толщина стенки вырезанного фрагмента в зоне дефекта составляет 14,5 мм). Геометричес- кие размеры «пузыря» в осевом направлении фрагмента обечайки до разгрузки (засверловки) и его модельное представление в соответствии с ра- ботой [1] показаны на рис. 2. При расчете внутреннего давления исследуе- мый пластический дефект рассматривается как круговая несплошность. Поправки на эллиптич- ность и цилиндрический изгиб не учитываются. В данном случае рассмотрение пластической нес- плошности как круговой полости приводит к нес- колько завышенному расчетному давлению в ней, что в ряде случаев может быть вполне оправдано при предварительных оценках напряженного сос- тояния в процессе технического диагностирова- ния оборудования, подверженного такого рода повреждениям. Для проведения гидравлического нагружения данной несплошности с внешней стороны обечайки к центральной части «пузыря» был приварен угловым швом на малых токах короткий штуцер и наклеены тензорезисторы с рабочей базой 20 мм 2ПКБ-20- 200ХБ с сопротивлением R = 198,00…198,49 Ом для контроля изменения напряженно-деформиро- ванного состояния в зоне «пузыря» в процессе его разгрузки и последующего гидравлического наг- ружения. Для наклейки тензорезисторов применя- ли клей Циакрин ЭО на внешней и внутренней стороне фрагмента обечайки. Для тарировки тен- зорезисторов использовали тарировочную балоч- ку, нагружавшуюся чистым изгибом. Измерение деформаций (напряжений) проводили тензостан- цией ИСД-3 с мостовой схемой питания на пос- тоянном токе (в данном случае единице измерения сопротивления тензорезистора соответствовало изменение напряжения — 1,86 МПа). Места рас- положения датчиков показаны на рис. 3. Перед проведением испытаний определялись начальные показатели тензорезисторов и измеря- ли высоту прогиба в центральной части «пузыря» в осевом направлении вырезанного фрагмента обечайки. После этого проводили разгрузку плас- тической несплошности путем засверловки на- ружной стенки «пузыря» через вваренный штуцер с последующим снятием показаний тензореристо- ров и измерением высоты его максимального про- гиба. Для определения начального давления в «пу- зыре» и его связи с пластическим прогибом w бы- ло выполнено гидравлическое нагружение полос- ти через вваренный штуцер с подключением ма- Рис. 2. Модельное представление выявленной пластической несплош- ности Рис. 3. Места расположения тензодатчиков с наружной (а) и внутренней (б) стороны фрагмента исследуемой обечайки ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2006 17 нометра. Нагружение пластической несплошности проводили в два этапа, разнесенные во времени в двадцать дней. На первом этапе гидравлического нагружения ставилась задача определения максимального дав- ления в «пузыре» в период последнего диагнос- тического обследования аппарата и на момент его разгрузки при исходном поперечном размере. Следует отметить, что эти два состояния могут несколько отличаться. В первую очередь это свя- зано с тем, что между окончанием срока пребы- вания данного элемента в сероводородсодержа- щей среде и проведением испытаний прошло око- ло четырех месяцев. Последнее не исключает воз- можного подрастания дефекта в связи с измене- нием (падением) коэффициента интенсивности напряжений Ks в пластической области перед фронтом развивающегося дефекта, который нахо- дится в диапазоне K1с ≥ Ks ≥ Ksсс, где K1с — ста- тический коэффициент интенсивности напряже- ний в случае отсутствия влияния агрессивной сре- ды; Ksсс — пороговое значение коэффициента ин- тенсивности напряжений в присутствии агрессив- ной среды ( в данном случае во влажном серово- дороде) [2–4]. Для решения этих задач в начале было прове- дено ступенчатое гидравлическое нагружение «пузыря» до 63 кгс/см2 с записью показаний тен- зодатчиков и замеров величины прогиба в цент- ральной части «пузыря» на каждом шаге нагру- жения с выдержкой давления не менее 5 мин. Далее пластическая несплошность была разгруже- на путем сброса давления до нуля. Температура воздуха в помещении и воды на момент прове- дения гидравлического нагружения исследуемого элемента, составляла 15 °С. На втором этапе — пошаговое нагружение до 75 кгс/см2 с целью выявления закономерностей изменения величины прогиба после предваритель- ной разгрузки и изучения характерных особеннос- тей роста дефекта в плоскости проката методом УЗ-контроля компьютеризированной системой P- Scan. Температура воздуха в помещении и воды на втором этапе гидравлического нагружения «пу- зыря» составляла 12 °С. Начальное давление в «пузыре» до его засвер- ловки (разгрузки) определялось по минимальному значению среднеквадратичной функции: F(x – p) = ((1 ⁄ 20)∑ 1 20 (fi(ф) – fi(p)) 2)0,5, (1) где fi(ф) — показания значений тензодатчиков до засверловки (разгерметизации) «пузыря»; fi(p) — текущие показания значений тензодатчиков при гидравлическом нагружении; i — порядковый но- мер тензодатчика. Номера тензодатчиков и начальные геометри- ческие размеры «пузыря» в плоскости представ- лены на рис. 3. Результаты показаний тензодат- чиков в процессе гидравлического нагружения «пузыря» до 63 кгс/см2 представлены в табл. 1, изменение среднеквадратической функции (1) — на рис. 4. Как видно из рис. 4, наименьшее отклонение функции (1) по показаниям 20-ти тензорезисторов fi(p) от первоначальных значений fi(ф) достигается при гидравлическом нагружении полости до p = = 33 кгс/см2. Таким образом, можно судить о том, что на момент разгрузки (засверловки) давление в «пузыре» составляло примерно 33 кгс/см2. При оценке максимального давления в «пузы- ре» на момент проведения технической диагнос- тики аппарата в случае отсутствия роста дефекта в поперечном направлении проката можно исхо- дить из следующего. Во-первых, при достижении данной нагрузки следует ожидать появления не- линейности в изменении напряжений (деформа- ций) в вершине (полюсе) «пузыря» со стороны его пластического выпучивания (датчики 9 и 10). Во- вторых, при незначительном увеличении попереч- ного размера «пузыря» в процессе его гидравли- ческого нагружения следует ожидать появление нелинейности в точке условного перехода упру- гого прогиба к его пластическому росту в вершине дефекта. Результаты измерения изменения вели- чины прогиба «пузыря» в его вершине в зависи- мости от величины гидравлического давления представлены в табл. 2. Сказанное выше наглядно продемонстрирова- на на рис. 5 и рис. 6, а, где приведены результаты изменения напряжений ∆σ (деформаций) и вели- чины прогиба w в вершине вздутия при гидрав- лическом нагружении «пузыря» до 63 кгс/см2. Видно, что отклонение от линейности в обоих слу- чаях происходит при одном и том же давлении, равном примерно 45 кгс/см2. Откуда следует, что максимальное давление в «пузыре» при обнару-Рис. 4. Изменение величины среднеквадратической функции (1) при гидравлическом нагружении несплошности 18 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2006 женных его геометрических размерах в период ди- агностического обследования и эксплуатации дос- тигало 45 кгс/см2. В соответствии с работой [1] давление внутри «пузыря» (см. рис. 2) при условии деформацион- ного упрочнения материала в первом прибли- жении можно описать зависимостью: P = 4σ0,2(2/(3εт)) n(a/w + w/a)–(2n + 1) (1 + 2/3(a/w + w/a)–2)–1t1/a, (2) где w — прогиб «пузыря» в вершине; a — радиус полости; t1 — толщина пластического слоя; t — толщина листа; σ0,2 — предел текучести матери- ала; εт — деформация соответствующая σ0,2; n — величина деформационного упрочнения матери- ала при одноосном растяжении. Для определения механических свойств иссле- дуемого элемента было изготовлено три образца МИ-12 тип II в соответствии с ГОСТ 6996–66 в направлении поперек проката. Принимая во-вни- мание, что при техническом диагностировании нефтеперерабатывающего оборудования наиболь- шее распространение получило определение твер- дости при пластическом вдавливании шарика, прочностные характеристики металла в исследу- емой зоне также определялись по значениям твер- Т а б л и ц а 2. Результаты измерения высоты прогиба при гидравлическом нагружении «пузыря» до 63 кгс/см2 Давление в «пузыре», кгс/см2 Высота проги- ба w, мм Примечание 0 3,4 — 20 3,6 — 30 3,7 — 35 3,9 — 45 4,1 Отмечаются щелчки в металле 50 4,8 — 55 5,6 Отмечаются щелчки в металле 60 6,7 То же 63 7,6 — Т а б л и ц а 1. Результаты показаний тензодатчиков при нагружении «пузыря» до 63 кгс/см2 Номер датчика (рис. 3) Условные сопротивления тензорезисторов После разгрузкиДо засвер- ловки После засвер- ловки Гидравлические нагружения, кгс/см2 20 30 35 45 50 55 60 63 1 441 448 439 434 431 426 423 412 405 396 440 2 491 496 493 491 490 489 489 496 503 513 497 3 682 689 685 683 682 681 681 686 691 700 684 4 538 394 477 518 540 578 620 732 807 882 725 5 458 440 449 455 457 461 466 493 511 523 489 6 439 427 432 436 439 442 446 456 465 478 445 7 511 463 490 506 515 529 547 608 666 744 663 8 510 402 466 498 515 546 584 640 674 703 579 9 436 516 472 449 435 397 342 208 122 — — 10 458 696 558 486 445 343 186 — — — — 11 584 560 574 581 585 591 594 593 591 588 553 12 496 483 489 494 497 502 505 510 515 523 478 13 519 507 513 516 519 522 525 530 535 541 512 14 500 486 494 498 500 504 508 513 515 518 495 15 489 469 479 485 488 492 493 493 491 487 465 16 424 404 413 420 423 427 430 434 436 438 406 17 626 610 619 625 629 634 639 651 660 673 620 18 529 455 500 524 537 553 562 572 583 592 462 19 454 469 460 455 452 449 447 445 442 439 472 20 446 475 456 446 441 434 428 419 411 403 471 Рис. 5. Изменение напряжений (деформаций) в местах расположения тензодатчиков 1–10 согласно рис. 3, б при гидравлическом нагружении несплошности до 63 кгс/см2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2006 19 дости НВ по Бринелю при статическом нагру- жении. Перерасчет твердости по НВ на временное сопротивление материала σв и σ0,2 проводили по ГОСТ 22761–77 и МУ «Проведение работ по оцен- ке остаточной работоспособности технологичес- кого оборудования — нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств. г. Киев — 1993» (табл. 3). Как видно из табл. 3, перерасчет предела те- кучести σ0,2 по твердости дает вполне пригодные для инженерных оценок значения. Подставляя в выражение (2) значения геомет- рических размеров «пузыря» в поперечном нап- равлении (рис. 2) и принимая прочностные харак- теристики стали О9Г2С, соответствующие испы- танию на растяжение образцов МИ-12 (табл. 3) с учетом зависимости по оценке величины дефор- мационного упрочнения n [5] n = – 0,182 + 0,222(σв/σ0,2) (3) получаем, что расчетное внутреннее давление в «пузыре» в этом случае также очень близко к зна- чению 45 кгс/см2. Последнее показано на рис. 7, где представлены расчетные и фактические зна- чения внутреннего давления в «пузыре» в зави- симости от величины пластического прогиба его вершины и принимаемых радиусов дефекта при гидравлическом нагружении полости до 63 кгс/см2 и выше. Здесь также необходимо от- метить, что поскольку в процессе гидравлического нагружения основной рост «пузыря» наблюдался в направлении проката, то за исходный размер де- фекта при расчете максимального давления при- нимался его поперечный размер (вписанная ок- ружность). При оценке минимального давления в «пузыре» за его геометрические размеры прини- мался радиус описанной a окружности и соответ- ствовал данным, приведенным на рис. 3. Нагрузки, при которых отмечались щелчки ( характерные при подрастании исследуемой полости или ее слиянии с более мелкими отдельно стоящими полостями), помечены стрелочками. Как видно из рис. 7, экспериментальные зна- чения фактического давления (кривая 3) в иссле- дуемой полости находятся между этими двумя расчетными кривыми (1, 2), что, в свою очередь, позволяет оценить изменение величины давления в полости при возможном изменении дефекта в процессе эксплуатации и в периоды простоя обо- рудования. Таким образом, если не учитывать поправку на подрастание полости и эллиптич- ность, что, как было отмечено выше, приводит к несколько завышенному давлению, из рис. 7 также следует, что можно говорить о достаточно хоро- шем соответствии расчетного давления в «пузы- ре» по формуле (1) его фактическому значению и для бo′льших прогибов. Наблюдаемая погреш- ность между расчетным давлением (кривая 1) и фактическим при максимальном прогибе 7,6 мм, на наш взгляд, является вполне приемлемой для инженерных оценок. Тем более, что при уточ- нении поперечного размера «пузыря» в этой точке Т а б л и ц а 3. Механические свойства исследуемого элемента и расчетные значения по твердости при температуре t = 20 оС Сталь О9Г2С, δ = 16 мм σ0,2, МПа σв, МПа δ, % ψ, % ГОСТ 5520–79 325 470 21,0 — МИ-1 т.II (ГОСТ 6996–66) 354 507 36,6 65,9 Перерасчет по НВ (1590 МПа) 343 548 26...30 — Рис. 6. Изменение величины прогиба вершины «пузыря» при его гид- равлическом нагружении до 63 кгс/см2 после засверловки (а) и при повторном гидравлическом нагружении до 75 кгс/см2 после предвари- тельной разгрузки (б) Рис. 7. Изменение величины давления в несплошности в зависимости от высоты ее выпучивания при различных расчетных радиусах а, мм: 1 — 78; 2 — 105; 3 — экспериментальные значения 20 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2006 данная погрешность будет еще меньше даже без учета эллиптичности дефекта. Для выявления закономерностей изменения ве- личины прогиба после предварительной разгрузки и характерных особенностей роста дефекта в плос- кости проката на втором этапе было выполнено повторное гидравлическое нагружение «пузыря» до 75 кгс/см2 с последующим ультразвуковым ска- нированием исследуемого участка и прилегающей зоны. Результаты тензометрирования «пузыря» при гидравлическом нагружении до 75 кгс/см2 пред- ставлены в табл. 4. Изменение величины пласти- ческого прогиба показаны на рис. 6, б. Максималь- ный прогиб при давлении 75 кгс/см2 также пока- зан на рис. 7 отдельной крайней точкой. Из рис. 6, б видно, что через 20 дней после разгрузки «пузыря» при повторном его нагру- жении до 75 кгс/см2 в точке максимального пре- дыдущего сброса давления (63 кгс/см2) также наб- людается перегиб кривой, что подтверждает по- лученные ранее результаты при определении мак- симального давления в полости в период эксплу- атации теплообменника. Характерной особен- ностью последнего гидравлического нагружения полости является постоянно отмечаемый рост (щелчки) расслоения при подъеме давления свы- ше 50 кгс/см2. Вместе с тем, отмечаемые измене- ния напряжений (деформаций) в зоне тензодат- чика 4 и совсем малые приращения напряжений в зоне датчика 1 свидетельствует о слабом раз- витии дефекта в поперечном направлении (см. табл. 4). В то же время в зоне тензодатчиков 5–8 наблюдается абсолютно противоположная карти- на, что косвенно свидетельствует о развитии де- фекта в этой области, т. е. в направлении проката. В целом же следует отметить, что в виду отсут- ствия резких скачков по уменьшению изменения напряжений (деформаций) в зонах расположения тензодатчиков от 1 до 6, 8 и высокие приращения (деформаций) в районе датчика 7, — преимущес- твенное развитие «пузыря» в основном носит ка- нальный характер. Т. е., при незначительном уве- личении геометрических размеров «пузыря», от- мечается его соединение с соседними небольшими несплошностями через разрыв узких тонких пе- ремычек между ними. Последнее очень наглядно иллюстрируется рис. 8, где представлены резуль- таты ультразвукового сканирования исследуемого участка с наружной стороны компьютеризирован- ной системой P-Scan в режиме толщинометрии. Как видно из рис. 8, между основным «пузы- рем» и залегающими несплошностями наблюда- ется цепочка последовательно соединенных меж- ду собой узких перемычек в разных направлениях. При этом следует отметить, что основная их масса залегает отдельными полосами в направлении проката. Этим скорее всего и объясняется прин- ципиальное отличие в показаниях тензорезисто- ров, расположенных по границам дефекта в про- Т а б л и ц а 4. Результаты показаний тензодатчиков при повторном нагружении «пузыря» до 75 кгс/см2 Номер датчика (рис. 3) Значения условных сопротивлений тензорезисторов После разгрузки Через 20 дней Нагружение, кгс/см2 После разгрузки40 50 65 70 75 1 440 438 410 403 395 384 378 412 2 497 496 505 508 512 524 536 496 3 684 682 692 695 700 711 723 686 4 725 722 826 850 877 927 — 732 5 489 486 508 514 520 520 514 493 6 445 444 466 471 479 496 514 456 7 663 660 714 725 750 843 — 608 8 579 578 663 680 705 724 734 640 9 — — — — — — — 208 10 — — — — — — — — 11 553 562 586 591 597 595 593 593 12 478 477 506 512 522 532 545 510 13 512 530 550 554 562 569 579 530 14 495 499 514 518 523 525 527 513 15 465 464 478 482 494 479 473 493 16 406 404 423 427 433 436 438 434 17 620 620 654 660 674 685 698 651 18 462 461 548 565 593 598 611 572 19 472 469 447 443 435 432 426 445 20 470 469 423 415 398 390 377 419 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2006 21 дольном и поперечном направлениях проката. Вместе с тем, нельзя исключить и влияние гео- метрических размеров несплошностей и их взаи- модействие между собой на показания тензоре- зисторов (как видно из рис. 8, геометрические раз- меры несплошностей залегающих в продольном направлении несколько превосходят размеры ана- логичных дефектов, расположенных в поперечном направлении). Кроме того, появление пластичес- ких перемычек, не выходящих на поверхность, между основным «пузырем» и рядом стоящими дефектами также может вносить существенную поправку в напряженно-деформированное состо- яние исследуемой области. Последнее по всей ви- димости и объясняет изменение угла наклона эк- спериментальной кривой на рис. 7, попадающей в расчетную область максимального изменения ге- ометрического размера несплошности в сторону минимальной расчетной кривой 2. Так, при появ- лении пластических перемычек между «пузырем» и рядом стоящими дефектами в поперечном нап- равлении, за расчетный диаметр должен прини- маться размер с учетом близлежащих дефектов, связанных между собой пластическими перемыч- ками, который, как видно из рис. 8, близок к 200…240 мм. Более детальный анализ взаимодействия нес- кольких расслоений, расположенных на одном или различных уровнях по толщине стенки эле- мента [6–7], выходит за рамки данной статьи и представляет отдельную задачу. Таким образом, как следует из анализа полу- ченных экспериментальных данных, предложен- ная модель гидравлического выпучивания «пузы- ря» дает возможность для инженерной оценки внутреннего давления в полости и может быть ис- пользована для дальнейшего анализа напряжен- ного состояния стенки корпуса аппарата в зоне дефекта. Что касается результатов тензометрирования наружной стенки в зоне «пузыря» (см. табл. 1, 2), то детальный их анализ будет выполнен в следу- ющей статье. В заключении следует еще раз подчеркнуть преимущества компьютеризированных систем контроля, позволяющих более точно прогнозиро- вать возможный рост подобных дефектов и, как следствие, используя современные методы и под- ходы к оценке дефектостойкости сварных конс- трукций, определить оптимальные безопасные размеры подобного рода повреждений. Выводы Экспериментально подтверждена пригодность предложенной модели для инженерной оценки внутреннего давления в несплошности («пузыре») в зависимости от высоты ее пластического вздутия и геометрических размеров. Выполненные исследования с дополнитель- ным использованием современных компьютери- зированных ультразвуковых систем контроля позволяют более точно оценить степень опасности дальнейшего развития взаимодействующих де- фектов в зоне сероводородного растрескивания металла. 1. Инженерный подход к оценке допускаемых размеров герметичных «пузырей» при техническом диагностиро- вании нефтехимического оборудования, подвергнутого низкотемпературному водородному растрескиванию / В. П. Дядин, Е. А. Давыдов, А. Е. Литвиненко, Е. А. Гон- Рис. 8. Результаты ультразвукового сканирования участка исследуемого фрагмента обечайки теплообменника в зоне низкотемпературного сероводородного растрескивания после гидравлического нагружения пластической несплошности до 75 кгс/см2 22 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2006 чар // Техн. диагностика и неразруш. контроль. — 2005. — № 1. — С. 16–20. 2. Балуева А. В., Дашевский И. Н. Модель роста газонапол- ненной трещины в материале // Изв. РАН. МТТ. — 1994. — № 6. — С. 113–118. 3. Колачев Б. А. Водородная хрупкость металлов. — М.: Металлургия, 1985. — 216 с. 4. Джонсон Х. Х. Водород в металлах / Под ред. Г. Алефен- да и И. Фелькля. — М.: Мир, 1981. — С. 35–68. 5. Дядин В. П. Сопоставление значений ударной вязкости образцов Шарпи и Менаже при вязком разрушении // Автомат. сварка. — 2004. — № 4. — С. 24–29. 6. Оценка предельного состояния конструкций с водород- ными расслоениями / В. М. Кушнаренко, М. И. Климов, Н. В. Холзаков, И. Ф. Миргородский // ФХММ. — 1990. — № 1. — С. 76–80. 7. К прогнозированию развития расслоений в конструкциях при наводороживании / В. М. Кушнаренко, О. И. Стек- лов, М. И. Климов, Н .В. Холзаков // Там же. — 1988. — № 1. — С. 98–100. Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, Киев Поступила в редакцию 20.05.06 НОВЫЕ КНИГИ Малайчук В. П., Мозговой О. В., Петренко О. М. Інформаційно-вимірювальні технології неруйнівного контролю: Навч. посіб. — Дніпропетровськ: РВВ ДНУ, 2004. — 240 с. Навчальний посібник містить математичні основи теорії проектування інформаційно-вимірювальних технологій у задачах неруйнівного контролю, технічної діагностики й оцінки стану навколишнього середовища. Розглянуті алгоритми кон- тролю та перевірки технічних характеристик вимірювачів, дослідження помилок і методи класифікації вимірювачів за їх точностними характеристиками. Синтезо- вані алгоритми порівняння стану технологій виробництва за кількістю бракованих виробів у задачах «до і після», «тут і там» і вирішальні правила вибіркового контролю. Розроблено теоретичні засади формування вирішальних правил розпізнавання ме- тодами оцінок параметрів законів, групового обліку аргументів А. Г. Iвахненка, гістограмним методом і на основі відновлених законів розподілу рядами згладжених дельта-функцій. Викладена теорія виявлення змін контрольованих процесів, де розглядаються за- дачі фільтрації, виявлення стрибків середнього значення та потужності шуму, стрибкоподібних змін функцій і законів розподілу. Сформульовані також завдання для самостійної роботи студентів і теми кур- сових проектів. Даний навчальний посібник виданий у такий спосіб, щоб при роботі з ним він міг перетворитися на індивідуальний конспект лекцій студента, на його особистий рукописний звіт про вико- нання навчальних завдань, про проведення комп’ютерних досліджень і про результати обчислювальних експериментів. Малайчук В. П., Мозговой А. В. Математическая дефектоскопия: Днепропетровск: Систем- ные технологии, 2005. — 420 с. Большинство задач неразрушающего контроля связано с обработкой изме- рений, которые по своей физической природе являются случайными величинами. Измерения содержат информацию о состоянии контролируемых объектов и их числовых характеристик. Причинами случайности измерений являются шумы измерительных приборов, случайные изменения исходных материалов, неконт- ролируемые изменения технологических процессов, влияние окружающей среды. Чтобы получить информацию о состоянии контролируемых объектов, необ- ходимо обработать измерения, т. е. путем их преобразования по определенным правилам оценить показатели, прямо или косвенно характеризующие конт- ролируемые объекты. Монография посвящена задачам обработки измерений и формирования правил принятия решений о состоянии объектов или о изменении состояний. Наиболее эффективные технологии неразрушающего контроля создаются совместными усилиями специалистов, которые разрабатывают или эксплу- атируют объекты контроля, и специалистами, которые проектируют инфор- мационно-измерительные устройства и системы. Знания, систематизирован- ные и изложенные в монографии, будут полезны как тем, так и другим, а также студентам вузов. По вопросу прибретения монографии и ученого пособия обращаться по адресу: НПП «Машиностроение», г. Днепропетровск, факс 38(0562)34-04-93, тел. 38(0562) 35-07-49, тел. 38(056) 372-85-04 (многоканальний) ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2006 23
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98524
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0235-3474
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T18:40:00Z
publishDate	2006
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
record_format	dspace
spelling	Дядин, В.П. Давыдов, Е.А. Литвиненко, А.Е. 2016-04-16T08:03:19Z 2016-04-16T08:03:19Z 2006 Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров / В.П. Дядин, Е.А. Давыдов, А.Е. Литвиненко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2006. — № 3. — С. 16-23. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0235-3474 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98524 621.791.16 На натурном фрагменте элемента теплобменника, подверженного низкотемпературному сероводородному растрескиванию, выполнено гидравлическое нагружение пластической несплошности и проведено тензометрирование данной области. Выполнена экспериментальная проверка модели для инженерной оценки внутреннего давления в пластической несплошности в зависимости от высоты ее пластического прогиба и геометрических размеров. Представлены результаты ультразвукового сканирования зоны низкотемпературного сероводородного растрескивания после гидравлического нагружения несплошности и отмечены их особенности. Hydraulic loading of a plastic discontinuity and strain gauge measurement in this area were performed on a full-scale fragment of a heat exchanger element prone to low-temperature hydrosulphuric cracking. Experimental verification of the model was conducted for engineering assessment of inner pressure in a plastic discontinuity, depending on the height of its plastic sagging and geometrical dimensions. The results of ultrasonic scanning of the zone of low-temperature hydrosulphuric cracking after hydraulic loading of the discontinuity are presented and their features are noted. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Техническая диагностика Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров Evaluation of internal pressure in the low-temperature plastic hydrogen sulphide discontinuity, depending on its height and geometrical dimensions Article published earlier
spellingShingle	Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров Дядин, В.П. Давыдов, Е.А. Литвиненко, А.Е. Техническая диагностика
title	Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров
title_alt	Evaluation of internal pressure in the low-temperature plastic hydrogen sulphide discontinuity, depending on its height and geometrical dimensions
title_full	Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров
title_fullStr	Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров
title_full_unstemmed	Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров
title_short	Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров
title_sort	оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров
topic	Техническая диагностика
topic_facet	Техническая диагностика
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98524
work_keys_str_mv	AT dâdinvp ocenkavnutrennegodavleniâvnizkotemperaturnoiplastičeskoiserovodorodnoinesplošnostivzavisimostioteevysotyigeometričeskihrazmerov AT davydovea ocenkavnutrennegodavleniâvnizkotemperaturnoiplastičeskoiserovodorodnoinesplošnostivzavisimostioteevysotyigeometričeskihrazmerov AT litvinenkoae ocenkavnutrennegodavleniâvnizkotemperaturnoiplastičeskoiserovodorodnoinesplošnostivzavisimostioteevysotyigeometričeskihrazmerov AT dâdinvp evaluationofinternalpressureinthelowtemperatureplastichydrogensulphidediscontinuitydependingonitsheightandgeometricaldimensions AT davydovea evaluationofinternalpressureinthelowtemperatureplastichydrogensulphidediscontinuitydependingonitsheightandgeometricaldimensions AT litvinenkoae evaluationofinternalpressureinthelowtemperatureplastichydrogensulphidediscontinuitydependingonitsheightandgeometricaldimensions

Оценка внутреннего давления в низкотемпературной пластической сероводородной несплошности в зависимости от ее высоты и геометрических размеров

Репозитарії

Схожі ресурси