Оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения
Рассматривается оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения. Предложено подход к определению показателей долговечности: гамма-процентного и среднего ресурса с учетом разброса условий эксплуатации энергетического оборудования. Пр...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы машиностроения |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99085 |
| 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 долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения / Ю.В. Ромашов // Проблемы машиностроения. — 2012. — Т. 15, № 5-6. — С. 15-20. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860154985560408064 |
|---|---|
| author | Ромашов, Ю.В. |
| author_facet | Ромашов, Ю.В. |
| citation_txt | Оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения / Ю.В. Ромашов // Проблемы машиностроения. — 2012. — Т. 15, № 5-6. — С. 15-20. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы машиностроения |
| description | Рассматривается оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения. Предложено подход к определению показателей долговечности: гамма-процентного и среднего ресурса с учетом разброса условий эксплуатации энергетического оборудования. Представлена обобщенная формулировка и численное решение методом Бубнова–Галеркина задач континуальной механики разрушения, которое необходимо для определения показателей долговечности. В качестве примера использования предложенных подходов рассмотрено определение показателей долговечности для теплообменных труб пароперегревателей паровых котлов в условиях ползучести и коррозионного растрескивания. Показано, что оценка долговечности по среднему ресурсу может оказаться завышенной, поэтому наиболее полным показателем долговечности является гамма-процентный ресурс.
Розглядається оцінка довговічності елементів конструкцій енергетичного обладнання на основі континуальної механіки руйнування. Запропоновано підхід щодо визначення показників довговічності: гама-відсоткового та середнього ресурсу з урахуванням вірогідного розкиду умов експлуатації енергетичного обладнання. Подано узагальнене формулювання та числове розв’язування методом Бубнова–Гальоркіна задач континуальної механіки руйнування, що потрібно для визначення показників довговічності. Як приклад використання запропонованих підходів розглянуто визначення показників довговічності для теплообмінних труб пароперегрівника парового котла в умовах повзучості та корозійного розтріскування. Показано, що оцінка довговічності по середньому ресурсу може бути завищеною, тому найбільш повним показником довговічності є гама-відсотковий ресурс.
This paper deals with durability validation based on continual fracture mechanics for elements of power equipment constructions. Approaches of durability indexes (g-percentile and mean life) validation subject to random spread of operating conditions are proposed. Generalized mathematical formulation and numerical solution by Galerkin–Bubnov method of continual fracture mechanics which is necessary for durability indexes validation are presented. Validation of durability indexes of steam boilers superheaters heat exchanger tubes subject to high-temperature creep and stress corrosion cracking is shown as illustration of proposed generalized approaches. It is established that mean life validation reduce to overestimate and g-percentile life is more overall estimate.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:53:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2012, Т. 15, № 5–6 15
12. Ohira T. Quantitative characterization of microcracking in A533B steel by acoustic emission / T. Ohira,
Y.-H. Pao // Ibid. – 1989. – Vol. 20A. – P. 1105–1114.
13. Gries H. Results of acoustic emission during mechanical and thermal loadings of vessel components and
their fracture mechanical interpretation / H. Gries , E. Waschkies // Nuclear Engineering and Design. –
1988. – Vol. 106. – P. 399–403.
14. ДСТУ 4227-2003. Рекомендації щодо акустико-емісійного контролю об'єктів підвищеної небезпе-
ки. – К.: Держспоживстандарт України, 2003. – 25 с.
15. Назарчук З. Т. Акустико-емісійне діагностування елементів конструкцій: Наук.-техн. посібник /
З. Т. Назарчук, В. Р. Скальський. – К.: Наук. думка, 2009. – 877 с.
16. ГОСТ 25.506-85 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов.
Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагруже-
нии. – M.: Изд-во стандартов, 1985. – 38 с.
17. Смирнов В. И. Об оценке размеров дефектов методом акустической эмиссии с позиции линейной
механики разрушения / В. И. Смирнов // Дефектоскопия. – 1979. – № 2. – С. 45–50.
18. Коровкин Е. Д. Определение старта трещины акустическим методом / Е. Д. Коровкин, A. B. Скоб-
ло, Л. П. Дунина // Завод. лаборатория. – 1980. – № 9. – С. 865–867.
19. Determination of threshold values of stress intensity factor using acoustic emission method /
O. Ye. Andreykiv, M. V. Lysak et al. // Proc. 18–th Symp. Experimental Mechanics of Solids (Jachranka
near Warsawa, Poland, 14–16 October 1998). – Warsawa, 1998. – P. 114–119.
20. Cкальський В. Р. Оцінка об’ємної пошкодженості матеріалів методом акустичної емісії /
В. Р. Cкальський, О. Є. Андрейків. – Львів: В-во Львів нац. ун-ту ім. І. Франка, 2006. – 330 с.
Надійшла до редакції
10.11.12
УДК 539.3
Ю. В. Ромашов, канд. техн. наук
Национальный технический университет
«Харьковский политехнический институт»,
(г. Харьков, e-mail: romashov_yu_v@ukr.net)
ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ
КОНТИНУАЛЬНОЙ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ
Рассматривается оценка долговечности элементов конструкций энергетического обо-
рудования на основе континуальной механики разрушения. Предложено подход к опре-
делению показателей долговечности: гамма-процентного и среднего ресурса с учетом
разброса условий эксплуатации энергетического оборудования. Представлена обобщен-
ная формулировка и численное решение методом Бубнова–Галеркина задач континуаль-
ной механики разрушения, которое необходимо для определения показателей долговеч-
ности. В качестве примера использования предложенных подходов рассмотрено опре-
деление показателей долговечности для теплообменных труб пароперегревателей па-
ровых котлов в условиях ползучести и коррозионного растрескивания. Показано, что
оценка долговечности по среднему ресурсу может оказаться завышенной, поэтому
наиболее полным показателем долговечности является гамма-процентный ресурс.
Розглядається оцінка довговічності елементів конструкцій енергетичного обладнання
на основі континуальної механіки руйнування. Запропоновано підхід щодо визначення
показників довговічності: гама-відсоткового та середнього ресурсу з урахуванням віро-
гідного розкиду умов експлуатації енергетичного обладнання. Подано узагальнене фор-
мулювання та числове розв’язування методом Бубнова–Гальоркіна задач континуальної
механіки руйнування, що потрібно для визначення показників довговічності. Як приклад
використання запропонованих підходів розглянуто визначення показників довговічності
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2012, Т. 15, № 5–6 16
для теплообмінних труб пароперегрівника парового котла в умовах повзучості та коро-
зійного розтріскування. Показано, що оцінка довговічності по середньому ресурсу може
бути завищеною, тому найбільш повним показником довговічності є гама-відсотковий
ресурс.
Введение
Долговечность – это способность элемента конструкции сохранять работоспособ-
ность до наступления предельного состояния с перерывами, предусмотренными для техни-
ческого обслуживания и ремонта, которая характеризуется наработкой до наступления пре-
дельного состояния – ресурсом [1]. Актуальность проблемы долговечности энергетического
оборудования обусловлена в первую очередь повышением рабочих параметров для улучше-
ния его экономичности и несоответствием условий эксплуатации расчетным режимам [2].
В континуальной механике разрушения степень поврежденности материала на мик-
роуровне определяется в точке элемента конструкции при помощи характеризующих разные
механизмы накопления микроповреждений параметров, нулевые значения которых отвеча-
ют материалу в исходном состоянии, а значения, равные единице, отвечают образованию
макроскопического дефекта [3]. Наибольшее распространение методы континуальной меха-
ники разрушения получили при изучении деформирования и разрушения тел в условиях
ползучести [3–5], хотя они позволяют рассматривать разрушение на микроуровне материала,
отвечающее различным механизмам, например коррозионному растрескиванию [6], в том
числе и с учетом ползучести [7]. Результаты, представленные в упомянутых выше исследо-
ваниях, могут быть использованы для оценки долговечности элементов конструкций, отве-
чающей заданным расчетным режимам эксплуатации, без учета ее вероятного разброса.
Долговечность элементов конструкций с учетом вероятного разброса наиболее пол-
но характеризуется гамма-процентным ресурсом – наработкой, в течение которой предель-
ное состояние не будет достигнуто с заданной вероятностью гамма, выраженной в процен-
тах; средний ресурс представляет собой математическое ожидание времени достижения
предельного состояния [8]. Целью данной работы является оценка долговечности элементов
конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения
с учетом несоответствия реальных условий эксплуатации расчетным режимам.
1. Определение показателей долговечности элементов конструкций с учетом разброса
условий эксплуатации энергетического оборудования
Разброс характеристик материала, химического состава агрессивной пароводяной
среды, эксплуатационных режимов приводит к некоторому разбросу для времени достиже-
ния предельного состояния элементов конструкций энергетического оборудования, который
характеризуется функцией f = f(t*) плотности распределения, удовлетворяющей условию
1)(
0
** =∫
∞
dttf .
Оценка показателей долговечности для элементов конструкций энергетического
оборудования может быть сведена к определению плотности распределения f(t*), которая
позволит определить гамма-процентный tγ и средний ресурс 〈t*〉 по формулам
∫∫
∞
γ =
γ
−=
γ
0
****
0
** )(,
100
1)(: dttfttdttft
t
. (1)
Пусть внешние воздействия на элемент конструкций характеризуются набором Np
функций времени t
)(,),(,),(,)( 21 tptptptp
pNk KK . (2)
Функции времени (2) могут иметь различный физический смысл в зависимости от
специфики элемента конструкций. В качестве таких функций могут выступать давление в
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2012, Т. 15, № 5–6 17
трубе, тепловые потоки, частота вращения, концентрации коррозионно-активных компонен-
тов рабочих сред и т.п. Тогда время достижения предельного состояния будет функциона-
лом
))(,),(,),(),(( 21** tptptptptt
pNk KK= . (3)
Чтобы учесть приводящую к разбросу времени (3) неопределенность внешних воз-
действий, характеризующие эти внешние воздействия функции (2) можно рассмотреть как
случайные и представить каноническими разложениями [9]
.,,2,1,)()()(
1
0 p
N
i
kikikk NktPptptp
k
K=+= ∑
=
(4)
Здесь pk0(t) – математическое ожидание случайной функции; Pki(t) – заданные базисные
функции; pki – некоррелированные случайные величины с равными нулю математическими
ожиданиями. Характеристики канонического разложения (3) можно определить по данным
соответствующих замеров, выполняемых при эксплуатации энергетического оборудования.
Когда нет необходимых статистических данных, можно ограничиться каноническими раз-
ложениями (4), отвечающими стационарному случайному процессу и одной базисной функ-
ции
pk0(t) = const, Nk = 1, Pki(t) = 1. (5)
Допущения (5) отвечают аппроксимации случайной функций pk(t) константой, зна-
чение которой – случайная величина, т. е. pk(t) ≈ pk = const. Математическое ожидание слу-
чайной величины pk можно выбирать отвечающим номинальным режимам, а дисперсию – в
соответствии с экспертными оценками возможных отклонений от номинального режима при
эксплуатации. Подставив каноническое разложение (4) в соотношение (3), получим время
достижения предельного состояния в виде функции случайных аргументов с заданными ма-
тематическими ожиданиями, которая в частном случае с учетом соотношений (5) примет
вид
),,,,,( 21** pNk pppptt KK= . (6)
Установление плотности распределения функции (6) по заданным плотностям рас-
пределения ее случайных аргументов рассматривается в теории вероятностей [9]. Для одно-
го параметра
t* = t*(p). (7)
Если g = g(p) – плотность распределения параметра p, то плотность f = f(t*) распреде-
ления времени достижения предельного состояния (7) будет иметь вид
*
*
**
)())(()(
dt
tdptpgtf = , (8)
где p= pt*) – функция, обратная функции (7).
2. Обобщенная формулировка и численное решение методом Бубнова-Галеркина задач
континуальной механики разрушения
Для построения функции (6), необходимой для определения показателей долговеч-
ности, следует располагать математической моделью деформирования элемента конструк-
ций с учетом накопления повреждений при эксплуатации. Рассмотрим общие подходы к по-
строению такой математической модели на основе континуальной механики разрушения.
Для этого в каждой точке элемента конструкции, положение которой определяется радиус-
вектором r, введем вектор u(1) = u(1)(r, t), компоненты которого характеризуют напряженно-
деформированное состояние (перемещения, деформации, напряжения). Чтобы охарактери-
зовать повреждения материала элемента конструкций, введем вектор u(2) = u(2)(r, t), компо-
нентами которого могут выступать необратимые деформации (ползучести), параметр по-
вреждаемости Качанова–Работнова, концентрация коррозионно-активного компонента (во-
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2012, Т. 15, № 5–6 18
дород, хлор-ион и др.). Тогда уравнения, описывающие деформирование элемента конст-
рукции в операторной форме, примут вид
),,(),,(),,,(),,;,( 1
)1()1(
1
)1(
1
)1(
1
)2()1()1(
pppp NNNN pppppppp KKKK puLfuuA =⋅= , (9)
),,;(),,;( 1
)1()2()2(
1
)1()2()2(
)2(
pp NN pppp
t
KK uufuuAu
=+
∂
∂ ,
)2(
00
)2(
1
)2(
1
)1()2()2( ),,,(),,,;( uupuuL ==
=tNN pp
pppp KK . (10)
Здесь оператор A(1) и вектор f(1) отвечают дифференциальным уравнениям, а оператор L(1) и
вектор p(1) – граничным условиям задачи о напряженно-деформированном состоянии эле-
мента конструкций при заданных внешних воздействиях (2) с учетом текущих повреждений
(вектор u(2)). В качестве таких уравнений могут выступать уравнения теории упругости, в
которых характеристики материала являются функциями концентрации диффундировавше-
го водорода и (или) в которых учтены необратимые деформации, образующиеся, например,
вследствие ползучести. Оператор A(2) и вектор f(2) отвечают дифференциальным уравнениям,
а оператор L(2) и вектор p(1) – граничным условиям, которые описывают развитие дефектов в
материале при заданных внешних воздействиях (2) и текущем напряженно-
деформированном состоянии (вектор u(1)). Поле вектора u(2) в момент времени t = 0 обозна-
чено как u0
(2). В качестве уравнений (10) могут выступать уравнения, описывающие диффу-
зию водорода [10], или теории ползучести инкрементального типа [3–5, 7]. Момент дости-
жения предельного состояния устанавливается выполнением одного из условий
1),( ,,1),( ,,1),( ,1),( )2()1()2()1()2()1(
2
)2()1(
1 =ξ=ξ=ξ=ξ
ξ
uuuuuuuu Nk KK . (11)
В качестве условий (12) могут выступать, например, условие равенства: интенсивно-
сти напряжений допускаемому напряжению, зависящему от концентрации диффундировав-
шего водорода; единице параметра повреждаемости Качанова–Работнова [3–5, 7]; концен-
трации диффундировавшего водорода или накопленной интенсивности деформаций ползу-
чести своему критическому значению [10]; условие равенства единице параметра растрески-
вания [6, 7] и т.п. Путем интегрирования уравнений (9), (10) при помощи условий (11) уста-
навливают момент времени t = t*, отвечающий достижению предельного состояния, и ради-
ус-вектор r = r* точки элемента конструкции, в которой раньше всего это предельное со-
стояние достигается.
Решение уравнений (9), (10) вплоть до выполнения условий (11) для разных значе-
ний параметров
pNk pppp ,,,,, 21 KK , характеризующих внешние воздействия, позволяет
получить значения функции (6) в отдельных точках, которые можно использовать для ап-
проксимации этой самой функции (6). Таким образом, задачи континуальной механики раз-
рушения, представленные в обобщенном виде (9)–(11), позволяют приближенно построить
соотношение вида (6), которое вместе с известными плотностями распределения параметров
pNk pppp ,,,,, 21 KK позволит установить плотность распределения времени достижения
предельного состояния.
Для построения вычислительных алгоритмов дифференциальные уравнения (9), (10)
удобно представить в виде одного уравнения в операторной матрично-векторной форме
),,;(),,;( 11 pp NN pppp
t
KK ufuAuK =+
∂
∂
⋅ , (12)
где вектор u содержит в себе компоненты как вектора u(1), так и u(2).
Неизвестные представим аппроксимациями по заданным системам пробных функ-
ций пространственных координат с коэффициентами, зависящими от времени
)()()(),( tt arUruru ⋅+= υ . (13)
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2012, Т. 15, № 5–6 19
Здесь U(r) – матрица, составленная из пробных функций; a(t) – вектор подлежащих опреде-
лению коэффициентов аппроксимаций. Пробные функции и вектор uυ(r), продлевающий
заданные граничные значения внутрь области элемента конструкции, выберем так, чтобы
все граничные условия удовлетворялись тождественно для любого вектора a(t). Это можно
сделать для исследуемых областей произвольной формы и граничных условий с линейными
операторами при помощи методов теории R-функций, разработанных акад. В. Л. Рвачевым
[11]. Подставив аппроксимации (13) в уравнения (12), запишем условие ортогональности
невязки выполнения этих уравнений к пробным функциям в исследуемой области Γ элемен-
та конструкции
0),,;(),,;( 11 =Γ⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⋅+−⋅++⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ ⋅⋅⋅∫
Γ
υυ dpppp
dt
d
pp NN
T KK aUufaUuAaUKU . (14)
Условие (14) содержит в себе обыкновенные дифференциальные уравнения относи-
тельно вектора a(t), решение которых можно осуществить каким-либо численным методом.
3. Показатели долговечности теплообменных труб пароперегревателя парового котла
Высокие температуры перегрева пара, превышающие 500 °C, заставляют использо-
вать хромоникелевые нержавеющие стали аустенитного класса для изготовления теплооб-
менных труб пароперегревателей паровых котлов [12]. Помимо высоких температур тепло-
обменные трубы взаимодействуют с пароводяной средой, содержащей хлориды, которые,
как известно, приводят к коррозионному растрескиванию хромоникелевых нержавеющих
сталей аустенитного класса [13]. На основе предложенных в работе [7] подходов к прогно-
зированию коррозионного растрескивания с учетом высокотемпературной ползучести эле-
ментов конструкций и, в частности труб под внутренним давлением, рассмотрим определе-
ние показателей долговечности для прямолинейных участков теплообменных труб паропе-
регревателей паровых котлов. Предполагаем, что теплообменная труба, выполненная из ста-
ли типа 18-8, имеет наружный радиус 21 мм внутренний радиус 17 мм и нагружена номи-
нальным внутренним давлением 13,8 МПа, содержащей хлориды пароводяной среды, экви-
валентной 12,5%-му раствору MgCl2. Для описания деформирования такой трубы с учетом
коррозионного растрескивания и ползучести используем уравнения работы [7]. Принимаем,
что разброс времени достижения предельного состояния трубы обусловлен разбросом внут-
реннего давления p пароводяной среды. В результате путем решения методом Бубнова–
Галеркина уравнений, взятых из работы [7], получаем соотношение вида (7) между време-
нем растрескивания и внутренним давлением, которое в логарифмических координатах ока-
зывается линейным
lgt* = lgβ – μlgp, μ = 0,8741, β = 8,4438⋅105 час⋅МПаμ. (15)
Принимаем, что в процессе эксплуатации давление p может отклоняться на 20% от
номинального значения как в меньшую, так и в большую сторону и характеризуется равно-
мерной плотностью распределения в соответствующем интервале. Применением формулы
(8) с учетом соотношения (15) получаем плотность распределения времени достижения пре-
дельного состояния теплообменной трубы, а по формуле (1) определяем гамма-процентный
ресурс и средний ресурс 〈t*〉 = 86098,2 ч. Расчеты (см. рисунок) показывают, что средний
ресурс оказывается больше наработки, в течение которой труба не достигнет предельного
состояния с вероятностью 95%.
Выводы
На основе континуальной механики разрушения рассмотрена оценка долговечности
элементов конструкций энергетического оборудования; получены показатели долговечности
– гамма-процентный и средний ресурс. На основе предложенных здесь подходов с исполь-
зованием полученных ранее результатов, связанных с прогнозированием коррозионного
растрескивания с учетом высокотемпературной ползучести, рассмотрено определение пока-
зателей долговечности для теплообменных труб пароперегревателей паровых котлов. Пока-
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2012, Т. 15, № 5–6 20
зано, что оценка долговечности по среднему ресурсу может оказаться завышенной; наиболее
полным показателем долговечности является гамма-процентный ресурс.
Литература
1. Надежность технических систем: Справочник / Ю. К. Беляев, В. А. Богатырев, В. В. Болотин и
др.; под ред. И. А. Ушакова. – М.: Радио и связь, 1985. – 608 с.
2. Надежность теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС / Г. П. Гладышев, Р. З. Аминов,
В. З. Гуревич и др.; Под ред. А. И. Андрющенко. – М.: Высш. шк., 1991. – 303 с.
3. Работнов Ю. Н. Введение в механику разрушения / Ю. Н. Работнов. – М.: Наука, 1987. – 80 с.
4. Золочевський О. О. Повзучість пластин неканонічної форми з матеріалів із асиметрією властивос-
тей / О. О. Золочевський, В. Л. Рвачов, С. М. Склепус // Мат. методи та фізико.-мех. поля. – 2006. –
Т. 49, № 1. – С. 67–74.
5. Определение ресурса лопатки газовой турбины в условиях ползучести на основе континуальной
механики разрушения / В. А. Баженов, А. И. Гуляев, С. О. Пискунов, А. А. Шкрыль // Пробл. проч-
ности. – 2006. – № 4. – С. 87–71.
6. Морачковский О. К. Континуальная модель роста трещин коррозионного растрескивания для рас-
чета ресурса конструкций / О. К. Морачковский, Ю. В. Ромашов // Фізико-хім. механіка
матеріалів. – 2010. – № 2. – С. 111–116.
7. Морачковский О. К. Прогнозирование коррозионного растрескивания конструкций при высоко-
температурной ползучести / О. К. Морачковский, Ю. В. Ромашов // Фізико-хім. механіка
матеріалів. – 2010. – № 5. – С. 43–77.
8. Надежность технических систем: Справочник / Ю. К. Беляев, В. А. Богатырев, В. В. Болотин и
др.; под ред. И. А. Ушакова. – М.: Радио и связь, 1985. – 608 с.
9. Вентцель Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Вентцель. – М.: Наука, 1969. – 576 с.
10. Андрейків О. Є. В. Механіка руйнування та довговічність металевих матеріалів у водневмісних
середовищах / О. Є. Андрейків, О. Гембара. – К.: Наук. думка, 2008. – 344 с.
11. Рвачев В. Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения / В. Л. Рвачев. – К.: Наук. думка, 1982.
– 522 с.
12. Резников М. И. Паровые котлы тепловых электростанций / М. И. Резников, Ю. М. Липов. – М.:
Энергоиздат, 1981. – 242 с.
13. Акользин П. А. Коррозионное растрескивание аустенитных сталей в теплоэнергетическом обору-
довании / П. А. Акользин, В. Н. Гуляев. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1963. – 272 с.
Поступила в редакцию
10.11.12
а) б)
Рис. 1. Расчётные характеристики теплообменной трубы пароперегревателя парового котла:
а) – плотность распределения времени достижения предельного состояния;
б) – гамма-процентный ресурс
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99085 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0131-2928 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:53:12Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ромашов, Ю.В. 2016-04-22T20:00:33Z 2016-04-22T20:00:33Z 2012 Оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения / Ю.В. Ромашов // Проблемы машиностроения. — 2012. — Т. 15, № 5-6. — С. 15-20. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0131-2928 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99085 539.3 Рассматривается оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения. Предложено подход к определению показателей долговечности: гамма-процентного и среднего ресурса с учетом разброса условий эксплуатации энергетического оборудования. Представлена обобщенная формулировка и численное решение методом Бубнова–Галеркина задач континуальной механики разрушения, которое необходимо для определения показателей долговечности. В качестве примера использования предложенных подходов рассмотрено определение показателей долговечности для теплообменных труб пароперегревателей паровых котлов в условиях ползучести и коррозионного растрескивания. Показано, что оценка долговечности по среднему ресурсу может оказаться завышенной, поэтому наиболее полным показателем долговечности является гамма-процентный ресурс. Розглядається оцінка довговічності елементів конструкцій енергетичного обладнання на основі континуальної механіки руйнування. Запропоновано підхід щодо визначення показників довговічності: гама-відсоткового та середнього ресурсу з урахуванням вірогідного розкиду умов експлуатації енергетичного обладнання. Подано узагальнене формулювання та числове розв’язування методом Бубнова–Гальоркіна задач континуальної механіки руйнування, що потрібно для визначення показників довговічності. Як приклад використання запропонованих підходів розглянуто визначення показників довговічності для теплообмінних труб пароперегрівника парового котла в умовах повзучості та корозійного розтріскування. Показано, що оцінка довговічності по середньому ресурсу може бути завищеною, тому найбільш повним показником довговічності є гама-відсотковий ресурс. This paper deals with durability validation based on continual fracture mechanics for elements of power equipment constructions. Approaches of durability indexes (g-percentile and mean life) validation subject to random spread of operating conditions are proposed. Generalized mathematical formulation and numerical solution by Galerkin–Bubnov method of continual fracture mechanics which is necessary for durability indexes validation are presented. Validation of durability indexes of steam boilers superheaters heat exchanger tubes subject to high-temperature creep and stress corrosion cracking is shown as illustration of proposed generalized approaches. It is established that mean life validation reduce to overestimate and g-percentile life is more overall estimate. ru Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України Проблемы машиностроения Динамика и прочность машин Оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения Durability validation based on continual fracture mechanics for elements of power equipment constructions Article published earlier |
| spellingShingle | Оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения Ромашов, Ю.В. Динамика и прочность машин |
| title | Оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения |
| title_alt | Durability validation based on continual fracture mechanics for elements of power equipment constructions |
| title_full | Оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения |
| title_fullStr | Оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения |
| title_full_unstemmed | Оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения |
| title_short | Оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения |
| title_sort | оценка долговечности элементов конструкций энергетического оборудования на основе континуальной механики разрушения |
| topic | Динамика и прочность машин |
| topic_facet | Динамика и прочность машин |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99085 |
| work_keys_str_mv | AT romašovûv ocenkadolgovečnostiélementovkonstrukciiénergetičeskogooborudovaniânaosnovekontinualʹnoimehanikirazrušeniâ AT romašovûv durabilityvalidationbasedoncontinualfracturemechanicsforelementsofpowerequipmentconstructions |