ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Длительная прочность трубных сталей в сероводородсодержащих средах с учетом напряженного состояния из "Прочность трубопроводов в коррозионных средах" Большинство работ, посвященных построению количественных моделей водородной хрупкости стали, связаны с исследованием влияния водорода на критическое значение коэффициента интенсивности напряжений, скорость роста трещины, оценку вязкости разрушения и пластических свойств при высоких напряжениях. Особый интерес представляет исследование так называемого замедленного разрушения под влиянием длительного действия напряжений растяжения часто сравнительно невысокого уровня. Фактически речь идет о длительной прочности. [c.69] Необходимо отметить, что данный механизм носит внутризе-ренный (транскристаллитный) характер. Водород из-за небольшого атомного веса мало влияет на свойства атмосфер Коттрелла и, вследствие этого, влияние водорода на ползучесть поликристал-лических материалов, контролируемую данным механизмом, незначительно. Однако влияние на разрушение при ползучести может быть достаточно заметным, если разрушение происходит по фаницам зерен. Поэтому математическое описание ползучести стали на воздухе мы будем использовать и при описании ползучести в сероводородной среде. [c.73] Необходимо только определить константы и т. [c.74] Упрочнение начинается с некоторой ненулевой накопленной деформации. В начальный момент времени = О, деформирование материала идет за счет межзеренных границ и отдельные кристаллиты (зерна) непосредственно не находятся в силовом взаимодействии. По мере соприкосновения малодеформируемых кристаллитов начинается упрочнение материала. [c.76] Так как С зависит от времени, уравнения (3.16), (3.18), (3.19) трудно проинтегрировать аналитически. Для получения расчетных кривых ползучести использовался численный пошаговый явный метод Эйлера. На рис. 3.1 представлены кривые ползучести для образцов из стали 20 диаметром 6 мм и начальной длиной = 40 мм в среде сероводорода. Кривые 1, 3, 5 отражают экспериментальные данные при напряжениях о = 0,9о , а = 0,6а и о = 0,3а соответственно. Расчетные кривые (штриховые линии) - 2, 4, 6 соответственно для тех же напряжений. Для получения расчетных кривых использовались выражения (3.8), (3.14)-(3,16), (3.18), (3.19). На рис. 3.2 показаны экспериментальная кривая 1 ползучести образца при напряжениях 0,9 в среде сероводорода и расчетная кривая 2 для более длительного промежутка времени. [c.76] Аналогично на рис. 3.2 построена расчетная кривая деформирования 6 для сварного соединения стали 20 и экспериментальная 5, Предел текучести сварного соединения стали 20 соответствует 307 МПа. [c.76] Таким образом построена математическая модель деформирования стали в среде сероводорода при одноосном растяжении. [c.76] С целью сокращения трудоемких во времени и методике проведения экспериментов разработаны схемы пересчета релаксационных характеристик в кривые ползучести, основанные на общности процессов релаксации и ползучести. [c.77] При релаксации напряжений в чистом виде упругая деформация переходит в пластическую. [c.77] Процесс этот является дислокационным и связан с раздроблением блоков или соответствующим повышением плотности дислокации. При ползучести происходит аналогичный процесс самопроизвольного перехода деформации в пластическую, но при этом процессе упругая деформация поддерживается на постоянном уровне. Следовательно, релаксация напряжений и ползучесть представляют по своему существу процесс нарастания пластической деформации вследствие самопроизвольных трансляционных актов в кристаллах, из которых сложены поликристаллические материалы. [c.77] Из рассмотренных выражений видно, что для построения первичной кривой ползучести по данным релаксационных испытаний достаточно найти аналитическое выражение G(t) через известную R(t), что сводится к определению резольвенты 1 ядра релаксации К. [c.78] По формуле (3.37) были построены кривые ползучести, без учета мгновенной деформации, которая удовлетворительно совпадает с экспериментально полученной кривой (рис. 3.4). Феноменологическая теория разрушения базируется на сложившихся в настоящее время физических представлениях о закономерностях разрушения металла при пластической деформации. [c.82] Деформация металла сопровождается его разрыхлением, представляющим собой на первой стадии развитие дислокационной структуры, последующее рассеянное образование отдельных зародышевых субмикротрещин и субмикропор. В дальнейшем наблюдается образование микропор, их рост и слияние, и наконец, образование магистральной макротрещины, означающее окончательное разрушение. [c.83] Величину пластического разрыхления материальной частицы деформируемого материала, как показал В.В.Новожилов, можно оценить остаточным относительным увеличением объема, который определяется сверткой тензора неупругой деформации е-. Связь критерия разрушения с предельной величиной пластического разрыхления в настоящее время сомнений не вызывает и подтверждается экспериментально. [c.83] Условие течения, хотя бы весьма слабо, но зависит от среднего нормального напряжения, в результате чего пластическая деформация должна сопровождаться необратимым увеличением объема твердых тел. Поэтому описание процесса разрушения твердых тел должно естественно сводиться к совместному рассмотрению уравнения необратимого деформирования твердого тела и уравнений, описывающих его разрыхление. С образованием макротрещины будем связывать достижение величиной пластического разрыхления критического значения, которое в общем случае зависит от химического состава и структуры металла, а также от условий деформирования. [c.83] Таким образом, подход, основанный на гипотезе пластического разрыхления, позволяет единообразно описать процесс разрушения как при мгновенных пластических деформациях, так и при деформациях ползучести. [c.83] Деформация на первом этапе мала деформацией в момент разрушения е просто не учитывается. [c.85] Тогда используя формулы (3.33)-(3.45), можно рассчитать относительные остаточные удлинения образца при различных выдержках в среде сероводорода и при различных нагрузках. [c.86] Вернуться к основной статье