Длительная прочность испытания

Одной из важнейших характеристик при оценке возможности использования стали для службы при высоких температурах является длительная прочность. Испытание сталей на длительную прочность в водороде обычно проводятся на трубчатых образцах, подвергаемых разрыву внутренним давлением водорода. [c.121]

Чтобы установить условный предел длительной прочности, испытания проводят при различных постоянных нагрузках вплоть до разрушения образца (рекомендуется последовательно проводить испытание при нагрузках, составляющих 70, 60, 50% и т. д. от разрушающего напряжения при сдвиге). Пример обозначения длительной прочности [c.471]

Теплоустойчивость (длительная прочность, ползучесть). Потеря работоспособности и даже разрушение оборудования, эксплуатируемого под внутренним давлением при высоких температурах, возможны в результате постепенного, более или менее равномерного по длине аппарата увеличения диаметра с одновременным уменьшением толщины стенки. Причиной этого является свойство металлов медленно и непрерывно пластически деформироваться при высоких температурах под воздействием постоянной нагрузки (ползучесть). Способность металла противостоять развитию ползучести, называемая теплоустойчивостью, оценивается по результатам длительных испытаний показателями длительной прочности (напряжениями, вызывающими при данной температуре разрушение образца за определенный промежуток времени, для оборудования нефтезаводов обычно за 10 ООО и 100 ООО ч) или ползучести (напряжениями, вызывающие при данной температуре за 1000, 10 ООО или 100 ООО ч суммарное удлинение образца, равное 1%, что соответствует средней скорости ползучести 10 , 10 и 10 % в час или относительной деформации 10 , 10 и 10" мм/мм в час). [c.10]

Рис. 4.7. Зависимость длительной прочности металла труб и сварных соединений от продолжительности испытаний при различных температурах [8]

Рис. 4.60. Длительная прочность стали 20 при испытании в азоте (прямые 1) и водорода (прямые 2)

Соответственно, длительная прочность ее в водороде ниже длительной прочности прн испытаниях в азоте (рис. 4.63, прямые I и 2). [c.267]

Поэтому и длительная прочность этой стали в водороде (рис. 4.63, прямая 5) не отличается от длительной прочности в азоте. После значительных испытаний в водороде не обнаружено также изменений содержания углерода в микроструктуре стали. [c.267]

ИСПЫТАНИЯ НА ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ [c.323]

Испытания на длительную прочность бывают нужны для компактных теплообменников, предназначенных для космических установок или автомобильных двигателей. Вибрации, механические или термические напряжения могут привести к разрушениям такого рода, которые не удается обнаружить при всех предварительных испытаниях. Испытания на длительную прочность должны быть тщательно продуманы конструкцию следует подвергать точно тем же самым циклам механических и термических напрял- ений, которые присущи натурному аппарату. В тех случаях, когда в высокотемпературных теплообменниках играют роль процессы релаксации, интервал времени между циклами может быть сделан намного меньше соответствующего времени для натурных аппаратов, если это оправдано данными по релаксации. Например, если существенную роль играют высокотемпературные напряжения, то обычно большая часть пластической деформации, обусловленной тепловым циклом, происходит в течение 15—20 мин, так что продолжительность цикла в 1 ч оказалась бы достаточной для моделирования циклов в натурных аппаратах продолжительностью двадцать четыре часа и более. [c.323]

Расчетные методы прогнозирования ресурса оборудования допускают различные подходы в зависимости от базы данных и требуемой точности. Простейшим является детерминистический подход, который предполагает, что достаточно иметь представление о скорости изменения толщины стенки объекта и длительной прочности металла. Этот подход применим, если те или иные процессы протекают равномерно и не зависят от исходного состояния системы. Тогда расчет ресурса оборудования можно провести, основываясь на информации, получаемой при лабораторных и стендовых испытаниях образцов или путем наблюдения какого-либо одного участка поверхности конструкции. [c.134]

Испытания материалов на длительную прочность осуществляются, как правило, в течении до 2000 ч, так как более длительное соблюдение условий экспериментов не представляется возможным. Полученные значения пределов длительной прочности экстраполируются на более длительное время. Особое значение при этом уделяется выбору метода экстраполяции. [c.220]

В настоящее время разработано много методов определения характеристик длительной прочности [19]. Большая их часть служит для экстраполяции результатов кратковременных испытаний на длительные сроки службы (до 100000 ч н выше). [c.220]

Примеры применения второго способа нагружения — испытания на ползучесть, длительную прочность и замедленное разрушение. [c.247]

ГОСТ 10145-87, Металлы. Метод испытания на длительную прочность. [c.287]

Для сравнительной оценки сопротивления материалов статической водородной усталости можно сократить продолжительность испытаний до 200 ч (базовое), применяя образцы с острым кольцевым надрезом и создавая жесткие условия нагружения. Концентратор напряжения (надрез) облегчает зарождение трещины, уменьшает инкубационный период и ускоряет испытания. Уровни напряжения изменяются через интервал, равный 0,1 от предела прочности образца с надрезом. Напряжение, при котором образец ие разрушился за базовое время, принимается за условный предел длительной прочности на базе испытания 200 ч. [c.90]

Испытания высокохромистого чугуна ирн повыщенных температурах показывают, что кратковременная и длительная прочность его почти ие изменяется до 500% С. [c.139]

Сейчас при контроле механических свойств материалов для испытаний на растяжение, сжатие, изгиб, скручивание, длительную прочность, ползучесть, релаксацию напряжений применяют громоздкое и дорогое механическое оборудование. Пределы прочности, текучести, упругости, относительного удлинения, ударной вязкости определяют на образцах выборочным путем. Но даже у материалов одной марки, плавки, партии механические характеристики могут разниться. Выход подсказывает применение магнитных коэрцитиметров, позволяющих оценивать качество термообработки, твердость и другие механические параметры через коэрцитивную силу ферромагнитного материала. Так проверяется качество углеродистых сталей и других содержащих железо сплавов после термообработки. [c.60]

Марка стали Рекомендуемый режим (г, °С,среда) Температура испытания, °С Предел длительной прочности, МПа, за время, ч Предел ползучести, МПа, за время,ч [c.144]

Для оценки возможности эксплуатации остальных труб паропровода необходимо провести механические испытания кратковременных свойств и длительной прочности на образцах из трубы, имеющей максимальную остаточную деформацию. [c.118]

Труднее объяснить часто наблюдаемые переходы между поведением I и II типов, вызванные изменениями температуры и приложенных напряжений. Наиболее вероятно, что такие переходы обусловлены многочисленными переменными параметрами, связанными с типом и морфологией оксида, механизмом ползучести и составом сплава. Например, можно ожидать, что толстые окалины, образующиеся при высоких температурах на стойких к окислению сплавах, особенно с высоким содержанием хрома или алюминия, будут повышать сопротивление ползучести на воздухе. Высказывались предположения, что изменение типа поведения с температурой отражает переход от высокотемпературного упрочнения, связанного с окалиной, к отрицательному воздействию адсорбции газов (особенно в вершинах трещин) при более низких температурах [23—27]. В то же время изменения температуры могут оказывать и косвенное влияние, изменяя преобладающий тип ползучести [1—6]. Это может быть причиной и переходов, вызванных изменением уровня проложенных напряжений [1—6]. Действительно, в состоянии очень высокого напряжения может отсутствовать стадия установившейся ползучести и тогда по существу мы наблюдаем влияние среды на режим ускоренной ползучести или на разрушение материала. В связи с этим следует заметить, что, к сожалению, большинство исследований коррозионной ползучести, а также и большинство технических испытаний на ползучесть [1—6] не сопровождаются непрерывной регистрацией деформации при определении времени до разрушения (длительной прочности). [c.41]

При испытаниях мелкозернистого (размер зерна <250 мкм) суперсплава были получены по существу такие же металлографические результаты на воздухе возрастает число трещин в местах пересечения межзеренных границ с поверхностью образца, а в вакууме—число полостей в местах стыка трех зерен [18]. Однако в случае мелкозернистого сплава зародившиеся на поверхности трещины при испытаниях на воздухе приводили ( в отличие от сплава с крупным зерном) к преждевременному разрушению, т. е. к меньшим значениям длительной прочности [18]. [c.43]

Исследования кафедры и длительные промышленные испытания реальных передач на контактную прочность позволили рекомендовать, например, для передач с зацеплением Новикова и червячных передач смазки, увеличивающие долговечность редукторов в 1,5—2 раза. [c.60]

Обычные методы кратковременных испытаний в условиях повышенных температур не дают возможности выявить действительные механические свойства сталей и не позволяют правильно судить об их прочности и пластичности. В связи с этим, выбирая допускаемые напряжения при высоких температурах, следует учитывать нзмеиенпя комплекса механических свойств, т. е. не только изменения предела прочности, предела текучести, но и длительную прочность и склонность стали к ползучести, релаксации. При определении работоспособности стали в данных условиях необходимо учитывать также и ряд таких факторов, как склонность к тепловой хрупкости, графнтизации, старению и пр. [c.9]

Сталь 15Х5ВФ (химический состав приведен в табл. 4.19, а механические свойства после улучшения — в табл. 4.24) имеет значительную пластическую деформацию до разрушения, как и сталь 15Х5М. Преимущество предварительной нормализации сильно проявляется при температурах испытания ниже 550 С. Длительная прочность стали 15Х5ВФ приведена в табл. 4.25. [c.191]

Введение в сталь небольших количеств легирующих элементов, стабилизирующих цементит, приводит к заметному повышению длительной прочности в водороде по сравнению с углеродистыми сталями. Однако и в этом случае при повышенных температурах и давлениях водорода наблюдается снижение пределов длительной прочности (рис. 4.61). С повышением давления водорода пределы длительной прочности понижаются (рис. 4.62). В табл. 4.64 приведены данные по влиянию водорода на длительную прочность некоторых сталей. При кратковременных выде ржках и сравнительно невысоких давлениях водорода и температурах длительная прочность низколегированных сталей мало отличается от длительной прочности в азоте, С увеличением длительности испытаний и повыше- [c.266]

В случае дополнительного легирования этой стали ниобием повышается водородостойкость и, соответственно, длительная прочность стали марки 20ХЗВМФБ в водороде практически не отличается (рис. 4.63, прямые 5 и 4) от данных, полученных при испытаниях под давлением азота. Аналогичные закономерности наблюдаются и для других марок сталей (рис. 4.63, прямые 6 н 7). [c.267]

Влияние давления водорода на длительную прочность трубчатых образцов нз стали 12Х18Н10Т изучалось под давлением водорода и аргона 20 и 40 МПа при температурах 600 и 800 °С. Повышение давления водорода (рис. 4.64) не приводит к снижению пределов длительной прочности стали 12Х18Н10Т по сравнению с испытаниями под давлением аргона. Все значения пределов длительной [c.267]

При высоких температурах и давлениях не происходит обезуглероживания жаропрочных материалов, а давление в макро- и микродефекТах кристаллической решетки, ответственное за охрупчивание материала, не превышает парциального давления на границе раздела газ- металл. Поэтому при испытаниях различных хромоникелевых сталей на длительную прочность под действием одинакового давления водорода следует ожидать примерно одинакового снижения долговечности. Это подтверждено испытанием (рис. 4.65) трубчатых образцов из жаропрочных сталей и сплавов (12Х18Н10Т, Х15Н26В2М4Б и Х20Н77Т2ЮР) на длительную прочность под действием внутреннего давления водорода 30 МПа при температурах 700 и 900 °С. [c.268]

Стали, обладакнцие в условиях испытания достаточной водородостойкостыо, обнаруживают незначительное снижение пластичности и ударной вязкости. Последующий высокий отпуск полностью восстанавливает механические свойства. Длительная прочность стали ие изменяется при испытаниях в водороде. [c.270]

Технология изготовления. Конструкция теплообменника зависит от требований технологии производства, в частности от технологии соединения труб с трубными досками. Наиболее перспективными, по-видимому, являются гелиеводуговая сварка и высокотемпературная пайка тугоплавким припоем — сплавом железа, хрома, никеля, кремния и бора с точкой плавления около 1100° С. Для осуществления пайки твердым припоем необходима атмосфера водорода при отсутствии влаги (см. гл. 2). В некоторых теплообменниках применена сварка, в других используется пайка, некоторые теплообменники были сначала сварены, а затем пропаяны. Для выявления лучшей технологии были проведены испытания на длительную прочность соединений. Обнаружилось, что повреждения были одинаковыми как в случае сварки, так и в случае пайки — в обоих вариантах имели место случайные свищи. Одной из наиболее существенных конструктивных проблем является вопрос концентрации напряжений в основании сварного шва в трубной доске. На рис. 2.5 показана фотография микрошлифа такого шва, на которой ясно видны места сильной концентрации напряжений на конце трещины, упирающейся в сварочный шов. Хотя влияние такой концентрации напряжений можно уменьшить путем развальцовки трубы в трубной доске, последнюю операцию не всегда легко осуществить при малом диаметре труб. Возникающие в стенке трубы при вальцовке остаточные напряжетшя сжатия имеют тенденцию к релаксации при высоких температурах, особенно в условиях переменных температурных режимов, связанных с резкими изменениями температуры жидкости, текущей в трубах. Следовательно, имеются весьма веские доводы в пользу припаивания труб к трубной доске твердым припоем. При последнем способе получается хорошее со всех точек зрения металлическое сцепление трубы с трубной доской. Было выявлено, что если трубы свариваются, а затем еще и пропаиваются, то при этом достигается высокая монолитность конструкции. Действительно, более 7000 сваренных, а затем пропаянных соединений труб с трубной доской были подвергнуты длительным испытаниям, при этом не обнаружилось ни одного свища [14]. [c.271]

Метод определения длительной прочности материала в се-роводородсодержаших средах может быть упрощен с помощью использования экспериментальных данных об испытании образцов. Так, при выборе сталей для трубопроводов, эксплуатируемых в сероводородсодержащих средах, одним из основных критериев пригодности металла является величина порогового напряжения. Сталь, выдержавшая испытания в среде NA E [51] в течение 720 ч при постоянной нагрузке (равной, как правило, 0,8ао,2), считается пригодной для изготовления трубопроводов, по которым транспортируются сероводородсодержащие среды. Трубопроводы, выполненные из этой стали, безотказно функционируют в течение гарантийного срока эксплуатации (для трубопроводов ОНГКМ — 12 лет [41]). [c.123]

Обоснование экспресс-методов испытанпй на длительную прочность. Для разъяснения идеи возможных экспресс-методов испытаний иа длительную прочность вернемся снова к соотношениям линейной теории вязкоупругости для одномерного случая [c.108]

Влияние продолжительности испытаний на точ1юс1Ь экстраполяции предела длительной прочности [c.225]

При испытании на длительную прочность разрушение образца автоматически фиксируется электрическими часами 11 (см. рис. 40), отключающимися при разрыве образца отключателем К . Наглядное представление о сравнительном поведении материалов в коррозионной среде под действием растягивающих напряжений дают кривые длительной прочности, построенные в координатах напряжение — логарифм времени до разрушения. [c.90]

Длительная прочность нирезиста прп испытании в течение 1000 ч прн скорости испытания около 10 мм1ч составляет прн 450° С—6,4 кГ мм , при 538° С—3,2 кПмм . [c.138]

Скорость ползучести и длительная прочность. Результаты сравнительных исследований показывают, что эти свойства материала находятся во взаимнообратной зависимости, что согласуется с исходными представлениями о деформационном или псевдо-деформационном контроле разрушения, находящими свое выражение в соотношениях типа (3). В то же время влияние окружающей среды само по себе оказывается связанным с наличием на поверхности металла оксидной пленки (окалины) с хорошей адгезией. Отметим, что отсутствие такой пленки может быть обусловлено проведением испытаний не только в вакууме, но и в агрессивных средах, активно разрушающих окалину. Кроме того, влияние внешней оксидной пленки становится менее существенным по мере уменьшения размера зерна или при возрастании роли какого-либо другого внутреннего фактора. [c.18]

Рис. 2-8. Пример обработки экспериментальных данных в двойных логарифмических координатах при испытаниях стали 15ХМ на длительную прочность.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология