Ползучесть металла

BOM приближении прочность металлов при высоких температурах увеличивается с повышением их температуры плавления. Это связано с тем, что ползучесть металлов при высоких температурах совершается путем восходящего движения дислокаций, которое может осуществляться при наличии термической активации и диффузии атомов. Энергия активации процесса ползучести при высоких температурах Т по Дорну, равна энергии акти- [c.117]

Ползучесть графита, как и ползучесть металла, характеризуется тремя стадиями неустановившейся ползучести, когда ее скорость во времени снижается установившейся, идущей с постоянной скоростью ускоренной ползучести, скорость которой во времени растет, что приводит материал к разрушению. Имеющиеся в литературе данные о ползучести [c.81]

Высокая частота разрушений труб от ползучести стали вызвала необходимость проведения глубоких исследований используемых материалов и влияния на их свойства рабочего режима и агрессивных сред. Типичное разрушение печной трубы от ползучести металла, возникающее при эксплуатации в печи пиролиза, имеет вид местных (локальных) трещин на участке трубы, который подвергся большому перегреву. [c.156]

Хотя большинство процессов дегидрирования осуществляется при низком давлении, реакторы выходят из строя вследствие вспучивания п утончения стенок. Даже при низких давлениях чрезвычайно высокие температуры реакций вызывают ползучесть металла и ослабление конструкций. Наиболее устойчивыми к ползучести являются никель и никель-кобальтовые сплавы, поэтому они широко используются наряду с молибденом и хромом. В трубчатых реакторах трубка должна быть закреплена как сверху, так и у основания, чтобы избежать удлинения за счет собственного веса. [c.142]

Другие требования техники безопасности типичны для высокотемпературных процессов. Они связаны со снил ением прочности оборудования из-за образования окалины или разогрева реактора до температур, превышающих точку ползучести металлов. У многих металлов, особенно у жаропрочных сплавов, происходит быстрое снижение прочности иа разрыв в достаточно узком температурном интервале. [c.144]

Ползучесть графита (как и поЛзучесть металлов) характеризуется тремя областями (рис. 2.6). Область неустановившейся ползучести характеризуется уменьшением, скорости ползучести во времени. В области установившейся ползучести течение материала происходит с постоянной скоростью, а в области, предшествующей разрушению, ползучесть происходит с возрастающей скоростью. Скорость установившейся ползучести при [c.24]

Ограничением в использовании температурного фактора процесса является резкое снижение предела ползучести металла. [c.162]

Разрывы сосудов под давлением, приводящие к катастрофическим последствиям, весьма редкое явление, однако не настолько, чтобы полностью их игнорировать. Зависимость вероятности отказа от длительности эксплуатации графически изображается кривой с высоким начальным значением вероятности отказа, что связано в основном с дефектами в конструкции или изготовлении. Вероятность отказа падает до минимального уровня после первого года эксплуатации, а затем начинает возрастать вследствие коррозии, эрозии, усталости или ползучести металла. [c.577]

В результате одновременного воздействия на металлы высоких температур и напряжений конструкции могут разрушаться вследствие ползучести металла. [c.174]

Под прогарами печных труб принято понимать разрывы их на некоторых участках. Всякому прогару предшествует образование на трубе отдулин — местных увеличений диаметра вследствие ползучести металла при высоких температурах и давлениях внутри трубы. [c.216]

Растворы многих органических поверхностно-активных веществ (спиртов, кислот и т. д.) в неполярных растворителях — бензоле, толуоле, вазелиновом масле повышают пластичность и ползучесть металлов. Весьма существенным фактором при этом является концентрация растворенного поверхностно-активного вещества. Если она меньше или больше оптимальной, то эффективность действия поверхностно-активного вещества уменьшается. Оптимальной считается такая концентрация, при которой на поверхности образца образуется насыщенный мономолекулярный слой. Для разных веществ она различна, но всегда соответствует правилу Дюкло — Траубе. Для проявления эффекта адсорбционного пластифицирования не меньшее значение имеют скорость деформации и температура. Действие органических поверхностно-активных сред на металлические монокристаллы можно наблюдать только в довольно узких интервалах температуры и скорости растяжения. Вне этих интервалов обнаружить эффект трудно, [c.226]

Типичные кривые деформации ползучести отечественного графита марки ГМЗ приведены на рис. 33. Среда, в которой проводятся испытания, оказывает существенное влияние на полученные результаты. Так, согласно приведенным в работе [52] данным, снижение давления аргона в установке привело к резкому возрастанию скорости ползучести. При испытании в вакууме появилась третья стадия ползучести (рис. 34). Представленные кривые (кроме области ускоренной ползучести) удовлетворительно аппроксимируются уравнением логарифмической ползучести, описывающем ползучесть металлов и сплавов [c.83]

Разрушения газоподводящих и особенно газоотводящих труб и коллекторов конвертированного газа довольно часто вызывается ползучестью металла труб и нарушениями теплоизоляции. Поэтому необходимо принимать меры, направленные на максималыгое улучшение качества материалов, из которых их изготавливают. Для обеспечения герметичности системы необходимо принимать меры по улучшению качества запорной арматуры, регулирующих и предохранительных клапанов, работающих при высокой температуре в коррозионной среде, так как всякое нарушение герметичности при таких условиях может привести к аварии. [c.19]

Приведенные расчетные формулы применимы при расчетных температурах, не превышающих значений, при которых возникает ползучесть металлов, а также при соблюдении условия 0,001 с [c.125]

Для горячей аппаратуры следует контролировать предел ползучести металла шва, сравнивая его с пределом ползучести свариваемых металлов. [c.372]

Химические реакции принадлежат к термически активируемым процессам, поэтому принято относить результат механического воздействия к изменению энергетического активационного барьера химической реакции. При этом предположение о линейной зависимости уменьшения аррениусовской энергии активации (энергетического барьера) термически активируемого процесса от величины растягивающего напряжения обычно вводится произвольно (теории ползучести металлов, уравнения долговечности полимеров и т. д.) или в лучшем случае как первое приближение разложения неизвестной зависимости в ряд Тэйлора. Формализм такого подхода не позволяет раскрыть физический смысл коэффициентов в соответствующих уравнениях (в том числе активационного объема) и более того приводит к противоположному результату при замене растягивающих напряжений сжимающими (вопреки эксперименту) растяжение подлежащей разрыву химической связи увеличивает мольный объем веществ в активирован- Ном состоянии и согласно классическому уравнению Вант-Гоффа для зависимости константы скорости реакции от давления сжимающее давление должно тормозить реакцию, т. е. сдвигать химическое равновесие в сторону рекомбинации связей. [c.4]

Реакционные трубы трубчатых печей обычно изготовляют из нержавеющей стали ASTM А-297 (сорт НК, модифицированный). Внутренний диаметр труб составляет 150 мм, наружный 178 мм. Основная причина растрескивания труб — ползучесть металла, обусловленная неправильной обработкой их поверхностей. [c.18]

При одновременном воздействии на металлы высоких температур и напряжений разрушение конструкций может вызываться ползучестью металла. Ползучесть — свойство металлов медленно и непрерывно пластически деформироваться при постоянном напряжении, причем ползучесть при повышенных и высоких температурах наблюдается при напряжениях гораздо ниже предела текучести. В таких случаях наиболее важной прочностной характеристикой является предел ползучести, величина которого зависит от температуры. Для нефтезаводской аппаратуры допускаемая скорость ползучести принимается равной 10 — 10— мм мм час. [c.9]

При повышении температуры увеличивается ползучесть металла, следовательно, высокая нагрузка вызывает деформацию отдельных элементов. [c.73]

Следует отметить, что для общего случая изменения напряженно-деформированного состояния, рассмотренного в примере 5, продолжаются поиски более простых процедур получения данных о ползучести металла при изменяющихся температурах. В частности, имеется подход, согласно которому решение строится следующим образом. Первое приближение выполняется по схеме идеального упруго-пластического тела со свойствами, которые определены с учетом предшествующей истории изменения температуры. Далее для ряда точек тела на трубчатых образцах воспроизводятся температурные кривые и кривые изменения е, во времени. Получающиеся при этом значения о, рассматриваются как такие, которые имеются в соответствующих точках тела вне зависимости от того, протекает или нет процесс пластической деформации. [c.130]

Интенсивное изучение усталости и ползучести металлов появление первых статистических теорий прочности и статистических методов расчета на прочность совершенствование методов сопромата, строительной механики, теории упругости и пластичности, механики материалов [c.6]

Приведенные расчетные формулы применимы прн рас температурах, пе превышающих значений, прн которых еоз1 ползучесть металлов, а также прн соблюдении условия О, [c.125]

Так, для углеродистых сталей сопротивление ползучести уменьшается примерно на 20%, а для стали 15Х5М — несколько меньше. Опасно ли такое ослабление сопротивления ползучести для печных труб Многочисленными опытами доказано, что ослабление даже на 20% не оказывает существенного влияния на прочность печных труб. Это объясняется тем, что допускаемая минимальная толщина их сгенок назначается при конструировании из расчета напряжений не выше 30 МПа, в то время как допускаемое напряжение для стали 15Х5М в интервале температур 350—500 °С уменьшается только со 109 до 42 МПа. Таким образом, снижение сопротивления ползучести металла со сфероидизированиой структурой стало для печных труб не опасно. [c.194]

Механический износ проявляется также в пластической деформации деталей, подверженных нагрузкам. Например, валы кроме износа поверхностей трения подвергаются кручению и изгибу. Шпонки и шпоночные пазы подвергаются пластической деформации вследствие перегрузки соединения, некачественной сборки или в результате появления ударных нагрузок на шпоночное соединение. Любое болтовое соединение находится под воздействием статической нагрузки. Величина нагрузки определяется усилием затяга соединения. Переменная температура и переменное давление в аппарате приводят к появлению динамических нагрузок, под воздействием которых возникает усталость металла и удлинение болтов с искажением профиля резьбы. Пластические деформации при тепловом воздействии связаны с ползучестью металла. Для углеродистых сталей ползучесть проявляется при температурах, превышающих 375 °С, для легированных — более 420 °С. [c.39]

Зависимость водородопроницаемости стали Х14Н14М2В2 от давления пред-став, на на рис. 4.40. При 700 С наблюдается линейная зависимость между V iVР. При давлении водорода 30 МПа и напряжении выше 140 МПа, а также при 900 °С, т. е. в условиях ускоренной ползучести металла, линейная зависимость не наблюдается. [c.250]

Реакционные трубы эксплуатируются прп 950—1000 С и 2,0—2,5 МПа длительное время (порядка 100 тыс. ч). В условиях длительного воздействия статических нагрузок прп высокой температуре металл приобретает свойство ползучести, т. е. может давать остаточные деформации. Поэтому в расчете на прочность учитывают ползучесть металла [15], а испытания на длптельн5 ю прочность проводят в течение 8000—10 ООО ч и полученную зависимость экстра-пол1фзтот на более длительный срок. Установлено [16], что 75% среднего напряжения, вызывающего разрушение после 10 тыс. ч работы, приблизительно соответствует минимальному напряжению, вызывающему разрушение после 100 тыс. ч работы. [c.148]

Наиболее слабыми местами в трубчатых печах являются реакционные трубы, разрыв которых происходит главным образом из-за местных перегревов. Довольно часто наблвдм)тся разрушения газоподводящих и особенно газоотводящнх трубок и коллекторов конвертированного газа вследствие ползучести металла труб и нарушения термоизоляции. Если разрывы реакционных труб не приводят к тяжелым последствиям,то разрывы газоотводящих и коллекторных труб сопровождалтся опасными пожарами и даже могут привести к взрывам. [c.188]

Трещины возникают вследствии совместного действия ползучести металла и агрессивной газообразной среды при повышенной температуре. Подобное явление может иметь место и при эксплуаташ1и содовых печей, так как металл барабана при перегреве может ползти под действием влияния знакопеременной нагрузки, а при сгорании топлива в топке печи выделяются газы СО,, СО и т.д. [c.44]

Общепринятым критерием для расчета допускаемых напряжений в области высоких температур является напряжение, при котором достигается определенная ползучесть металла за заданный период времени — обычно за 10 ООО или 100 ООО час. Многие имеющиеся в настоящее время расчетные показатели получены экстраполяцией результатов кратковременных испытаний. Однако для точного расчета деталей, работающих под давлением, или литых кронштейнов, подвесок и опор из легированных сталей и сплавов требуются данные, полученные в результате длительных испытаний. Поэтому большое значение для дальнейшего совершенствования конструкций нефтезаводских печей имеет накопление дополнительных точных данных по долговременным испытаниям высоколегированных сплавов на ползучесть. В области средних температур примерно 480—705° С, нри которых обычная углеродистая сталь уже непригодна, в настоящее время применяют различные легированные стали с низким и средним содержанием хрома или хромомолибденовые стали. Эти легированные стали эффективно и экономично используются в промежуточном интервале между областями рабочих температур для углеродистой стали и для аустенитпых сплавов. Стали с низким [c.70]

Необходимость учета температурного фактора существенно зависит от металла. Типичными в этом отношении являются черные металлы. Если рассматривать прочность при различных температурах, не привлекая временной фактор продолжительного действия температуры, но иметь в виду возможную концентрацию напряжений в сварных элементах, то зависимость прочности от температуры схематично выразится (рис.2.3.1) двумя линиями линией 1, соответствующей прочности гладкого образца, и линией 2, относящейся к образцу с острым надрезом. Левая часть кривой 2 относится к так назьшаемой низкотемпературной хрупкости, когда металл очень чувствителен к концентрации напряжений. В области, где эта хрупкость отсутствует, прочности гладкого и надрезанного образцов примерно одинаковы. При продолжительном действии температуры и нафузки проявляется ползучесть металла, и прочность определяется пределом длительной [c.16]

В теории пластичности в случае сложного нагружения весь процесс разбивается на ряд последовательных, небольших по размеру приращений нагрузки или деформации. Хотя формально процесс развертывается во времени, координата времени / в результатах фактически не присутствует. Эго объясняется тем, что реолопиеские свойства металла, проявляющиеся в ползучести или релаксации, во внимание не принимаются. Такая модель расчета соответствует действительности, пока температура не превышает для сталей 300 400 С. Чем выше температура, тем сильнее проявляется процесс ползучести металла, тем значительнее отигонение результатов расчета, вьшолненного без учета этого фактора, от действительного. [c.116]

В поведении металлов при оценке их свойств по разным критерям есть много общего, но есть и существенные отличия. При приложении нагрузки к образцу с трещиной в условиях высокой температуры возникает мгновенная пластическая деформация (деформация мгновенной пластичности). Если эта деформация не является критической, то для последующего разрушения необходимо протекание определенной деформации ползучести за счет упругой деформации, накопленной в образце под действием приложенной силы. При этом происходит перестройка поля упругопластических деформаций у вершины трещины, определяемая скоростями пчастических деформаций ползучести металла в разных зонах и протекающая во времени. Лишь после протекания у фронтовых зерен металла того уровня критической пластической деформации ползучести, которая соответствует возникшей скорости пластической деформации, наблюдаемой на гладких образцах при испьггании их на ползучесть до разрушения, трещина продвинется на несколько зерен, что приведет к некоторому возрастанию скорости деформации в зонах, оказавшихся ближе к вершине трещины. Таким образом, общее при испьггании гладкого образца и образца с трещиной заключается в достижении определенного уровня критической деформации ползучести металла у вершины трещины различие состоит в том, что у гладкого образца накопление критического уровня деформации происходит в основном при постоянной скорости ползучести, в то [c.434]

При образовании xoJюдньD трещин, например в околошовной зоне стыкового соединения, ползучесть металла происходит только в зоне закалки, которая невелика но сравнению с размерами соседних участков. Поэтому релаксация напряжений вследствие пластических деформаций в закаленной зоне сравнительно мала и возможность появления холодных трещин определяется в первую Очередь уровнем возникших напряжений. [c.448]

При термической обработке сварньтх деталей ползучесть металла возникает как в процессе нагрева, так и в процессе вьщержки причем пластические деформации развиваются не только в зоне свариых соединений, которая подвержена образованию трещин термической обработки (ТТО), но и в соседних участках. Вследствие этого диссипация упругой энергии идет более интенсивно и возможность образования трещин уменьшается. В опытах [25] получено, что релаксация напряжений от одинакового начального уровня происходит несколько быстрее в металле, прошедшем термический цикл сварки, по сравнению с метал юм того же химического состава, но в состоянии отжига. [c.448]

Для деталей, разрушение которых возможно под влиянием собственных (температурных и структурных) деформаций и напряжений, задаваемым параметром должна быть, как правило, деформация. В отношении элементов конструкций, которые испьггывают вполне определенные силовые воздействия, например давление или вес, деформации трудно точно определить из-за ползучести металла, и задаваемым параметром должен быть изгибающий момент. [c.468]

В тех случаях, когда в образце в ходе испьггания растет трещина и жесткость образца меняется по сравнению с расчетной схемой, постановка исследований и обработка результатов должны предусматривать следующие элементы. Во-первых, должна бьггь предусмотрена возможность регистрации скорости роста трещины прямым путем, а не посредством тарировки жесткости образца, так как не исключено влияние ползучести металла при продвижении трещины на жесткость образца. Во-вторых, вне зависимости от того, задана ли программа нагружения образца в виде перемещения или в виде изгибающего момента, должны регистрироваться фактические значения осуществляемых во времени перемещений и момента. Результаты испьгганий могут бьггь представлены в виде графика зависимости скорости как от К, так и от I). [c.468]