Прочностная долговечность

Ослабление при ползучести присуще не только термопластичным материалам. В качестве примера в гл. 1 приведены морфологические структуры разрушения при ползучести труб из ПВХ, подверженных воздействию различных по величине напряжений. При достаточно высоких напряжениях (а = = 50 МПа) имеет место небольшая деформация ползучести, а ослабление труб из ПВХ оказывается хрупким. В таком случае говорят о прочностной долговечности при хрупком разрушении (рис. 1.1). При умеренных значениях напряжения (42 МПа), действующего продолжительное время, трубы подвергаются сильной пластической деформации, т. е. в таком случае говорят о деформационной долговечности при вынужденной эластичности (рис. 1.2). При более низких значениях напряжения (а <20 МПа) ослабления либо не наблюдается совсем в течение времени проведения эксперимента, либо действует конкурирующий механизм образования треи ины при ползучести (рис. 1.3). [c.278]

Таким образом, методы прогнозирования работоспособности должны базироваться на таких критериях, которые бы учитывали временные процессы накопления повреждений в металле, а в качестве параметров надежности должны быть показатели долговечности, например, время до разрушения или число циклов до разрушения. Существующие нормативные материалы по расчету прочности не позволяют получать такие важные характеристики прочностной надежности. Например, в процессе эксплуатации труб вследствие деформационного старения происходит некоторое повышение прочностных свойств, т. е. временного сопротивления и преде 1та текучести металла. Из этого следует парадоксальный вывод о том, что с увеличением срока службы нефтепровода можно увеличивать рабочее давление, если производить оценку прочности по действующим строительным нормам и правилам. Другими словами, с увеличением срока службы нефтепровода его надежность должна увеличиваться. В действительности, наряду с увеличением прочностных свойств происходит повышение отношения предела текучести к пределу прочности Ктв и снижение пластичности, которые определяют ресурс длительной прочности при малоцикловом нагружении и действии коррозионных сред. [c.6]

В зависимости от назначения УНС на основе каучука должны обладать различными прочностными, эксплуатационными, санитарно-гигиеническими, противопожарными и другими свойствами. УНС на основе каучука могут обладать упругой (характерной для твердых тел) или высокоэластичной деформацией. Основную массу УНС на основе каучука (до 75%) используют в странах с высокоразвитым автомобильным, тракторным парком и в авиационной промышленности для производства шин, служащих для смягчения ударов и толчков. Наряду с амортизационными свойствами шины должны обладать механической прочностью в статических и динамических условиях, надежностью и долговечностью, обеспечивать безопасность движения при больших скоростях. [c.113]

Изучен механизм совместного деформирования материалов с разными прочностными свойствами в составе конструктивных элементов и сварных соединений оборудования. Дана математическая оценка эффектов контактного упрочнения мягких и разупрочнения твердых прослоек сварных соединений и установлены критические параметры механической неоднородности, обеспечивающие требуемые показатели работоспособности оборудования. Предложена математическая модель расчета долговечности конструктивных элементов с мягкими прослойками а условиях одновременного действия статических нагрузок и коррозионных сред. [c.5]

Очевидно, что различие прочностных свойств металлов приводит к тому, что при использовании уравнения (1.11) - (1.12) кривые долговечности различных сталей должны пересекаться при определенной амплитуде деформации (еа 0,75%) и долговечности [c.30]

Оценку влияния исходных прочностных характеристик (предела текучести) на долговечность образцов производили путем испытаний образцов из стали 45, прошедших различные режимы термической обработки (закалку с последующим отпуском при разных температурах). Одну часть образцов этой серии испытывали в 30%-ом растворе соляной кислоты, другую в растворе поваренной соли и сульфатов натрия. В последнем случае, с целью исключения влияния замедленной диффузии кислорода и ускорения коррозионных испытаний, образцы присоединяли к положительному источнику тока. Независимо от условий испытания экспериментальные точки хороию укладываются около теоретической зависимости (сплошные линии на рис.2.21). С повышением предела текучести долговечность образцов заметно снижается (рис.2.21,б), [c.123]

Долговечность конструкции, особенно при циклическом нагружении, во многом определяется уровнем локальной напряженности металла. В связи с этим при изготовлении аппаратов и их элементов необходимо обеспечивать плавные сопряжения металла шва с основным металлом с целью снижения степени концентрации напряжений. В некоторых случаях для повышения работоспособности сварных соединений целесообразно применение твердых швов, металл которых обладает более высокими прочностными свойствами, чем ос- [c.28]

Разрывное напряжение. С помощью критерия Бейли можно на основании уравнения долговечности (12.2) или (12.3) рассчитать прочностные характеристики при других режимах деформации. Распространенным в практике эластомеров является режим постоянной скорости деформации растяжения v = de/dt, осуществляемый на разрывных машинах. Применение критерия Бейли приводит (см. [9, гл. 7]) к следующему уравнению для истинного разрывного напряжения [c.344]

Оборудование нефтяной и газовой промышленности эксплуатируется в чрезвычайно тяжелых условиях. Долговечность и надежность работы оборудования во многом зависят от технико-экономической характеристики применяемых конструкционных материалов. К ним предъявляются очень высокие требования они должны обладать определенным комплексом прочностных и пластических свойств, сохраняющихся в широком интервале температур хорошими технологическими свойствами, не должны быть дефицитными и дорогими. Во многих случаях предъявляются высокие требования к коррозионной стойкости материала, особенно к специфическим видам разрушения — водородному охрупчиванию, коррозионному растрескиванию, межкристаллитной коррозии и др. Важное значение при выборе конструкционных материалов имеют металлоемкость и масса оборудования. Многие нефтяные и газовые месторождения расположены в отдаленных и труднодоступных районах, во многих районах намечается тенденция увеличения глубины скважин. В связи с этим весьма перспективно использование конструкционных материалов с высокими удельной прочностью, плотностью, коррозионной стойкостью и отвечающих также другим требованиям. К таким материалам относятся прежде всего алюминиевые сплавы, получающие все более широкое применение в нефтяной и газовой промышленности, неметаллические материалы, титан и его сплавы. Эти материалы могут быть использованы также в виде покрытий, что позволяет значительно расширить диапазон свойств конструкционных материалов и увеличить долговечность оборудования. Конструкционный материал должен обладать высокими показателями прочности — времен- [c.23]

Технологический процесс переплава. Развитие за последние 25—30 лет авиации, ракетной, космической и других областей техники потребовало новых, более прочных материалов, дающих возможность создания легких и долговечных конструкций. Основными материалами остались стали, но качество их существенно повысилось. Оказалось, что можно значительно улучшить прочностные свойства сталей, их вязкость, пластичность, сопротивляемость переменным нагрузкам и истиранию, если очистить их от мелких загрязнений, примесей, неметаллических включений и растворенных в них газов (азота, водорода, кислорода). При этом оказалось возможным существенно улучшить такие сорта стали, как шарикоподшипниковые, пружинные, жароупорные (лопатки турбин реактивных двигателей). Например, в результате очистки от примесей и растворенных газов шарикоподшипниковой стали удалось увеличить ресурс (срок службы) шарикоподшипников в полтора-два раза. [c.226]

Создание новых оптимальных дисперсных структур в битумах путем компаундирования различных нефтяных фракций, высокомолекулярных смол, эластомеров и поверхностно-активных веществ в сочетании с новыми технологическими приемами обеспечит получение новых материалов с высокими структурно-реологическими, прочностными, адгезионными качествами, устойчивых против воздействия атмосферных факторов. Применение таких битумов в строительстве позволит создать прочные и долговечные автомобильные дороги. [c.249]

Построение зависимости и от а р (или ст.,) показывает, что Стд с увеличением ст., растет вначале линейно, а затем рост замедляется и далее практически не происходит, начиная со значений предела текучести порядка 800 МН/м (80 кгс/мм ), что при относительной долговечности 0,15 соответствует величине допустимого напряжения 350 МН/м (35 кгс/мм ), которая действительно является наибольшей из достигнутых, например в газопромысловой технике. Поэтому указанная величина предела текучести может считаться пределом наращивания прочностных характеристик конструкционной стали в условиях общей коррозии. [c.41]

Как видно из рис. 2, характер зависимостей о/0о=/(о) как при одноосном, так и при двухосном изгибе имеет один и тот же вид. Чем больше начальное напряжение, тем выше значение скорости коррозии и отношение и/оо- Однако при одних и тех же значениях начального напряжения отношение и/Ио больше для образцов, подвергаемых двухосному изгибу. Это объясняется тем, что наличие второй составляющей напряжения при двухосном изгибе приводит к увеличению среднего напряжения, а следовательно, к усилению МХЭ. Необходимо отметить, что связь между относительной скоростью коррозии v/vo и средним напряжением не зависит ни от схемы напряженного состояния, ни от исходных прочностных свойств металла. Удовлетворительное согласие экспериментальных данных и расчетов по формуле (20) позволяет последнюю использовать при анализе кинетики скорости коррозии, напряжений и долговечности трубопроводов. Иногда при решении подобных задач используют линейную аппроксимацию зависимости и=/(о), например, в работах В. М. Долинского и др. Используя зависимость (20), проанализируем кинетику из- [c.21]

Влияние исходных прочностных характеристик (предела текучести) на долговечность образцов оценивали путем испытаний образцов из стали марки 45, прошедших различные режимы термической обработки (закалку с последующим отпуском). Одну часть образцов этой серии испытывали в 30%ном растворе НС1, другую часть (образцы с пределом текучести 260 МПа и 350 МПа)—в растворе поваренной соли и сульфата натрия. В последнем случае с целью исключения влияния замедленной диффузии кислорода и ускорения коррозии образцы присоединялись к положительному источнику тока. Величина параметра Fa во всех образцах была одинаковой. [c.46]

Разработке многих методов, алгоритмов и программ расчета на прочность должно предшествовать теоретическое и экспериментальное исследование, а для некоторых задач — и обследование производств отрасли. К таким задачам относятся расчет на прочность и устойчивость подземных аппаратов расчет укрепляющих колец тонкостенных аппаратов из условия жесткости при транспортировке и монтаже расчет на прочность и оптимальное проектирование многоопорных горизонтальных цилиндрических сосудов расчет на температурное воздействие узлов сопряжения аппаратов и их деталей из разных и двухслойных сталей оптимизация колонных аппаратов по технологическим и прочностным признакам статистическое обоснование коэффициента запаса прочности и уровня надежности на основе обследования действующей аппаратуры (распределение нагрузок, геометрических параметров, напряженно-деформированного состояния, механических свойств материала, износа) статистическое обоснование надежности и долговечности и методов отбраковки труб печей расчет на длительную прочность и ползучесть деталей и узлов аппаратов при высоких температурах изыскание новых рациональных конструкций аппаратов. [c.70]

В главе 4 уже были рассмотрены вопросы связи процессов разрушения и деформации для высокопрочного состояния твердых тел. Есть достаточные основания считать, что прочность в квазихрупком состоянии совпадает с пределом текучести (для полимеров Оп — с пределом вынужденной высокоэластичности Ов). Ратнер и Брохин [5.31] рассматривали критическое время 0, необходимое для снижения Ов до величины приложенного напряжения, как деформационную (релаксационную) долговечность, аналогичную прочностной долговечности т. Величина 6 определяется по резкому подъему кривой ползучести полимера (рис. 5.17), после которого начинается высокоэластическая деформация. Было показано, что критическое время 0 подчиняется уравнению, аналогичному (5,9). [c.130]

Коррозия металлических сооружений причиняет огромный ущерб всем отраслям (народного хозяйства. Особенно велики потери в результате коррозии нефте-и газопромыслового оборудова ия, что связано с наличием высокоагрессивных комшонентов в рабочих средах и другими особенностями работы оборудования. Долговечность и (надежность работы его во многом зависят от технико-экономической характеристики конструкцион ного материала для нефтегазодобывающего оборудования, к которому предъявляют чрезвычайно высо кие требования он должен обладать сочетанием прочностных и пластических свойств, сохраняющихся в широком интервале температур, высокой коррозионной стойкостью, стойкостью против водородного охрупчивания, коррози-о нного растрескивания и др. Многие нефтяные и газовые месторождения расположены в отдаленных и труднодоступных районах, что усложняет транспортирование оборудования, увеличение глубин скважин и большие габариты оборудоваиия требуют подъемных механизмов большой мощности, поэтому желательно использование конструкционных материалов, позволяющих снизить массу конструкций. Конструкционные материалы должны быть технологичны и едефицитны. [c.3]

На основании формулы (1.1) выполнен анализ напряженного состояния и долговечности конструктивных элементов в условиях одноосного напряженного состояния [50]. Показано, что долговечность упругонапряженных конструктивных элементов существенно зависит от исходных прочностных свойств металла, коэффициента использования несущей способности и др. В дальнейшем нами [60], дан анализ кинетики напряженного состояния и долговечности различных конструкций оболочкового типа, работающих в условиях сложного напряженного состоя- [c.19]

Параметр С является прочностной характеристикой, поэтому с его ростом относительная долговечность снижается (рис.2.28,а). Коэффициент деформационного упрочнения 1п отражает влияние на МХЭ предельной степени пластической деформации. Параметр Кст характеризует интенсивность роста скорости коррозии с увеличением пластичесой деформации. Рост параметров гп и Кст приводит снижению долговечности конструктивных элементов (рис,2.28,б и в). [c.132]

Предложена математическая модель механохимической повреждаемости сварных соединений с учетом контактных эффектов совместной деформации материалов с разными прочностными свойствами. Получены функциональнь(е зависимости долговечности сварных соединений от относительргых размеров и свойств материала прослоек, уровня начальной напряженности и коррозионной активности рабочей среды. Установлено, что с уменьшением относительной толщины мягкой прослойки долговечность сварных соединений возрастает, как при реализации общей, так и локализованной коррозии. Определены критические параметры механохимической неоднородности, обеспечивающие работоспособность сварных конструктивных элементов. При работе сварных соединений в условиях МХПМ для обеспечения равной коррозионно-механической прочности, кроме геометрических, необходимо обеспечить определенные соотношения механохимических характеристик участков с разным физико-химическим состоянием. [c.279]

Перспективным способом повышения долговечности насосных штанг являе ся алюминирование. Результаты коррозионных испытаний стальных алюминированных образцов в двухфазной среде, состоящей из 60 % нефти с содержанием 2,1% серы и 2,2% нафтеновых кислот и 3%-го раствора Na l с содержанием 1,3 кг/м сероводорода, показали, что скорость коррозии достигает максимума через 38—50 ч и составляет 5-10- г/м -ч. Затем уменьшается и через 250—275 ч с начала испытаний стабилизируется, составляя 2,85-10 г/м -ч. Результаты механических испытаний на статическое растяжение алюминированных образцов нз стали марки 45 на воздухе и в водном растворе сероводорода показали, что алюминиевое покрытие обеспечивает сохранение прочностных и пластических свойств стали. [c.125]

Важнейшей характеристикой прочностных свойств является долговечность хи (время, в течение которого нагруженный образец не разрушается), отражающая кинетический характер процесса разрушения. В инженерной практике используются понятия кратковременной и длительной прочности. Кратковременная прочность Стр (или разрывное напряжение) обычно определяется на разрывных машинах при заданных режимах скорости нагружения и скорости деформации. Характерное время до разрушения — порядка 102 с. Длительная прочность обычно определяется при нагружении статическими или переменными нагрузками, малыми по сравнению с пределом прочности Ор. Кратковременная и длительная прочность полимеров относятся к технической прочндсти, которая обычно значительно ниже так называемой теоретической прочности материала с идеальной структурой. [c.281]

Релаксационные процессы в полимерах определяют их вязко-упругие свойства и влияют на прочностные свойства этих материалов. Влияние релаксационных процессов на разрушение полимеров в высокоэластическом состоянии более существенно, чем в твердом [63]. В связи с этим понять природу процессов разрушения эластомеров и физический смысл наблюдаемых закономерностей можно на пути выяснения прежде всего фундаментального вопроса о взаимосвязи релаксационных процессов с процессом разрушения. Решение этого вопроса было осуществлено в работах [12.17 12.19], где проведены широкие исследования температурной зависимости комплекса характеристик релаксации напряжения, вязкости, процессов разрушения (долговечности и разрывного напряжения). Для исследований были выбраны несшитые и сшитые неполярные эластомеры бутадиен-стирольный СКС-30 (Гс = —58° С) и бутадиен-метилстирольный СКМС-10 (Гс=—72°С), а также полярные бутадиен-нитрильные эластомеры. Условия опытов охватывали широкий диапазон напряжений и деформаций растяжения и сдвига (несколько порядков величины). Исследования физических свойств проводились для каждого эластомера на образцах, полученных при одних и тех же технических режимах приготовления образцов (переработка и вулканизация). [c.341]

Вследствие сложного характера деформирования реакторов для получения нефтяного кокса, обусловленного как технологией процесса, так и нестационарностью испытываемых термических и силовых нагрузок в течение всего цикла замедленного коксования, имеет место невысокая надежность и долговечность этих аппаратов. Одним из путей решения проблемы обеспечения заданной прочности реакторов является более полный учет прилагаемых воздействий при их проектировании. Нами при проведении исследований деформирования реакторов установки замедленного коксования на Ново-Уфимском НПЗ путем замера увеличения диаметра аппарата на различных уровнях по его высоте было выявлено, что на заключительном этапе заполнения и коксования по всем зонам, где имелось коксующееся сырье наблюдалась стабилизация роста диаметра при постоянстве температуры стенки. Отсюда можно предположить, что в этот момент начинает сказываться взаимодействие монолита кокса с оболочкой аппарата, обусловленное различием коэффициентов термического расширения (КТР) кокса и металла. От знака соотношения КТР кокса и металла зависит направление приложения нагрузки. Если КТР кокса будет меньше КТР металла при температуре процесса, то оболочка будет испытывать растягивающее действие монолита кокса, приводящее к накоплению остаточных деформаций в процессе циклического нагружения (оно обусловлено периодичностью процесса коксования) и в конечном счете к формоизменению оболочки реактора (появлению гофр). В противном случае соотнопде-ние КТР за счет сил адгезионного взаимодействия реактор будет испытывать как бы наружное давление, а в местах ослаб ленного контакта плакирующего слоя с основным металлом могут возникать отслоения этого слоя (появление отдулин). Для учета этого вида деформирования оболочки реактора коксования нами предлагается при прочностном расчете аппарата изменять величину расчетного давления на значение давления, обусловленного соотношением КТР кокса и металла. [c.162]

На рис. 4 приведено семейство кривых Т = I (/ ) для различных значений ст р.. полученное для стали (V 7 см ) при температуре 300 К и значении / = I. Как видно из графика, увеличение начального коэффициента использования несущей способности приводит к потере долговечности, причем тем большей, чем выше прочностные характеристики металла (сГпр). Поэтому при заданном уровне относительной долговечности, т. е. определенном сроке безаварийной эксплуатации, более высокопрочная сталь требует меньшей начальной относительной нагрузки Это необходимо учитывать при расчетах и проектировании конструкций. При заданном начальном коэффициенте использования несущей способности ( коэффициенте запаса ) долговечность ниже также у высокопрочных сталей. Это обусловлено резким усилением механохимического эффекта при высоких механических напряжениях. [c.39]

На рнс. 23, а, б, в приведены теоретические зависимости относительной долговечности образцов Го от значений параметров С, п и К- Параметр С является прочностной характеристикой металла С=ств(е/п) . Поэтому с повышением его значения (при / н = сопз1) уровень начальных напряжений возрастает, относи- [c.62]

Введение в полиэтилен высокой плотности термостабилизатора приводит к повышению выносливости до уровня стали без покрытия и даже несколько выше (Бейдер Э.Я. и др. [119, с. 115-117]). В 1 н. растворе N2804 полиэтиленовое покрытие повышает сопротивление усталости плоских образцов (толщиной 2,5 мм) из стали 08кп более чем в 10 раз. Предполагают также, что при малых амплитудах деформации наиболее эффективны покрытия с высокими прочностными адгезионными характеристиками, а при больших - покрытия с низким модулем упругости. Влияние полиэтиленовых покрытий на малоцикловую усталость в кислой среде (1 н. раствор N2804) таково, что они увеличивают долговечность образцов в 4,5-7 раз при 6 = 1,7 % и в 1,1-1,8 раз при е = 5 %. [c.189]

При выборе армирующе1о материала важно учитывать его себестоимость, затраты па обработку при изготовлении изделий, сохранение на достаточном уровне прочностных спойств п условиях эксплуатации и при дейстпии пиковых наг рузок (или температур), долговечность и надежность изделий, их экономичность при эксплуатации и т. п, [c.9]

МЕХАНЙЧЕСКИЕ СВОЙСТВА материалов, определяют их поведение под действием мех. нагрузки. Основные М. с. твердых тел-деформационные (жесткость, пластичность, ползучесть, твердость, предельные деформации при разрушении б), прочностные (предел прочности ст, долговечность, усталостная прочность, работа разрушения при ударном воздействии), фрикционные (коэф. трения и износа) для жидкостей основное Ш.с.-вязкость. Значения показателей М.с. не являются физ. постоянными в-ва они могут зависеть от формы и размеров изделия, условий испытания, состава окружающей среды, состояния пов-сти испытуемого образца, фазового и релаксац. состояний материала, определяемых его предысторией, составом, структурой. Поэтому для сравнения разл. материалов по М. с. важно строго стандартизировать условия и режим их определения. [c.76]

ПРОТИВОУТОМИТЕЛИ, хим. добавки к полимерньпи материалам, гл. обр. резинам, повышающие их усталостную вьшосливость (долговечность), т. е. число циклов деформации до разрушения, а также замедляющие изменение св-в при многократных переменных мех. воздействиях (т. наз. утомление). Утомление может вызывать изменение макроскопич. размеров образца (напр., под влиянием накопления остаточной деформации), физ. структуры (возможна кристаллизация, ориентация макромолекул), строения трехмерной сетки у сшитых полимеров, техн. св-в (напр., упругих, прочностных, диэлектрич.). [c.125]

Различие прочностных свойств металла приводит к тому, что фивые долговечности разных сталей пересекаются при определенной амплитуде деформации. Во многих случаях при Еа 0,75% N. = 10000 -ь 15000 [197]. Этот факт позволяет, с одной стороны упрощать построение кривых усталости, с другой - производить оценку целесообразности применения сталей с теми или иными свойствагщ. Стали с высокими прочностными и более низкими. пластическими характеристиками теряют свои преимущества при работе в области высоких амплитуд деформации или высоких степенях концентрации напряжений. [c.9]