Дальнейшей деформации

пряжениям в стенке трубы 100-110% от сертифицированного предела текучести стали в течение короткого промежутка времени. При этом предварительно осуществляется более длительная выдержка при давлениях, соответствующих напряжениям в стенке трубы на 15-20% хниже стт. Такой режим испытаний обеспечивает максимальную безопасность проводимых работ и максимальную "выжигаемость" дефектов. Выбор указанного режима был основан на исследованиях А.Р. Даффи и Ж.М. Мак-Клура [2], показавших, что протяженные дефекты при напряжениях, соответствующих пределу текучести стали, но меньше критических для данного вида дефекта, не развиваются. Наибольшее количество трещин выявляется при напряжениях в стенке трубы 0,9-1,1 <тт, то есть напряжениях, достигающих величины "текущего напряжения". Однако в ряде случаев разрушения трубопроводов происходят и после таких переиспытаний. То же самое отмечается и в нашей стране. С целью выяснения причин этого явления были проведены металлографические исследования темплетов очаговых зон КР (рис. 30), отобранных на магистральных газопроводах после переиспытаний избыточным давлением [4]. При этом было установлено, • что для трещин не превышающих критические размеры, при переиспытаниях происходило изменение механизма их развития от хрупкого к вязкому (от вершины трещины под углом около 45° начинала подрастать вязкая трещина). При дальнейшей эксплуатации магистральных газопроводов трещина КР развивалась по хрупкому или смешанному механизмам. Причем для трещин небольшого размера характерен хрупкий механизм их дальнейшего развития вследствие КР, а для глубоких трещин — вязкий механический долом. Таким образом, избыточные механические напряжения при переиспытаниях изменяли хрупкий механизм разрушения на более энергоемкий - вязкий. Причем образовавшаяся вязкая трещина либо вызывала разгерметизацию трубы вследствие вязкого долома и '.'выжигала" таким образом дефект, либо останавливалась в своем развитии, и в дальнейшем, при эксплуатации магистральных газопроводов, инициировала продолжение процесса КР. Кроме того, как показал проведенный анализ разрушений, в очаговых зонах, как правило, присутствовали не одиночные трещины, а их система. В этом случае отмечалось отличие механизма воздействия избыточных давлений на развитие разрушения. Так, проведенные исследования ряда очагов КР, имеющих систему трещин, показали,

дальнейшей эксплуатации автомобиля или необходимости возвращения в зоны обслуживания и ремонта через пост углубленной диагностики.

1) обследование работавшей конструкции для определения возможности дальнейшей эксплуатации или необходимости проведения ремонта;

Предельное состояние ремонтируемых изделий определяется неэффективностью их дальнейшей эксплуатации из-за старения и частых отказов или увеличения затрат на ремонт. Предельное состояние может также определяться моральным старением.

В начальный период эксплуатации ремонтные расходы невелики. Затем -они скачкообразно возрастают по мере текущих и средних ремонтов и, наконец, достигают значительной величины, соизмеримой со стоимостью машины, когда машина подвергается капитальному ремонту. Перед сдачей в капитальный ремонт должен быть решен вопрос о целесообразности дальнейшей эксплуатации машины. Если оставить пока в стороне вопросы технического устаревания, то экономически целесообразным пределом эксплуатации следует считать момент, когда предстоящие расходы на капитальный ремонт приближаются к стоимости новой машины. Выгод-_ нее приобрести новую машину, чем реставрировать старую, тем более, что новые машины всегда превосходят по качествувоеетновленные и тем более, что показатели новых машин в результате непрерывного технического прогресса всегда выше показателей старых машин. Вместе с тем с течением времени закономерно снижается стоимость новых машин в связи с неуклонной интенсификацией1 и совершенствовднием производи ственных 'процессов." ^

Результаты анализа повреждений и параметров технического состояния должны быть дополнены в базу данных и оформлены в виде технического заключения с решением о продолжении дальнейших исследований напряженно-деформационного состояния и характеристик материалов или возможности дальнейшей эксплуатации с указанием назначенного ресурса.

- оформление решения (экспертного заключения) о возможности и сроках дальнейшей эксплуатации печи.

ды, после изготовления и в процессе эксплуатации подвергаются испытаниям пробным давлением с целью проверки общей прочности и герметичности. При этом в большинстве случаев величина пробного давления составляет 1,1... 1,5 от рабочего давления Рпр. = (1,1-=-1,5)Р. Изделия, выдержавшие пробное давление, считаются пригодными к дальнейшей эксплуатации. Однако сроки последующей эксплуатации или переиспытаний назначаются соответствующими нормативными документами (НД) без учета фактического состояния металла и реальных условий эксплуатации.

Предложенные в табл. 2 рекомендации позволяют избегать утомительных и дорогостоящих анализов и дают достаточно информации о возможности дальнейшей эксплуатации машин. Но этой информации во многих случаях оказывается недостаточно для принятия решения.

не. С целью выяснения причин этого явления в УГНТУ были проведены металлографические исследования темплетов очаговых БОН ЬР, отобранных на МГ, после пепеиспытаний избыточным давлением. Прч этом было установлено, что для трещин КР с размерами, не превышающими критических, при переиопытаниях пррисходило изменение механизма их развития от хрупкого к вязкому (от вершины трещины под углом около 46° начинала подрастать вязкая трещина). При дальнейшей эксплуатации МГ трещина КР развивалась по хрупкому или смешанному механизмам. Причем для трещин небольшого размера характерен круп кий механизм их дальнейшего развития следствие КР, а для глубоких трещин - вязкий механический долом. Таким оврагом, избыточные ме~ уаничеокие напряжения при переиопытаниях изменяли хрупкий механизм рагрушения на более энергоемкий - вязкий. Причем образовавшаяся вязкая трещина либо вызывала разгерметизацию трубы вслед -звие вязкого долома и "выжигала" таким образом дефект, либо останавливалась в своем развитии и в дальнейшем, при эксплуатации МГ, инициировала продолжение процесса КР. Кроме того, как показал проведенный анализ разрушений, в очаговых зонах, как правиле, присутствовали не одиночные трещины, а их система. В этом случае отмечалось отличие механизма воздействия избыточных давлений на развитие разрушения. Так, проведенные исследования ряда очагов КР, имеющих систему трещин, показали, что дополнительные механические напряжения, возникающие при переиспытаниях, могут воздей -ствовать не на самые глубокие трещины за счет их разгрузки вслед~-<:твие подрастания при переиопытаниях соседних более мелких трещин. При этом цель переиспытания не достигается.

Оценку прочности дефектных участков трубопровода проводят на ЭВМ по программе ТЕО1Р, строя графики, ограничивающие размеры дефектов трубопровода и позволяющие оперативно принимать решения о возможности его дальнейшей эксплуатации и мероприятиях по ее обеспечению. Кроме того, с помощью этой программы осуществляют классификацию дефектов данного трубопровода в зависимости от области их расположения на графиках (рис. 37).

Если же на первых порах деформации углы ср и К меньше 45°, то величина коэффициента Шмида по мере растяжения кристалла снижается, в результате чего для дальнейшей деформации требуется более высокое напряжение. Это явление называется геометрическим упрочнением.

созданной последующими кольцами. Затем по механизму двойного поперечного скольжения происходит сбрасывание остаточной петли (рис. 2.29, г, д), которое сопровождается релаксацией обратного напряжения на источнике дислокаций 1. В результате появляется возможность генерирования следующей дислокации и ее продвижения по плоскости скольжения через ряд частиц с образованием новых петель и т. д. В конечном счете в этом процессе устанавливается как бы динамическое равновесие между приходом новых дислокаций, образованием вокруг частиц петель и их сбрасыванием, причем увеличение напряжения в процессе дальнейшей деформации будет обусловлено уже только деформационным упрочнением.

Наряду с анализом наблюдаемых длин линий скольжения делались попытки развить теорию второй стадии упрочнения [8, 237] на основании данных электронно-микроскопических исследований структуры. Так, подобно Зегеру [253], Хирш [237] и Фридель [8] полагают, что плоские скопления дислокаций образуются, но затем релаксируют путем вторичного скольжения, формируя наблюдаемые сплетения, которые и являются главным препятствием для дальнейшего скольжения. На основе дислокационных сплетений (клубков) при дальнейшей деформации образуются свободные от дислокаций ячейки, окруженные стенками с высокой плотностью дислокаций.

/ — 4 — в процессе холодной деформации развивается ячеистая структура, после е = 0,5 размер ячеек стабилизируется, при дальнейшей деформации стенки ячеек уплотняются; 5— S — возврат при отжиге приводит к аннигиляции дислокаций в стенках ячеек, которые становятся субграницами; субзерна растут в диаметре, при этом субграницы перестраиваются в более низкоэнергетические конфигурации; 9 — 12 — при горячей обработке или крипе в процессе деформационного упрочнения развивается вубструктура; размер которой стабилизируется на стадии стационарного течения.

пластичности в координатах истинная деформация (логарифмический масштаб) — температура. Нижняя часть рисунка представляет диаграмму (кривые 1 и 2) структурных состояний [345], которые формируются в процессе деформации рекристаллизованного металла. При этом кривая 1 соответствует указанной выше критической деформации e-i, при которой происходит распад однородного распределения дислокаций с образованием клубков и сплетений дислокаций. При дальнейшей деформации эти структурные элементы по мере роста плотности дислокаций постепенно соединяются между собой, образуя ячеистую структуру, формирование которой заканчивается при ez

Примечание: л—1-й блок нагружения; образцы с исходной поверхностью после циклической деформации разной длительности;' л, —2-й блок нагружения; образцы после деформации при л = 0,8Л/р, удаления поверхностного слоя и повторной деформации; ла — 3-й блок нагружения; образцы после деформации при л = = 0,8Л/р, удаления поверхностного слоя, повторной деформации при л, =0,8/V_; третьего удаления поверхностного слоя и дальнейшей деформации. .

При комнатных температурах и при 873 К усталостная прочность стержневого эвтектического композита Fe — Fe2B выше, чем чистого железа [24]. Усталостные трещины в этом композите зарождаются не на поверхности раздела матрица — волокно, а в местах выхода матрицы на поверхность образца. Де Сильва и Чэдуик рассмотрели возможные дислокационные механизмы, действующие при циклическом нагружении эвтектических композитов [24]. Если дислокации матрицы при скольжении пересекают поверхность раздела и армирующую фазу, то они перерезают упроч-нитель по минимальному размеру сечения. Напротив, скопление скользящих дислокаций матрицы у поверхности раздела может привести к концентрации напряжений и разрушению волокна. И тот и другой механизмы оставляют возможность для дальнейшей деформации матричной фазы. Эвтектический сплав Fe — Fe2B, в котором не действует ни один из этих механизмов, ведет себя как обычный металл, армированный волокнами, т. е. степени деформации волокна и матрицы должны быть соизмеримы. Таким образом, поведение этого сплава при циклическом нагружении иное, чем систем А1 — А1Э№ и Ni — Ni3Nb.

Уменьшение размера ячеек и увеличение разориентировок между ними происходит при дальнейшей деформации до е и 5. Это, по мнению авторов, может приводить к активизации ротационных мод деформации одновременно во всем объеме образца, обеспечивая установившуюся стадию деформации. Понижение ЭДУ (сплав

Однако при дальнейшей деформации происходит уменьшение толщины стенок и плотность дислокаций в них становится выше критической [55], что приводит к развитию возврата, заключающегося в аннигиляции дислокаций противоположного знака. В результате в стенках ячеек остаются избыточные внесенные дислокации двух знаков (рис. 1.31е), которые играют разную роль. Дислокации с вектором Бюргерса, перпендикулярным границе, ве-

дут при дальнейшей деформации к увеличению разориентировок и превращению ячеек в зерна. В то же время скользящие дислокации ответственны за дальнодействующие поля напряжений. При этом границы зерен являются сильно неравновесными. Вокруг границ зерен существуют области значительных искажений кристаллической решетки, вызванных полями дальнодействую-щих упругих напряжений внесенных зернограничных дислокаций (ЗГД), что проявляется в росте упругих микроискажений и атомных смещений из узлов кристаллической решетки (см. § 2.2). Более того, скользящие ЗГД при своем движении приводят к зер-нограничному проскальзыванию и относительному смещению зерен.

После некоторой начальной деформации (е .= 0,05) средняя плотность дислокаций в зернах слегка возросла до 1015 м~2. Еще раз отметим, что это нижний предел плотности, поскольку реальная плотность дислокаций должна быть выше вследствие накопления дислокаций также на границах зерен. Однако в таких сложных структурах трудно получить статистически надежные результаты. Тем не менее, можно утверждать, что средняя плотность дислокаций во время дальнейшей деформации не изменялась. У большинства границ зерен сохранился сложный контраст, т. е. они сохранили свое неравновесное состояние.

Рекомендуем ознакомиться:

Действием электрического

Длительности испытаний

Длительности переходного

Длительно действующие

Длительно проработавших

Дополнительных напряжений

Действием блуждающих

Действием циклического

Дальнейшее исследование

Меню:

Главная страница Термины