Необратимых повреждений

ДУБЛЕНИЕ — 1) Д. в кожевенно-меховом производстве — операция, в результате к-рой шкура или гольё—кожный покров животных, лишённый волос, верхнего (эпидермиса) и нижнего (подкожной клетчатки) слоя — за счёт необратимых изменений хим. и физ. св-в белков превращается в кожу, пригодную для выработки изделий. Д. производится р-рами различных дубильных веществ. 2) Д. в фотографии — повышение механич. прочности желатины светочувствит. слоя фотографич. материалов. В качестве дубителей применяют хромовые и алюм. квасцы, формалин и др. 3) Д. в п о л и г р а-ф и и—аналогичный процесс (наз. обычно задубли-ванием); применяют при изготовлении клише.

4. Законы старения.: Основное значение для оценки потери изделием работоспособности имеет изучение законов старения, которые раскрывают физическую сущность необратимых изменений, происходящих в материалах изделия. Хотя законы старения всегда связаны с фактором времени, в некоторых из них время непосредственно не фигурирует, так как в полученных зависимостях отыскивается связь с другими факторами (например, энергией), которые, в свою очередь, проявляются во времени. Такие зависимости будем называть законами превращения (см. рис. 12).

дров вновь соединялись бы в дрова, последние превращались бы в деревья, исчезающие в виде семян в земле. Однако в целом развитие в мире представляет единство цикличных и необратимых изменений. Необратимых, но не однонаправленных. Для бесконечных материальных систем типа Вселенной возможны неограниченные изменения материи в различных направлениях. Поэтому течение времени и процесс развития в мире никогда не могут остановиться.

где t — время, прошедшее с момента прекращения облучения, а т — время жизни неравновесных носителей. С точки зрения рассматриваемых переходных явлений уравнение (6.15) описывает упрощенный случай, так как предполагается, что радиационный импульс близок к прямоугольному,, спад удельной электропроводности подчиняется кинетическому уравнению первого порядка и дефекты решетки, возникающие под действием излучения, не влияют на величину т. Типичные времена жизни носителей в полупроводниковых материалах обычно порядка 10~6—10~4 сек, поэтому радиационный импульс, имеющий ширину на половине высоты максимума порядка —10~8 сек, может рассматриваться как прямоугольный. С другой стороны, если радиационный импульс имеет ширину на половине максимума, много большую, чем т, то подъем и спад электропроводности должен непосредственно следовать за подъемом и спадом радиационного импульса при условии, что излучение не вызывает необратимых изменений т.

При адекватной оценке разъемов независимо от окружающей среды обычно рассматривают следующие важнейшие параметры их работы: сопротивление между штырями и гнездами; сопротивление изоляции между соседними штырями и характеристики коронного разряда. Эти параметры учитывали при изучении влияния излучения на одиннадцать 14-штырьковых разъемов. Разъемы облучали в Фордовском ядерном реакторе интегральным потоком быстрых нейтронов 1,8-1015 нейтрон/см2 {Е > 0,5 Мэв). Во время измерений разъемы находились в нерабочем состоянии, за исключением тех случаев, когда подавалось напряжение для измерения контактного сопротивления штырей. Значения контактного сопротивления при облучении не сильно отличались от соответствующих величин до облучения, лежащих в интервале 6-10~4—10~3 ом. Сопротивление изоляции между соседними штырями во время облучения уменьшилось на 2 порядка величины при мощности реактора в 1 Мет. Никаких необратимых изменений в изоляции не наблюдали. Во время изучения короны между некоторыми штырями дуговой разряд возникал прежде, чем можно было наблюдать четкий коронный разряд. Один штырь был признан разрушенным после трехчасового облучения. Это разрушение произошло при падении напряжения короны примерно до 100 в. Напряжение зажигания короны лежало между 1,2 и 1,8 кв, за исключением одного штыря, для которого оно составляло 600—800 в. Напряжение погасания короны было соответственно на 50—600 в ниже значений напряжения зажигания.

Для описания условий возникновения предельного состояния материала детали при воздействии термоциклических нагрузок используют представления о повреждаемости материала [4, 25, 40, 71]. Повреждаемость материала есть приводящий к разрушению процесс необратимых изменений, протекающих в материале под действием напряжений в условиях высоких температур.

нала, при которых для его коллективного генофонда могла бы возникнуть угроза необратимых изменений,

областях, при этом могут образовываться как межкристаллит-ные, так и транскристаллитные трещины. Внешний вид излома зависит от многих факторов (рис. 28). Процесс усталости можно условно разделить на три периода (некоторые исследователи считают, что этих периодов больше —до пяти): накопление необратимых изменений в металле под влиянием пластической деформации поверхностных микрообъемов; развитие необратимых повреждений в трещины усталости; рост трещин усталости. Развитие одной из трещин усталости приводит к разрушению. Время, необходимое для протекания периодов усталости, зависит от амплитуды, градиента напряжений, состояния поверхности, концентрации напряжений и свойств среды. Чаще всего трещины усталости зарождаются на ранней стадии. До разрушения металл с трещиной может выдерживать циклические напряжения в воздухе еще 80—90 % времени его общей долговечности. Среда в значительной мере влияет на усталость, причем в наибольшей степени —коррозионные среды. Выносливость материала при одновременном воздействии повторно-переменных напря-

При отсутствии необратимых изменений микроструктуры материала в процессе нагружения s=Af(t) упругий модуль ?2 является функцией только деформации ячейки, а коэффициент вязкости (ia — функцией мгновенных величин деформации и ее

УСТАЛОСТЬ — изменение состояния металла в результате многократного повторного (циклического) деформирования, приводящее к его прогрессивному разрушению. Процесс У. разделяется на две основные стадии: в 1-й—накопление необратимых изменений, приводящих к возникновению трещины, во' 2-й — развитие трещины. В первой стадии до образования трещин происходит сначала накопление субмикроскопич. и микроскопич. изменений, выражающихся в перемещениях дислокации,., 'концентрации ваяансий и образовании скольжения пачек атомных слоев в кристаллах друг относительно друга. Эти скольжения, происходящие по кристаллографич. плоскостям наименьшего сопротивления сдвигу, могут «приводить к экструзиям, т. е. выползанию пачек атомных слоев из поверхности кристалла. Накопление внутри кристаллич. скольжений, развивающихся в отдельных^ кристаллах, наблюдается микроскопически в виде системы линий сдвигов и двойников.

Термич. стойкость X. высокая: цилин-дрич. образцы (0 = 5 мм) без нагружения и при статически прилож. изгибающей нагрузке 2 кг/мм2 выдерживают 500 тепло-смен без разрушения (нагрев электрич. током в течение 15сек. до 1150°, охлаждение воздухом до 100° в течение 30 сек.), после 500 теплосмен механич. свойства X. при 20° и 1000° практически не изменяются. При циклич. нагревах до 1100° не отмечается необратимых изменений геометрии цилиндрич. образ-цов. До 150—200° X. (особенно хар-ки пластичности) чувствителен к надрезам и состоянию поверхности образцов, а при более высоких темп-рах свойства не зависят от состояния поверхности металла. Образцы X., подвергнутые травлению и электрополировке, имеют более высокие хар-ки пластичности при 20° и более низких темп-pax. Пром. технология позволяет получать X. пластичный при изгибе до—50°, при растяжении до 0е, в лабораторных условиях получен более пластичный металл. Однако проблема хладноломкости (хрупкости), в смысле низкого сопротивления ударным нагрузкам, все еще не решена. Поэтому хладноломкость X. до 100—150° является осн. недостатком.

Недостаточное совершенство НД, в частности, по нормированию остаточного ресурса нефтегазохимическо-го оборудования объясняется тем, что существующие НД основаны в основном на критериях статической прочности. Между тем, в процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны разрушения, вызывающие в большинстве случаев катастрофические последствия. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера. В связи с этим очень важно своевременно обнаружить и ликвидировать дефекты в элементах конструкций.

3. Усталостное. Происходит при циклическом (повторном) нагружении в результате накопления необратимых повреждений. Излом макроскопически хрупкий, однако, у поверхности излома материал существенно наклепан. Различают усталость и малоцикловую усталость.

Диагностика технического состояния и оценка ресурса аппаратов являются специальной дисциплиной, на базе которой формируются знания по обеспечению надежности и безопасности эксплуатации длительно проработавших сварных конструкций оболочкового типа. К числу отличительных черт нефтеперерабатывающих и нефтегазохимических производств следует отнести наличие значительной доли потенциально опасных объектов, выработавших проектный срок эксплуатации или не имеющих расчетного срока эксплуатации. Износ основного технологического нефтегазохимического оборудования достиг 80-90%, и оно естественно нуждается в замене. Поддерживать работоспособное состояние оборудования не представляется возможным без решения проблем диагностики современными достоверными методами и оценки остаточного ресурса. Параметры эксплуатации такого оборудования (рабочая температура и давление, рабочая среда и т.д.) охватывают очень широкие интервалы и весьма различны по воздействию на материал. Им присуще разнообразие по конструктивным оформлениям и по применяемым методам формоизменяющих операций при изготовлении. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов оборудования происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны преждевременные их разрушения.

4. Усталостное. Происходит при циклическом (повторном) нагружении в результате накопления необратимых повреждений. Излом макроскопически хрупкий, его поверх ность имеет выраженную кристалличность. Этот вид разрушения считается наиболее опасным, так как реализуется бе'-. макроскопической деформации и высоких скоростей распространения трещины.

Недостаточное совершенство НД, в частности, по нормированию остаточного ресурса нефтегазохимического оборудования, объясняется тем, что они базируются в основном на критериях статической прочности бездефектного металла. Между тем, в процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны разрушения. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера, а также зоны геометрических конструктивных концентраторов в местах приварки днищ, переходов, патрубков штуцеров в корпус аппарата. При этом особую опасность представляют трещино-подобные дефекты: холодные и горячие трещины, непровары и подрезы швов, механические (царапины) и коррозионные (стресс-коррозия) повреждения и др.

Необходимо учитывать и такой фактор, как нестационарность гидродинамических режимов эксплуатации аппарата. При этом имеет место значительная неравномерность распределения дефектов, образующихся как в процессе изготовления аппарата, так и при его эксплуатации. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов аппаратов в отмеченных потенциально опасных местах концентрации напряжений и деформаций происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного промежутка времени возможны разрушения. Под поврежден-яостью необходимо понимать такое состояние металла, при «угором его структура и свойства отличаются от исходных.

ния безопасности эксплуатации сосудов и трубопроводов различного назначения. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени (tp) возможны разрушения, вызывающие в большинстве случаев катастрофические последствия. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера. В связи с этим очень важно своевременно обнаружить и ликвидировать дефекты в элементах конструкций.

ВЫРАБОТКА ресурса машин связана в основном с накоплением необратимых повреждений в деталях, узлах и элементах машин.

Современная экологическая проблема в нашей стране и за рубежом ставит в число актуальных вопросы обеспечения безопасности эксплуатации сосудов и трубопроводов различного назначения. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны разрушения, вызывающие в большинстве случаев катастрофические последствия. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера. В связи с этим очень важно своевременно обнаружить и ликвидировать дефекты в элементах конструкций.

3. Усталостное разрушение. Происходит при циклическом (повторном) нагружепии в результате накопления необратимых повреждений. Излом макроскопически хрупкий, однако, у поверхности излома материал существенно наклепай, Различают усталость и малоцикловую усталость.

3 - стадия циклического упрочнения (разупрочнение), которая завершается достижением линии необратимых повреждений (линии Френча). Стадия циклического упрочнения (когда при испытании с постоянной амплитудой деформации за цикл максимальное напряжение растет с увеличением числа циклов) наблюдается у пластичных металлов и сплавов, а стадия циклического разупрочнения (когда напряжение уменьшается с ростом числа циклов) у высокопрочных металлических материалов и на начальных стадиях усталости у металлических материалов, имеющих площадку текучести. Также, как и при статическом деформировании, на этой стадии наряду с процессами деформационного упрочнения наблюдается развитие повреждаемости в виде образования субмикротрещин (пунктирная линия СДЕ).