Способ оценки остаточного ресурса по изменению потери пластичности конструкционной стали

Способ оценки остаточного ресурса по изменению потери пластичности конструкционной стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области прогнозирования остаточного ресурса резервуаров и магистральных газопроводов, эксплуатирующихся в условиях Крайнего Севера с применением способов неразрушающего контроля.

Известны наиболее близкие способы к предлагаемому (патент №2391601 от 10.06.2010 г. и патент №2234079 от 10.08.2004 г.), первый способ относится к области диагностики линейной части газотранспортных систем и может быть использован при оценке остаточного ресурса металла магистрального трубопровода, второй способ относится к области прогнозирования остаточного ресурса изделий из тонкостенных оболочек с применением способов и средств неразрушающего контроля и диагностирования.

Недостатками известных способов являются:

1. необходимость применения разрушающих методов и вырезки образцов для испытаний;

2. невозможность оперативной диагностики текущего состояния материала в полевых условиях;

3. трудоемкость способов ввиду использования анализа распределения концентрации атомов водорода по толщине и сложных устройств, типа трансформаторного датчика магнитного сопротивления ферромагнитной оболочки.

Целью изобретения является разработка способа оценки остаточного ресурса металлоконструкций, позволяющей учитывать как условия их эксплуатации, так и происходящие при этом изменения структуры и свойств металла. При разработке способа исходили из положения, что предельное состояние металлоконструкции достигается при исчерпании материалом ресурса пластичности, а основными причинами потери способности конструкционных сталей пластически деформироваться является достижение температуры вязко-хрупкого перехода и/или критического уровня поврежденности.

На основе проведенных экспериментальных исследований и разработанного способа оценки предельного состояния [Патент на изобретение №2382351 от 22.02.2010 г. «Способ оценки потери пластичности по изменению микротвердости конструкционной стали»], предложен способ оценки остаточного ресурса для конструкций типа магистральных газопроводов и резервуаров, по следующей схеме (рис.1):

- исходя из анализа, вычисляется допустимое (проектная величина) суммарное повреждение - потеря пластичности П_и за все время эксплуатации Т_э (лет);

- после измерений твердости металла устанавливается фактическая потеря пластичности П_ф;

- в течение назначенного срока определяется скорость увеличения суммарных повреждений - потери пластичности (от различных факторов) V_nn, 1/год по формуле:

- эксплуатационное повреждение - потеря пластичности П_э для газопроводов принимается равным 0.05, для резервуаров - 0.095;

- определяется остаточный ресурс конструкции Т_{ост.рес}. по формуле:

Способ оценки остаточного ресурса по изменению потери пластичности конструкционной стали, включающий вычисление допустимого суммарного повреждения - потеря пластичности за все время эксплуатации, после измерений твердости металла устанавливается фактическая потеря пластичности, в течение назначенного срока определяется скорость увеличения суммарных повреждений - потери пластичности от различных факторов, принимается значение эксплуатационного повреждения - потеря пластичности, определяется остаточный ресурс конструкции.