Труба Разрушающие напряжения

При некоторых условиях эксплуатации котлов на стенках труб со стороны воды образуются отложения оксидов металлов и неорганических соединений. В зоне отложения происходит местный перегрев, сопровождающийся добавочным осаждением из воды растворенных веществ. В результате этого обычно возникают язвы или трубы забиваются, что приводит к еще большему местному нагреву и появлению разрушающего напряжения в трубе. Кроме того, водород, образующийся в результате коррозии железа, может проникать в сталь. Начинается обезуглероживание, которое сопровождается образованием микротрещин вдоль границ зерен и может вызвать разрыв трубы. Разрушения такого типа могут происходить без значительного уменьшения толщины стенки трубы. При отсутствии отложений на трубах котлов подобных коррозионных разрушений не наблюдается [28]. [c.284]

Испытания труб после горячей и холодной правки показали, что разрушение сопровождалось пластическими деформациями и происходило на уровне напряжений, близких к временному сопротивлению материалов этих труб (0,86—1,04 Он). Статическое испытание труб диаметром 720 мм (6 = 8 мм) при наличии выдержки под давлением (от 70 до 100 кгс/см ) длительностью свыше 100 ч не показало снижения уровня разрушающих напряжений по сравнению с однократным кратковременным нагружением до разрушения. [c.145]

В работе [11] также приводятся результаты гидравлических испытаний труб до разрушения в Канаде. Испытанию были подвергнуты трубы из стали типа ЗОГ при температурах — 18, —45 и +72° С. Остаточное удлинение периметра труб составило от 3,2 до 5,1%, а разрушающие напряжения 0,93—1,053 от временного сопротивления материала этих труб. Разрушения также имели место как в зоне продольного сварного шва, так и по основному металлу. [c.146]

ТУ 7-19-4-77 предназначены для гидроизоляции железобетон ных труб, водоводов, химзащиты железобетонных емкостей подземных сооружений, безнапорных труб, лотков, каналов тоннелей, отводящих агрессивные стоки промышленных пред приятии и газы. Рукава выпускают длиной 6000 мм, диамет ром 600 мм, толщиной 1,3 1,6 2 мм высота анкерного ребра 10 мм, шаг соответственно толщинам —20, 60, 80 мм. Технические требования к изделиям следующие разрушающее напряжение при растяжении — не менее 10 МПа относительное удлинение при разрыве — не менее 350 мм предел текучести при растяжении — не менее 8 МПа. [c.29]

Длина трубопровода увеличивается при повыщении температуры от комнатной до рабочей 550° С, поэтому система должна быть сконструирована таким образом, чтобы расширение не привело к нежелательному передвижению трубы и не создало бы осевых давлений или изгибающих моментов в точках крепления. Следовательно, трубопровод должен обладать гибкостью. Обычно основная линия паропровода проходит из верхней части парогенератора, который расположен примерно на 27,5 м выше нулевого уровня к паровой камере турбины высокого давления, которая находится на этом уровне. Системы трубопроводов чаще имеют два горизонтальных колена, соединенных с вертикальным [1] при нагреве расширение распространяется под прямым углом к основанию, передаваясь вертикально вниз и в сторону от турбины. Трубы поддерживаются кронштейнами, которые можно передвигать горизонтально и вертикально на значительное расстояние. В том случае, когда осевое давление или изгибающие моменты настолько велики, что не позволяют использовать для паропровода одну большую трубу, способную пропустить весь пар, применяют многотрубные системы с параллельными трубами, но это усложняет конструкцию и повышает ее стоимость. Обычно для станций мощностью 500 МВт используют четыре параллельных трубы с внутренним диаметром 23 см, хотя в принципе можно использовать и одну трубу с внутренним диаметром 63 см. Трубы подогревателя, по которым подогретый пар поступает из парогенератора к турбине, имеют гораздо больший диаметр, до 76 см в главном паропроводе, и могут быть более тонкостенными, так как давление в них меньше. В этом случае гибкость труб становится еще более серьезной проблемой, чем для главного паропровода. Холодные трубы подогревателя, по которым пар проходит обратно от турбины к парогенератору для подогрева, работают примерно при 250° С, поэтому расчет для них проводят по пределу текучести вместо разрушающего напряжения. [c.195]

Пример 2. Телескопическое паяное соединение двух труб работает под знакопеременной нагрузкой Р 150 кН (рис. 26, б). Коэффициент г = — 1. Соединение выполнено медно-цинковым припоем Л63. Материал труб — сталь 10. Диаметр меньшей трубы d = 40 мм. По опытным данным, миннА альное разрушающее напряжение при срезе для этого соединения [х]р = 26 МПа Г5]. Принимаем коэффициент запаса прочности К = 2,5. Определим необходимую длину нахлестки. [c.303]

Очевидно, что если один конец трубы будет колебаться вследствие вибрации частей машины относительно другого с частотой, равной частоте собственных колебаний рассматриваемого участка трубы, то труба вступит в резонансные колебания, при которых в ней могут возникнуть разрушающие напряжения. [c.482]

Таким образом, упомянутые ранее натурные эксперименты основывались на хорошо известной концепции, что трещина данного размера в сосуде под давлением или трубе останется устойчивой до тех пор, пока в цилиндре не будет достигнуто критическое давление. При достижении критического давления трещина внезапно становится неустойчивой, и будет инициироваться разрушение. Для дефектов различных размеров в определенном материале данной вязкости, конечно, требуются разные критические давления. С другой стороны, данному уровню действующего напряжения (которое может включать и остаточные напряжения вследствие сварки, изменения температуры, повторной гибки и т. д., а также напряжения от первоначального пробного давления) соответствует определенный критический размер трещины. Зависимости размера критической трещины от разрушающего напряжения меняются с изменением уровня вязкости разрушения материала. [c.153]

Данные, которые легли в основу построения кривых, приведенных на рис. 4, согласуются с результатами расчетов по уравнению (15). На основании результатов первого натурного испытания (труба RR1 с пазом длиной 222 мм) по уравнению (15) определен уровень вязкости Ксг = 994 кгс мм /% и для всех значений длины трещины установлена зависимость разрушающего напряжения от критической длины трещины (сплошная кривая, рис. 4). Она совпадает с результатами испытания труб серии RR (все [c.161]

Результаты исследования влияния радиуса и толщины стенки трубы на разрушающее напряжение в случае сквозных трещин [c.164]

Р и с. 6. Зависимость разрушающего напряжения от радиуса и толщины стенки трубы [c.165]

Эти данные указывают на то, что при определенных значениях вязкости и номинального напряжения большим диаметрам соответствуют более длинные критические трещины. Таким образом, при данном показателе вязкости трещине данной длины будет соответствовать более высокое разрушающее напряжение в трубе или сосуде большего диаметра. Так как в уравнение входит произведение Л то это замечание справедливо в отношении толщины стенки. [c.165]

Эти данные подтверждают что более толстостенные трубы при всех прочих равных условиях имеют более длинную критическую трещину при данном уровне напряжения. Предполагается, что трещина данной длины будет иметь более разрушающее напряжение в сосудах с большей толщиной стенки при прочих равных условиях. [c.165]

Таким образом, как и следовало ожидать, более жесткая и более плоская (с большим радиусом) труба или сосуд высокого давления будет иметь более высокое разрушающее напряжение. Это, конечно, согласуется с высказанными и рассмотренными выше тенденциями. [c.165]

На основе результатов этих испытаний, проведенных на тонкостенных трубах, сформулирована гипотеза, которая позволяет прогнозировать разрушающее напряжение для поверхностных (несквозных) дефектов, если известно значение Ксг- Ниже дано уравнение для вычисления разрушающего напряжения при наличии продольных поверхностных дефектов в цилиндрических сосудах [c.173]

Для правильного выбора марки стали и ее качества (для углеродистых сталей применение спокойной, полуспокойной или кипящей стали) следует учитывать опасность хрупкого разрушения 10.21, 0.57, 2, 3, 5, 6, 13]. Для появления хрупкой трещины определяющими являются обстоятельства, снижающие пластичность, а именно трехосное напряженное состояние (по этой причине наибольшая толщина проката в сварных элементах из малоуглеродистой стали не должна превышать 50 мм, из низколегированной — 40 мм [9 ]), низкие температура и ударная нагрузка. Номинальные разрушающие напряжения при этом могут составлять 0,1—0,8 от предела текучести стали 161. Стали для сварных металлических конструкций кранов должны соответствовать указанным в табл. 1.1.1—1.1.6, где под толщиной проката следует понимать для листов толщину листа, для уголков — толщину полки, для труб — толщину стенки трубы, для швеллеров и двутавров — величину t из соответствующих стандартов, [c.8]

Видим, что разрушающее напряжение трубы с такой трещиной меньше предела текучести. Итак, на поставленный вопрос получен ответ. [c.63]

При соединении труб из термопластов и других деталей из изотропных материалов способ формования резьбы не оказывает существенного влияния на прочность соединения. При этом приходится соблюдать некоторые общие правила, справедливые и для формования других деталей из термопластов избегать острых кромок у витков резьбы, применять скругления и т. п. [54]. В деталях из слоистых пластиков резьбу рекомендуется выполнять так, чтобы волокна армирующего наполнителя располагались перпендикулярно к направлению действующей нагрузки. При нарезке резьбы в таких деталях (трубах и оболочках) слои наполнителя оказываются перерезанными, и прочность резьбового соединения определяется не столько механическими свойствами пластика, сколько прочностью матрицы при сдвиге (равной приблизительно 5-10 МПа) [22, с. 72 107]. Наибольшая прочность резьбовых соединений достигается в тех случаях, когда волокна наполнителя повторяют рисунок профиля резьбы. При этом разрушающее напряжение материала при сдвиге, а следовательно, и несущая способность резьбы повышаются в 3-4 раза [22, с. 72]. Резьбы такого типа создают формованием различными методами. [c.302]

Чтобы оценить указанное заметное влияние вида передающей давление жидкости на величину разрушающего напряжения, были проведены две дополнительные серии опытов с небольшими трубами из одного и того же неглазированного фарфора (внутренний диаметр 51,2 мм, наружный—83,2 В одном случае испытывались полые образцы с открытыми торцами, причем использовалось устройство, показанное на фиг. 167, а в другом—полые образцы с закрытыми торцами. Полученные из опытов значения разрушающих давлений и напряжений приведены в таблице [c.232]

Предназначается полиэтилен с анкерными ребрами для защиты внутренних поверхностей железобетонных конструкций емкостных сооружений, эксплуатирующихся в жидких агрессивных средах, железобетонных емкостей, подземных сооружений, стеновых панелей, лотков для отвода промышленных агрессивных стоков, для гидроизоляции железобетонных напорных труб и водоводов. Полиэтилен с анкерными ребрами обладает следующими свойствами разрушающее напряжение при растяжении — не менее 13 МПа относительное удлинение при разрыве и пределе текучести — не менее 350 и 15% соответственно предел текучести при растяжении — не менее 9 МПа. [c.77]

Испытания труб показали, что статический разрыв происходит при напряжениях порядка 43,6—62,5 кге/мм , соответствующих величине 0,84—1,2 предела прочности (временного сопротивления) для марок сталей данных труб (нв = 52 кге/мм , ГОСТ 5058—65). Разрушающие давления для испытанных труб (см. табл. 3.3.1) составляли 125—160 кгс/см . [c.159]

Оценка малоцикловой прочности проводится путем сопоставления величин циклических упругопластических деформаций в максимально нагруженной зоне конструкции с разрушающими для конструкционного материала деформациями, полученными в условиях жесткого нагружения при испытании гш растяжение — сжатие гладких образцов. Выполненная оценка малоцикловой прочности исследованных труб показывает, что долговечность труб соответствует или несколько превышает долговечность конструкционного материала (ом. рис. 3.3.11, точки 4). При этом расчет ведется в максимальных тангенциальных деформациях или интенсивностях деформаций, отличающихся от первых на 10—15% для рассматриваемых типов напряженного состояния. [c.176]

Следует отметить, что ступени нагружения, т. е. значения приращения нагрузок, приведенные в табл. 4.12, хотя и были малы, но это все же не позволило полностью осуществить пропорциональное нагружение. Вблизи разрушающей нагрузки дискретность пути нагружения оказывала некоторое небольшое влияние на результаты испытаний, вследствие чего некоторые точки, изображающие напряженное состояние в стенке трубы в момент ее разрушения, не лежат на луче нагружения, по которому произведен соответствующий расчет, а несколько отклоняются от него. Это особенно заметно на точках 3 и 5, изображенных на рис. 4.11. [c.184]

Каждую серию сосудов изготовляли из одного отрезка горячекатаной трубы (сталь 20). Механические свойства (Рр — максимальное разрушающее избыточное давление Ор —разрушающие кольцевые напряжения при давлении Рр) определяли (табл. 55) испытанием образцов на одноосное растяжение и гидростатическим внутренним давлением (двухосное растяжение) гладкостенных сосудов, изготовленных из отрезка каждой трубы. [c.201]

Водородное растрескивание тройника трубопровода 0720 х 18 мм, сооруженного из труб фирмы УаПпгес, произошло после шести лет эксплуатации. Механические испытания металла из очага разрушения показали, что его прочностные свойства соответствуют техническим условиям. В то же время вследствие нано-дороживания относительное сужение уменьшилось более чем на 30%. Металлографические исследования позволили установить, что водородные блистеры зарождались на границах матрица-неметаллические включения и располагались по всему сечению стенки тройника. При этом их максимальная концентрация наблюдалась в середине стенки. Данное явление можно объяснить повышенной концентрацией неметаллических включений в центральной зоне листа вследствие специфики изготовления проката. В дальнейшем, по мере накопления водорода, блистеры сливались между собой или с поперечными трещинами, пронизывая все сечение металла. Значительное давление водорода в расслоении привело к возникновению разрушающих напряжений в наружных слоях металла стенки и к развитию поперечных трещин с последующей разгерметизацией участка трубопровода (рис. 12г). Водородное растрескивание металла с образованием сквозного дефекта в нижней части тройника явилось следствием его эксплуатации в условиях застойной зоны при отсутствии Э(()фективного ингибирования. [c.39]

Кале [44] указывает, что разрушающее напряжение для труб из цир-калоя-2 существенно увеличивается под облучением, но что разрушение носит вязкий характер. Эти результаты, возможно, связаны с замеченным ранее явлением хотя происходит увеличение пределов текучести и прочности, пластичность понижается не настолько, чтобы привести к хрупкому разрушению материалов. [c.260]

Испытания труб производились на описанном выше специальном стенде гидростатическим давлением до разрушения. При этом были определены разрушающие давления Р разр и соответствующие им разрушающие напряжения Стдазр, которые вычислялись по [c.158]

Полученный результат подтверждает содержащиеся в ряде других работ данные [11, 16, 19, 89] о величинах разрушающих напряжений при статическом разрыве труб. В табл. 3.3.2 приведена сводка литературных данных, отражаюищх то обстоятельство, что прочность труб на разрыв определяется величиной предела прочности (временного сопротивления) материала. [c.160]

Трубы под воздействием температуры теплоносителя (ло рячей воды или пара) удлиняются. При повышении температуры на 100° С удлинение стальных труб составляет 1,2 мм на каждый метр. Так, например, если взять участок теплопровода длиной 100 м, то удлинение его при повышении температуры на 100° С будет равно 120 мм. При отсутствии кампе-ншрующих устроЙ1Ств такие удлинения вызыв ают, в стенках труб большие напряжения. Для восприятия удлине1ния труб при нагреве и защиты их, а также установленной на теплопроводах арматуры от разрушающих напряжении применяются специальные компенсирующие устройства. Компенсация температурных удлинений производится или за счет гибкости труб в местах поворотов трассы (естественная [c.141]

В [Л. 147] показано, что опытные точки для разностенных труб удовлетворительно ложатся на прямую длительной прочности для труб правильной цилиндрической формы (время до разрушения одинаково), если разрушающие напряжения в них подсчитывать по формуле [c.374]

Хотя в реальных случаях толщину стенки трубы или сосуда высокого давления выбирают так, что не достигается ни плосконапряженное, ни плоскодеформированное состояние, полезно знать, как теоретические предельные случаи влияют на зависимость критической длины трещины от разрушающего напряжения, выраженную уравнением (15). [c.166]

Важное обстоятельство, однако, иллюстрируется результатами трех экспериментов, при которых значения разрушающих напряжений были ниже, чем указанные на кривой для сквозного дефекта. В экспериментах дефект в результате подрастания давал постоянную течь, а не быстро развивающуюся неустойчивую трещину. Таким образом, несквозной дефект может давать течь, прежде чем достигается разрушающее напряжение, равное разрушающему напряжению для сквозной трещины эквивалентной длины. По-видимому, это зависит от толщины перемычки в надрезе. Например, следует рассмотреть четыре эксперимента, проведенных на трубах с надрезом длиной — 222 мм. Две из них с перемычками в надрезе толщиной 1 и 1,8 мм, составляющими соответственно 10 и 19% от первоначальной толщины стенки, давали течь при разрушающих напряжениях, значительно меньших разрушающего напряжения для сквозной трещины эквивалентной длины. В двух других экспериментах с перемьиками в надрезе толщиной 3,8 и 6,5 мм (40 и 60% от первоначальной толщины стенки) разрушающие напряжения превышали значения для сквозной трещины эквивалентной длины, и, следовательно, имело место неустойчивое разрушение. Таким образом, результаты этих данных свидетельствуют о том, что, если несквозной дефект дает разрыв перемычки при напряжении ниже разрушающего напряжения для сквозной трещины той же длины, следует ожидать появления утечки. И, наоборот, если разрыв перемычки должен произойти при напряжении выше разрушающего напряжения для сквозной трещины той же длины, то следует ожидать катастрофического разрушения. [c.173]

На диаграмме показано, что пропорционально увеличению размера дефекта уменьшается уровень разрушающего напряжения. Размеры дефекта для разрушения при разных уровнях напряжения приведены на рис. 25. Данные, представленные в табл. 1 и рис. 4, могли быть использованы для получения точного спектра, но тогда диаграмма применима только для материала с показателем вязкости разрушения Ксг = 994кгс-ммЗ/2 см. рис. 4) и для трубы диаметром 762 мм и толщиной стенки 9,5 мм. Каждый сосуд под давлением или труба имеют определенный диапазон размеров дефекта в зависимости от разрушающего напряжения. На рис. 6 показано влияние на прочность геометрии трубы с постоянным показателем вязкости разрушения. На рис. 26 приведены два диапазона размеров дефекта, определенные на основании данных рис. 6. Каждый из них можно использовать отдельно, чтобы, зная температуры перехода при инициировании и распространении разрушения, построить нужную диаграмму анализа разрушения. [c.195]

Раскрытие трещины и общий механизм хрупкого разрушения. Трудность применения метода линейной механики разрушения к сравнительно вязким конструкционным сталям низкой и средней прочности объясняется тем, что в этих случаях разрушение может быть связано со значительной локальной пластичностью. В таких материалах во время испытания образцов стандартных размеров с надрезом при нормальных скоростях деформации перед разрушением впереди напряженной трещины может распространяться пластическая зона. Вследствие этого невозможно проанализировать упругое напряженное состояние и вычислить показатель вязкости разрушения Кс- Уэллс (1969 г.) разработал метод, приняв, что неустойчивое распространение дефекта происходит при его критическом раскрытии около вершины (критическое раскрытие трещины или OD). Он предполагал, что это значение одинаково для реальных конструкций к образцов небольших размеров подобной толщины. Экспериментальное подтверждение было получено несколькими специалистами. Например, результаты определения разрушающих напряжений для охрупченных труб высокого давления из сплава циркония хорошо согласовывались с данными испытаний на изгиб образцов небольших размеров с надрезом для исследования критического раскрытия трещины (Фернихауф и Уоткинс, 1968 г.). Хорошее соответствие наблюдалось между поведением материалов при инициирующих испытаниях широкого листа и на изгиб образцов натурной толщины для выявления величины критического раскрытия трещины (Бурде-кин и Стоун, 1966 г.). В условиях малой пластической деформации можно показать, что усилие распространения трещины G есть произведение предела текучести Оу и критического раскрытия трещины б [c.236]

Таким образом, если теперь предположить, что стенка трубопровода рас1 янута расчетным напряжением 180 МПа и в этой трубе есть трещина длиной 60 мм, то коэффициент запаса по разрушающему напряжению оказывается равным =а /а = 290 /180 = 1,6. [c.63]

Расчетное значение разрушающего напряжения для трубы с вмятиной и надрезом на основании формулы (3.5) с учетом коэффициента снижения предельных напряжений при изгибе физг [c.156]

Первые работы в СССР по малоцикловой усталости элементов авиационных конструкций были выполнены Н. И. Мариным (1946). Эксперименты, проведенные на цилиндрических трубах (со сварными швами и без них) и пластинах с отверстием, показали, что сопротивление мало-дикловому разрушению, выраженное номинальными разрушающими напряжениями, оказывается ниже сопротивления разрушению при однократном статическом нагружении, в зависимости от механических свойств материала и уровня концентрации напряжений. [c.411]

Усталостное нагружение (н при отсутствии наводороживання) является интенсивно охрупчивающим фактором. Опасность усталостного нагружения по сравнению со статическим заключается в существенно более низком разрушающем напряжении (обычно — до половины статической прочности и ниже) и внезапности хрупкого повреждения. Для сталей с пределом прочности Ов, равным uUU— 1500 МПа, предел усталости составляет всего 0,35 Ов [80]. Тяжелые условия работы мета.яла экранных труб, расположенных в зонах максимальных тепловых нагрузок, связаны, как было показано, с возможностью одновременного и совокупного действия коррозионно-термической усталости и наводороживання. При этом термоциклическое нагружение мол<ет вызываться как нарушением нормального режима кипения, так и флуктуациями топочного факе- [c.88]

Испытания сварных щелевых винипластовых труб показали, что сварные соединения совершенно не удовлетворяют условиям прочности. Разрушение стыков происходит при напря-жен1]ях в стенке трубы, равных примерно 18—25% разрушающих напряжений для целых щелевых труб. [c.139]

Рис. 13. Отношение разрушающих напряжений СТэкс, определенных экспериментально при испытании труб с поперечными сквозными трещинами, к напряжениям <Трасч. определенным расчетом с использованием

Рис. 14. Отношение разрушающих напряжений Оэкс. определенных экспериментально при испытаниях труб с поперечными трещинами, к напряжениям Орасц, определенным расчетом по методике пластического шарнира

Повреждение наружной поверхности металла в результате однократного динамического взаимодействия поверхносги с перемещающимся относительно нее твердым телом ( индентором ), имеющим острые края. При образовании ца-рахшны контактные напряжения достигают разрушающих значений. Форма поперечного сечения царапины близка к треугольной или трапециевидной и может изменяться по длине. Направление относительно продольной оси аппарата (трубы) -произвольное. Форма царапины на поверхности обечаек корпуса аппарата (трубопровода) может быть прямолинейной, криволинейной и полигональной [c.128]

Величину К с вычисляют по экспериментально найденной критической длине (глубине) трещины, при которой разрушение превращается из стабильного в нестабильное, и разрушающему максимальному брутто-напряжению материала. Критическая интенсивность напряжений является характеристикой микропластиче-ской прочности материала. Критическая длина (глубина) усталостной трещины при испытании лабораторных цилиндрических и натурных образцов из бурильных труб определялась по фрактографическому излому (размеру усталостного пятна), соответствующему началу стадии нестабильного роста трещины обобщенной диаграммы усталости, построенной феррозондовьш методом контроля. [c.111]

Анализ показал, что протечка связана с трещинообразова-нием в результате внутренних напряжений, вызванных наклепом при предварительной механической обработке (прокатке, гибке и пр.), а также сварке. Поверхностный слой труб парогенератора подвергается двоякому действию с одной стороны, он находится в контакте с жидким металлом и постепенно растворяется им, с другой, — поверхность стали подвержена разрушающему действию воды вследствие ее термической диссоциации при высоких температурах и диффузии водорода в стенку трубы. Большая растворимость водорода в железе, никеле и других металлах [I—3] с образованием гидридов и увеличением периода кристаллической решетки металла (при 400° G, например, достигается растворимость водорода в железе 138 см /100 г) вызывает появление напряженного состояния, повышает хрупкость, твердость, меняет другие механические свойства. Удаление водорода отжигом вызывает появление звездообразных трещин. [c.269]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...