Усталость внутреннем давлении

В ЦНИИТМАШе [132] создана установка для испытания на малоцикловую усталость при сложном нагружении, создаваемом при одновременном действии циклического изгиба и внутреннего давления в условиях нормальных и повышенных температур. Испытывают крупногабаритные образцы сечением до 60 мм при длине рабочего участка 500 мм, давлении до 350 ат, температуре до 650°С, изгибающем моменте до 0,005 кН-см (0,5 тс-м) и осевом усилии до 0,04 кН (4 тс). Установка может работать в режиме заданных усилий или перемещений. [c.244]

Толстостенные и тонкостенные сосуды и резервуары испытывают на усталость при циклическом внутреннем давлении. Гидростатические циклические растягивающие напряжения приводят к эффекту разупрочнения. Для проведения испытаний используют гидравлические установки с плунжерными насосами с частотой до 1000 циклов в минуту. Имеются устройства с мультипликаторами, передающие давление сразу на четыре образца. В этом случае скорость ограничивается скоростью перемещения мультипликатора и составляет до 20 циклов в минуту [208]. [c.257]

Устройство для испытания на термическую усталость сварных разнородных образцов труб под действием внутреннего давления выполнено в виде замкнутой камеры с нагревом электрическим током образца и объема жидкости. Внутреннее давление создается расширяющейся жидкостью. Это дает возможность проводить испытания без использования котлов и насосов. [c.271]

На рис. 2 показаны данные испытаний сплошных образцов на изгиб и кручение на рис. 3 — трубчатых образцов на растяжение — сжатие и кручение на рис. 4 — трубчатых образцов на растяжение — сжатие и внутреннее давление. На всех рисунках толстыми сплошными линиями изображены заданные в ЭВМ экспериментальные кривые усталости, для которых угол сдвига фаз б равен нулю [c.405]

Таким образом, в зависимости от режима нагружения (внутреннего давления, времени выдержки под максимальной нагрузкой, температуры испытания, характеристик сопротивления материала длительному статическому и малоцикловому нагружению, а также геометрических характеристик исследуемого объекта) разрушение происходит в мембранной зоне при явно выраженном накоплении деформаций по условию квазистатической прочности, а при незначительных накопленных деформациях - по смешанному условию квазистатической прочности и сопротивления усталости. [c.132]

Установка для испытаний на усталость при совместном действии внутреннего давления и осевой нагрузки (табл. 3, № 6). В некоторых случаях в установке ОНД для создания давления используют стандартный гидроцилиндр, Одна из таких установок, предназначенная для испытания трубчатых образцов, изображена на рис. 8. Осевую нагрузку прикладывают при помощи расположенного внизу гидроцилиндра, а внутреннее давление создается другим осевым гидроцилиндром, расположенным на верхней траверсе. Образец 7 через гайки 6 крепится винтами к верхнему и нижнему S захватам. Для создания внутреннего давления используют две камеры камеру низкого давления / и камеру высокого давления 5. В камеру низкого давления 1 и внутрь образца подается масло из гидросистемы через штуцер 9. При движении поршня 2 вниз происходит перекрытие отверстий, соединяющих камеру высокого давления 3 с камерой низкого давления 1 и при дальнейшем движении поршня 2 вниз происходит увеличение давления масла. Для повышения характеристик системы внутрь образца вставляется заполнитель 5, который позволяет уменьшить рабочие объемы масла, что [c.19]

Подавляющее большинство элементов энергооборудования работает в условиях сложнонапряженного состояния (объемного для толстостенных и плоского для тонкостенных конструкций), обусловленного в основном внутренним давлением рабочей среды. Напряженное состояние конструктивных элементов сложной конфигурации при теплосменах также в общем случае имеет неодноосный характер. При этом в отличие от напряженного состояния, вызванного внутренним давлением среды с постоянным соотношением главных напряжений, при теплосменах имеет место широкое варьирование соотношения компонент напряжений в зависимости от преобладающего для данного элемента вида термоциклического нагружения (растяжение, сжатие, кручение, изгиб). Для деталей стационарного теплоэнергетического оборудования расчетные условия выбирают на основании длительной их работы в области повышенных температур при ползучести, обусловленной статическими напряжениями от внутреннего давления. Эксплуатация стационарных теплосиловых установок характеризуется относительно невысокими абсолютными рабочими температурами (Тр < 650° С) с небольшим располагаемым градиентом АТ и высокими статическими напряжениями растяжения от внутреннего давления, особенно в зонах концентрации напряжений. Следовательно, термическая усталость металла вместе с ползучестью при- [c.19]

Рис. 62. Трещины коррозионно-термической усталости при одновременном действии внутреннего давления а — наружная поверхность 6 — внутренняя поверхность

Корпус турбины имеет сложную форму с каналами для прохождения пара, поэтому для его изготовления необходимы материалы с хорошими литейными свойствами и свариваемостью. Корпус подвергается воздействию внутреннего давления высокотемпературного пара, также следует учитывать возможность термических скачков деформации и термической усталости из-за напряжений, возникающих при пуске и остановке турбины. [c.28]

Испытания на усталость выполняют при следующих схемах нагружения чистый изгиб при вращении то же, в одной плоскости поперечный изгиб при вращении то же, в одной плоскости растяжение — сжатие переменное кручение внутреннее давление. Кроме того, проводят испытания при комбинированных видах [c.227]

Испытания при циклических нагрузках выполняют при следующих схемах нагружения чистый изгиб при вращении то же в одной плоскости растяжение—сжатие переменное кручение пульсирующее внутреннее давление, а также комбинированное нагружение (изгиб с растяжением или кручением, растяжение с кручением и т. д.). Наряду с многоцикловыми испытаниями, выполняют испытания при контактном нагружении, а также испытания на малоцикловую, высокочастотную, ударную, термическую, термо-меха-ническую и коррозионно-механическую усталость. [c.310]

В связи с этим особое значение приобретают испытания на усталость образцов, по возможности избавленных от случайных дефектов, в которых создается однородное сложное напряженное состояние. Эти испытания можно, например, осуществить на тонкостенных трубчатых образцах, подвергаемых периодическому растяжению — сжатию совместно с кручением и растяжением внутренним давлением. К сожалению, в настоящее время систематические исследования усталости в сложном напряженном состоянии не развернуты достаточно широко. Имеющиеся [c.310]

Напряжения, развивающиеся в коллекторах пароперегревателя при останове и пуске котла, можно разделить на напряжения от внутреннего давления, компенсационных усилий пароперепускных труб и термические напряжения от теплового удара, радиальной разности температур в стенке и разности температур между нижними и верхними образующими коллекторов. Суммарные напряжения на внутренней поверхности стенки коллектора можно оценить аналитически в соответствии с рекомендациями и указаниями 11.3 и на основании анализа малоцикловой усталости слабых мест определить допустимую скорость прогрева коллектора, обеспечивающую надежный режим пуска котла или условия вывода его в резерв. [c.267]

В связи с необходимостью получения характеристик усталости материала в различных напряженных состояниях — при кручении для определения предела выносливости т ь при сложном напряженном состоянии (одновременном кручении и изгибе, действии внутреннего давления и др.) проводятся соответствующие испытания и обосновываются условия (критерии) усталостного разрушения при сложном напряженном состоянии (плоском и объемном) [11]. [c.75]

Отсюда следует, что левый верхний участок кривой Веллера не всегда можно использовать для характеристики малоцикловой усталости того или иного материала. Если условия службы деталей и узлов таковы, что они испытывают сравнительно редкие перегрузки (например, маневренные перегрузки или перегрузки от порывов ветра в самолетных конструкциях, повторные нагрузки, связанные с суточными изменениями температуры в корпусах, находящихся под внутренним давлением и т. д.), то сопротивление малоцикловой усталости следует оценивать при низкочастотных испытаниях. В связи с этим в отечественной литературе [14, 16], наряду с термином малоцикловая усталость , можно встретить термины статическая выносливость и прочность при повторных статических нагрузках — термины, отражающие специфические особенности процесса уставания, связанные с малой скоростью изменения повторной нагрузки. [c.84]

При плоско-напряженном состоянии сопротивление усталости обычно изучают в условиях одновременного действия изгиба и кручения, или растяжения — сжатия и кручения с одинаковой частотой и фазой нормальных и касательных напряжений. Результаты испытаний при одновременном действии изгиба и кручения с амплитудами напряжений и Тц представляют в относительных координатах и При испытании на изгиб и кручение главные напряжения имеют разные знаки. Для проведения испытаний с одинаковыми знаками главных напряжений применяют трубчатые образцы, которые нагружают переменным растяжением —сжатием и пульсирующим внутренним давлением. [c.142]

Повышенное- внутреннее давление. Такое давление вызывает большую нагрузку каркаса, в результате чего ускоряется процесс усталости корда, который впоследствии приводит к разрыву каркаса, а следовательно, к уменьшению пробега шин (рис. 11.9, а). Особенно это сказывается при наезде на препятствие, когда возникает концентрация напряжений на небольших участках шины и происходит крестообразный разрыв каркаса. [c.323]

Факторы, влияющие на сопротивление термической усталости. Статическая нагрузка. Термоциклическое воздействие на детали обычно сочетается с постоянной нагрузкой в дисках и лопатках турбин — от центробежных сил, в паропровода-х — от внутреннего давления и т. д. Как и при обычной усталости, статическая нагрузка может значительно уменьшить время до разрушения детали. [c.79]

При изготовлении газовых баллонов большое внимание уделяют надежности и безопасной эксплуатации. Проводят выборочные испытания на усталость с изменением внутреннего давления от 2 до 20 МПа и при базовом числе нагружений 20 000 (эти величины соответствуют удвоенному числу заправок на протяжении 30 лет эксплуатации). [c.102]

Через трубы, помещенные в специальную теплоизолированную камеру, пропускали пар давлением 100 кгс/см . Охлаждали конструкцию водой, подаваемой на всю внутреннюю поверхность узла. После проведения 100 циклов нагревов до 595° С и охлаждений до 65° С (общая длительность 2800 ч при максимальных перепадах температур по стенке трубы при нагреве 45° С и охлаждении 130° С) трещин термической усталости обнаружено не было. [c.28]

Заметим, что поверхностные трещины образуются, как правило, на внутренней поБерхности трубы под действием усталости или коррозии. Иногда пытаются несколько уточнить расчет, приняв во внимание непосредственное давление газа или жидкости на берегах трещины, для этого в (101) нужно подставлять не pR/h, а p i+Rjh). Существенно ли это — зависит от величины R/h но обычно для тонкостенных сосудов она превышает 10,. и данная поправка не принципиальна. [c.204]

Наличие кривизны в пластине, нагружаемой внутренним давлением, (имитация условий сосуда под давлением), не нарушает указанных выше закономерностей развития сквозных трещин [76]. Сопоставление СРТ в сферическом образце и в плоской пластине относительно одинаковой расчетной величины Kgff применительно к алюминиевым сплавам Д16Т и В95пчТ показало, что им соответствует одинаковое значение СРТ. Существенно, что диапазон скоростей роста трещин в этих исследованиях находился выше 2,7-10 м/цикл, т. е. отвечал области малоцикловой усталости. [c.312]

Разрушение от знакопеременных термоциклических нагру-, зок — термическая усталость —наблюдается в чистом виде лишь, в тех деталях, которые нагружены незначительной дополнительной механической нагрузкой (двухопорные сопловые лопатки газотурбинных установок, ковши для разлива металла, тормозные элементы колес и т. п.). Повреждающее действие этого вида нагружения в значительно большей мере проявляется в сочетании с внутренним давлением (котлы и трубопроводы энергетического оборудования), центробежными усилиями и вибронагрузками (рабочие лопатки газотурбинных установок), внешними нагрузками (валки прокатных станов) и другими видами усилий. При этом термоциклическое повреждение поверхностных слоев деталей обычно является причиной возникновения первых очагов разрушения, инициирующих дальнейшее развитие трещин от действия статических или циклических усилий. [c.3]

Вейцман Р. И. О прочности труб, находящихся под воздействием внутреннего давления и переменных термических нагрузок в пластической области. В сб. Вопросы механической усталости . М., Машиностроение [c.248]

В рассматриваемом случае кривые статической усталости строились по результатам испытаний на одновременное растяжение и внутреннее давление тонкостенных труб в координатах интенсивность истинных напряжений — логарифм времени до разрушения [58, 601. Результаты статистической обработки этих данных приведены в табл. 4.2. Величина О может в случае ПЭВП [c.111]

В табл. 4.3 показаны результаты экспериментальной проверки по данным испытаний упомянутых трубчатых образцов ПЭВП и ПТФЭ при различных нестационарных режимах нагружения осевой растягивающей силой и внутренним давлением. Так как в данном случае вместо кривой статической усталости для линейного напряженного состояния имелись соответствующие кривые в координатах Oi — Ig I при данных [ij, то ординаты этих кривых и вносились непосредственно в формулу (4.16). Наряду с расчетной величиной П, найденной для момента фактического разрушения с использованием данных табл. 4.2, в последней колонке таблицы приведены значения меры повреждений согласно формуле Бейли (3.2). Эта величина обозначена через Пб- Как видно из таблицы, величина П всегда близка к единице, в то время, как величина Пб существенно отклоняется от единицы в сторону больших или меньших значений. Отметим, что в трех последних опытах нагружение было непропорциональным и, тем не менее, уравнение (4.15) оказалось вполне достаточным для прогнозирования процесса повреждений. [c.113]

А. В. Ратнером 1[Л. 148] высказывалось предположение, что колебания температур в трубах при изменении нагрузки котла, пусках и остановах совместно с напряжениями от внутреннего давления могут привести к разрушению труб от тепловой усталости. В этой же работе приводится м толн а расчета для указанного случая. Однако в наиболее теплонапряженной нижней радиационной части уже работающих мазутных и газомазутных котельных агрегатов при времени эксплуатации до 25 тыс. ч на головных котлах пока не наблюдалось ни одного случая разрушения от тепловой усталости. [c.380]

Испытанию при жестком нагружении подвергались трубчатые образцы с повышенным внутренним давлением 3.9 МПа на трех уровнях деформации с частотой 2 цикла в минуту. За критерием разрушения принимали появление сквозной трещины длиной 1-2 мм, приводящей к падению давления внутри образца. Зависимости деформации - число циклов до разрушения подчиняется уравнению Коффина-Менсона 8 N = С, хотя показатель степени а различен для каждого конкретного случая. Показано, что концентрированные растворы щелочи (15 30 % NaOH) и хлоридов ( 3-30 % Na l и 42 % Mg I2) при повышенной (до 230 С) температурах значительно (в 3-17 раз) снижает долговечность сталей в упругопластической области. Установлена взаимосвязь процессов коррозионного растрескивания и малоцикловой усталости стали 1Х18П10Т в горячем 42 % растворе Mg I2. [c.98]

В большинстве случаев можно считать, что статическая прочность компенсаторов зависит, в основном, от внутреннего давления, а разрушение от усталости определяется переменными смещениями его концов, вызванными изменением температуры в процессе работы. Влияние давления на усталость при этом не существенно. В то же время в некоторых случаях доля деформаций от давления в местах максимальных деформаций сопоставима с долей дефорйаций -от смеще 1ий, и при переменном давлении нужно проводить расчет на усталость с учетом этого давления. Следует также иметь в виду, что несущая способность компенсаторов может определяться потерей устойчивости оболочки, но этот вопрос здесь не рассматривается. [c.397]

По данным УралВТИ при испытаниях гибов труб из стали 20 и 12Х1МФ на усталость с нагружением внутренним давлением водой в случае свободного доступа кислорода к внутренней поверхности количество циклов до разрушения снижается на порядок по сравнению с испытаниями без доступа кислорода. Разрушения гибов при этих испытаниях происходят с внутренней стороны по нейтральным волокнам, как и разрушения водоопускных труб, наблюдаемые в эксплуатации. [c.195]

До сих пор нами обсуждались закономерности мало- и многоцикловой усталости при одноосном нагружении. В работе [388] исследованы крестообразные образцы из ферритной и аус-тенитной сталей при двухосном напряженном состоянии. Авторы работ [317, 437] подвергали тонкостенные трубы из алюминиевого сплава внутреннему и внешнему давлению, а также осевому нагружению. Наилучшее соответствие экспериментальным данным было получено при использовании в качестве критериальной величины интенсивности размаха пластической деформации ДеР. В этом случае зависимость Мэнсона—Коффина представлялась в виде [c.130]

При высоких скоростях и давлениях (до р = 30 МПа и, в частности, при переменных нагрузках, характерных для двигателей внутреннего сгорания, применяют свинцовую бронзу БрС-30, обладающую повышенным по сравнению с высокооловянными баббитами сопротивлением усталости. Свинцовая бронза предъявляет гораздо более высокие, чем баббиты, требования к твердости цапф (обязательна закалка) и к шероховатости поверхностей цап(() и вкладышей, а также К смазочным маслам, так как окисленные масла вызывают коррозию. [c.378]

Однако в реальных условиях магистральные нефтепроводы и их сварные узлы испытывают действие как статических, так и малоцикловых (повторно-статических) нагрузок от колебаний давления нефти (за сутки может наблюдаться несколько циклов), температуры и других силовых воздействий при одновременном действии коррозионной среды (внутренней или внешней), приводящих в совокупности к коррозионной усталости металла. Раздель- [c.221]

Если нецвсредственно после деформации металла или сплава в горячем евстоянии охлаждение производить очень быстро, то удается зафиксировать структуру пере-кристаллизованного или частично перекристаллизованного сплава, который имеет зерно с внутренней фрагментацией и полигонизацией, а также иное состояние границ зерен (зубчатое строение). Если сплав в этом состоянии подвергнуть только старению, исключив общепринятую высокотемпературную закалку на твердый раствор, то он будет обладать более высокими механическими свойствами при комнатной и повышенных температурах, но худшей жаропрочностью при высоких температурах. Такого рода комплекс операций называют высокотемпературной термомеханической обработкой. Сплав, имеющий структуру нерекристаллизованного аустенита, зафиксированного после горячей обработки давлением путем быстрого охлаждения, и подвергнутый старению, имеет лучшее сочетание прочности, пластичности, ударной вязкости и сопротивления усталости [35, 36]. [c.228]

На одном из котлов 1ПК-41 были обнаружены трещины от тепловой усталости на паропроводе горячей нитки промежуточного перегрева в месте выхода дренажной трубы. Паропровод изготовлен из труб диаметром 426X17 мм из стали 12Х1МФ и эксплуатировался при температуре 565° С. Трещины были обнаружены после 8 тыс. ч эксплуатации. Как выяснилось, дренажные линии главного паропровода и паропровода промежуточного перегрева имели связи. Давление в главном паропроводе 240—250 ат, в паропроводе промежуточного пара— 38—40 ат. При некоторых режимах работы котла относительно холодная дренажная вода попадала в паропровод промперегрева и вызывала периодическое охлаждение его стенки. При осмотре внутренней поверхности на стенке паропровода было обнаружено пятно солей белого цвета, вытянутое по ходу пара. Дренажная вода, попадая в перегретый пар, быстро испарялась, а соли, содержавшиеся в ней, отлагались на стенке. [c.100]

Трещины, вызванные тепловой усталостью, начинаются на внутренней поверхности труб. Они распространяются обычно по кольцу в поперечном сечении трубы. Такие трещины возникали в прямоточных котлах высокого давления из-за пульсации расхода по параллельным змеевикам. При сверхкрЕТнческих параметрах вероятность Т1ульсации значительро менв , [c.380]

Повреждения трубных элементов поверхностей нагрева являются, как правило, следствием дефектов производства труб металлургического происхождения — плены, закаты, трещины и др. дефектов термической обработки — не-рекомендованной структуры перлитных сталей, мелкого зерна аустенитных сталей и др. коррозии и окалинообра-зования на наружной и внутренней поверхностях труб эрозии труб от абразивного износа, пара из обдувочных аппаратов и мазутных форсунок, ударного действия дроби (наклепа) и воздействия виброочистки тепловой усталости металла перегрева труб выше расчетной температуры ползучести металла труб нарушения условий эксплуатации, предусмотренных проектом (превышения давления, температуры, нарушения режима питания котла водой, циркуля- [c.95]

Толстостенный цилиндрический сосуд высокого давления, закрытый на обоих концах, должен иметь внутренний диаметр, равный 3,00 дюймам. Сосуд будет изготовлен из стали со следующими характеристиками 5д=250 ООО фунт/ дюйм , Sypi=200 ООО фунт/дюйм , Syp =200 ООО фунт/дюйм , S = 100 ООО фунт/ дюйм, удлинение равно 4% на базе 2 дюйма. Сосуд будет ежеминутно в течение 10 лет нагружаться давлением, меняющимся от О до 15 000 фунт/дюйм. Приняв коэффициент безопасности равным 1,5, определите наружный диаметр в соответствии с результатами исследования усталости при многоосном напряженном состоянии (а) по гипотезе удельной энергии формоизменения (Ь) по гипотезе максимального нормального напряжения. [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...