Способ оценки остаточного ресурса по изменению потери пластичности конструкционной стали

Изобретение относится к области прогнозирования остаточного ресурса резервуаров и магистральных газопроводов, эксплуатирующихся в условиях Крайнего Севера с применением способов неразрушающего контроля. Сущность: осуществляют 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 и определяется остаточный ресурс конструкции. Технический результат: возможность учитывать как условия эксплуатации металлоконструкций, так и происходящие при этом изменения структуры и свойств металла. 1 ил.

 

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 Пи за все время эксплуатации Тэ (лет);

- после измерений твердости металла устанавливается фактическая потеря пластичности Пф;

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

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

- определяется остаточный ресурс конструкции Тост.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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения характеристик буровой скважины для проведения операции бурения. Заявлены способы и системы для сбора, получения и отображения индекса азимутальной хрупкости буровой скважины.

Изобретение относится к области строительства, в частности к испытанию строительных материалов на прочность при растяжении и сжатии, и может быть использовано для определения параметров деформирования бетона при статическом и динамическом приложении нагрузки.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к области инженерных изысканий, и может быть использовано для определения напряженно-деформированного состояния пород, а именно определения стадии развития деформационных процессов в массиве материала (в горном массиве, грунтов под инженерным сооружением и т.п.).

Изобретение относится к методикам оценки остаточного ресурса металла труб эксплуатируемого магистрального трубопровода. Сущность: осуществляют установление текущего срока эксплуатации трубопроводов, вырезку образцов для проведения циклических испытаний, испытаний образцов на усталость, измерение твердости поверхности металла.

Изобретение относится к методикам оценки ресурса металла трубопроводов, корпусов сосудов и технологических аппаратов, а также их конструктивных элементов - входных и выходных патрубков, штуцеров и пр.

Изобретение относится к области обеспечения надежности и безопасности технических устройств, преимущественно тонкостенных конструкций, в частности сосудов и аппаратов, применяемых для сетей газораспределения, а именно цельносварных шаровых кранов, проведением ресурсно-прочностных исследований и обследования технического состояния средствами неразрушающего контроля.

Устройство предназначено для высокотемпературного испытания металлов и сплавов в вакууме или газовой среде. Устройство содержит герметизированную разъемную камеру, состоящую из верхней и нижней частей, скрепленных между собой фланцевым соединением, тигель с размещенным в нем испытуемым образцом из металла или сплава, трубопроводы для откачки воздуха из камеры и подачи в нее газа, измеритель температуры, индукционный нагреватель.

Изобретение относится к инженерно-геологическим исследованиям грунтов, в частности к экспресс-методам определения удельного сцепления грунтов. Способ определения удельного сцепления грунтов заключается в том, что на образец грунта наносится 6 капель смачивающей жидкости с известными значениями поверхностного натяжения.

Изобретение относится к технике определения разрушения металлической пластины, детали, сформированной из металлической пластины (листа), и конструкции, сформированной из металлической пластины, и подобного при моделировании столкновения для автомобиля, моделировании штамповки детали или подобного.

Изобретение относится к области моделирования автомобильных аварий. Сущность: максимальные значения допустимой нагрузки сваренной части в соответствующих режимах разрушения из нагрузочного разрушения, моментного разрушения и внутреннего разрушения ядра сварной точки находятся на основе, по меньшей мере, одного из толщины t листа, прочности TS на растяжение, удлинения Еl и химического состава части ядра сварной точки в каждом из точечно сваренных стальных листов, диаметра d ядра сварной точки сваренной части, эффективной ширины В сваренной части, определенной посредством расстояния между смежными сваренными частями, ребрами или линиями хребта, и высоты Н в сечении.

Изобретение относится к способам установления возможности термического совмещения различных конструкционных сталей в плакированных изделиях и может найти применение на предприятиях энергетической отрасли, в проектных и научно-исследовательских организациях при проектировании и изготовлении энергетического оборудования. Для обеспечения совместимости конструкционных сталей плакированного изделия способ включает подготовку эталонов из каждой стали, проведение их термоциклирования, по результатам которого вычисляют остаточные напряжения первого рода после соответствующих температур термоциклирования. Определяют зависимости остаточных напряжений первого рода от температуры термоциклирования для каждого эталона и предел прочности σв для каждой рассматриваемой стали. Сравнивают модуль разности остаточных напряжений первого рода эталонов при рабочей температуре изделия с наименьшим из значений предела прочности σв при этой же температуре. По результатам определяют термическую совместимость конструкционных сталей, используемых в плакированном изделии, для которых модуль разности остаточных напряжений первого рода при температуре термоциклирования эталонов должен быть меньше наименьшего из значений пределов прочности σв. 2 ил., 4 табл., 3 пр.

Изобретение относится к методам испытания металлов, в частности к методам определения толщины наклепанного слоя металлических деталей, и может быть применено в дробеструйной обработке рабочих поверхностей. Сущность: осуществляют поверхностное пластическое деформирование до получения остаточного отпечатка, измерение диаметра остаточного отпечатка на поверхности детали и определение расчетным путем толщины упрочненного дробеструйной обработкой поверхностного слоя. Перед проведением дробеструйной обработки определяют исходную твердость материала детали по методу Бринелля, измеряют плотность материала дроби, а также рассчитывают скорость дроби в момент удара, исходя из которых определяют толщину упрочненного дробеструйной обработкой поверхностного слоя, измеряя диаметр шара (дроби) D, плотность материала ρ и скорость шаров в момент удара V, а также статическую твердость обрабатываемой поверхности HB. Рассчитывают толщину упрочненного наклепом поверхностного слоя по формуле. Технический результат: снижение времени определения толщины наклепанного слоя за счет уменьшения количества измеряемых параметров.

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно - к ледовым опытовым бассейнам для проведения испытаний моделей судов и инженерных сооружений, касается вопроса определения прочности льда в ледовом опытовом бассейне. Способ определения прочности льда в ледовом опытовом бассейне включает измерение средней солености льда и средней температуры льда по его толщине и определение прочностных свойств льда на изгиб методом разрушения консольных балок льда на плаву. При этом предварительно в выбранном опытовом ледовом бассейне намораживают моделированные ледяные покровы, имеющие различную среднюю температуру, среднюю соленость и структуру, в которых затем проводят эксперименты по упомянутому определению прочности льда путем разрушения консольных балок льда на плаву с измерением средней солености льда S и средней температуры t по его толщине, в результате которых получают данные о прочности льда σ в виде зависимости σ=f(S,t), и структуры льда для выбранного опытового бассейна. А перед проведением модельных испытаний перед каждым экспериментом с буксируемыми моделями измеряют в ледовом опытовом бассейне среднюю соленость льда и температуру приледного слоя воды, которые вводят в бортовой компьютер. После чего, в процессе проведения испытаний с буксируемыми моделями, в темпе ведения эксперимента определяют температуру поверхности льда непосредственно перед буксируемой моделью на расстоянии, равном не менее восьми толщинам ледового покрова опытового бассейна перед буксируемой моделью в полосе шириной в 1,1-1,2 ширины испытуемой модели с помощью измерительного тепловизора, сканирующего поверхность льда в указанной полосе, значения которой постоянно регистрируют на бортовом компьютере, который на основе полученных данных вычисляют среднюю температуру льда по формуле: где tпов. - температура поверхности льда, tприл. - температура приледного слоя воды. С использованием полученных результатов измерений характеристик льда и результатов расчета компьютера и с применением ранее полученной зависимости σ=f(S,t), после обработки на компьютере, получают в процессе буксировки модели информацию о прочности льда вдоль полосы буксировки. Техническим результатом является повышение точности и достоверности результатов модельного эксперимента при одновременном повышении эффективности использования ледового поля для проведения в нем указанных экспериментов, что их выгодно отличает от прототипов. 2 ил.

Группа изобретений относится к области строительства, в частности к испытаниям бетона монолитных вертикальных строительных конструкций методом отрыва со скалыванием. Представлен способ испытания прочности бетона монолитных строительных конструкций путем отрыва со скалыванием силовым устройством куска бетона монолитных строительных конструкций посредством анкерного приспособления и измерение прилагаемой силы отрыва, причем анкерное приспособление, закрепленное на трубке, предварительно устанавливают при монтаже опалубки монолитных строительных конструкций в зоне расположения тяжей, соединяющих щиты опалубки. Также описано анкерное приспособление для испытания прочности бетона монолитных строительных конструкций. Достигается снижение трудоемкости и повышение точности результатов испытаний. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для прогнозирования остаточного ресурса деталей и элементов конструкций с помощью рентгенографического контроля на этапе их изготовления и эксплуатации в различных областях промышленности и техники, например машиностроении. Способ осуществляется следующим образом. Определяют методом рентгеновской дифрактометрии остаточные напряжения в контролируемых зонах новой и эксплуатируемой металлической детали, выбранные на линии пересечения поверхности металлической детали двумя ортогональными плоскостями сечения. Время эксплуатации новой, не эксплуатировавшейся металлической детали τэксп.=0, время эксплуатации эксплуатируемой металлической детали τэксп.ТС, соответствующим регламенту определения технического состояния узла. Определяют стандартное отклонение (СО) остаточных напряжений для новой и эксплуатируемой металлических деталей. Для новой металлической детали стандартному отклонению присваивают значение СО0, а для эксплуатировавшейся металлической детали стандартному отклонению - значение СОэ. Устанавливают предельно допустимый порог стандартного отклонения как удвоенную величину стандартного отклонения 2СО0 остаточных напряжений на поверхности новой металлической детали. По двум характерным значениям стандартного отклонения СО0, соответствующего времени эксплуатации τэксп.=0 и СОэ, соответствующего времени эксплуатации τэксп.ТС, определяют линейную зависимость изменения стандартного отклонения от времени эксплуатации с углом наклона к оси абсцисс α, затем определяют время эксплуатации металлической детали τэксп.р, соответствующее точке пересечения линейной зависимости с линией предельно допустимого порога стандартного отклонения [СО]. Остаточный ресурс Р0 контролируемой металлической детали вычисляют как разность времени эксплуатации до предельно допустимого порога стандартного отклонения и времени эксплуатации контролируемой металлической детали до плановой оценки ее технического состояния Р0=τэксп.р-τэксп.ТС. 4 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области диагностики транспортных средств и отдельных его узлов и предназначено для оценки остаточного и отработанного ресурса узлов. Способ технической диагностики и оценки остаточного и отработанного ресурса узлов транспортных средств заключается в установке на контролируемый узел тензодатчика, акселерометра, датчиков температуры и акустической эмиссии, подаче сигналов с указанных датчиков на вход нейронной сети, определяющей текущий уровень нагрузки на узел, расчете показателя информационной энтропии и определении остаточного ресурса узла на основании известного показателя информационной энтропии, а также полученных данных об уровне нагрузки на узел. Технический результат изобретения заключается в возможности оценки остаточного ресурса узлов транспортных средств с учетом нагрузок на узел, как текущих, так и в процессе эксплуатации, а также в увеличении надежности результатов диагностики. 3 ил.

Изобретение относится к области физики материального контактного взаимодействия. Технический результат - установление границ поверхностного и внутреннего трещинообразования структурированной и нарушенной материальной среды под возрастающей нагрузкой в естественных условиях и под водой. Отличительной особенностью способа определения давления поверхностного и внутреннего трещинообразования массива структурированной материальной среды является определение таких параметров, как угол внутреннего трения, удельное сцепление, удельный вес для структурированной и нарушенной среды, и дальнейшее использование указанных параметров в аналитически установленных математических зависимостях, устанавливающих границы поверхностного и внутреннего трещинообразования структурированной и нарушенной материальной среды под возрастающей нагрузкой в естественных условиях и под водой. 10 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам проведения геомеханических испытаний. Способ включает бурение скважины, внедрение в испытываемый грунт лопастей крыльчатки, создание в испытываемом грунте радиальных сжимающих напряжений, постоянных в течение опыта, приложение к лопастям крыльчатки ступенчато-возрастающего крутящего момента, фиксацию максимального крутящего момента, вызывающего предельные сдвиговые касательные окружные напряжения, повторение опыта на аналогичном участке при другом уровне сжимающих радиальных напряжений и определение по парам значений сжимающих и сдвигающих напряжений параметров прочности грунта - угла внутреннего трения и удельного сцепления, причем испытание производится в извлеченном из скважины керне, при этом радиальные сжимающие напряжения создаются путем обжатия боковой поверхности керна, а лопастная крыльчатка внедряется по центру испытываемого керна. Достигается расширение диапазона измеряемых параметров, повышение точности определения и ускорение испытаний. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области прогнозирования остаточного ресурса резервуаров и магистральных газопроводов, эксплуатирующихся в условиях Крайнего Севера с применением способов неразрушающего контроля. Сущность: осуществляют 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 и определяется остаточный ресурс конструкции. Технический результат: возможность учитывать как условия эксплуатации металлоконструкций, так и происходящие при этом изменения структуры и свойств металла. 1 ил.

Наверх