Тепловые сети. Современные практические решения - Материалы конференции

Третья научно-практическая конференцияСписок использованной ЛИТЕРАТУРЫМОДЕЛИРОВАНИЕ влияния периодических гидроиспытаний на изменение механических свойств и сопротивления разрушению металла труб и построение кинетических закономерностей этих изменений в зависимости от степени коррозионной поврежденности для наиболее типичных марок сталей, используемых в тепловых сетях Как показали исследования состояние металла труб после длительной эксплуатации, стандартные механические свойства металла труб практически не изменяются в процессе эксплуатации [1. Причем снижение характеристик сопротивления разрушению металла труб зависит от уровня напряжений в стенке трубы, обусловленных величиной рабочего давления [4].Для исследования влияния последствий гидравлических испытаний на состояние металла труб отбирались фрагменты по площади поверхности труб размером от 0,3 до 0,5 м2 Из фрагментов труб изготавливаются образцы для следующих исследований и испытаний: · определение химического состава стали (размеры 20х30 мм); Количественный спектральный анализ образцов, вырезанных из труб, проводится на приборе SPEKTRO "LAB S" производства Германии. Испытание на растяжение проводятся в соответствии с требованиями ГОСТ 1497 на разрывной машине "ИНСТРОН" при скорости деформации 1,3х10-3 с-1 с записью диаграммы нагрузка - деформация, из которой определяются временное сопротивление (sв), предел текучести (s0,2) и предел пропорциональности (sпц). Испытания для определения ударной вязкости проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 9454 на образцах с надрезом типа 3 и 13. Для оценки сопротивления разрушению металла труб проводили испытания на статический изгиб образцов размером (5х10х55 мм) с острым надрезом.Москве при моделировании считаем, что гидравлические испытания проводятся при постоянном давлении 26 кгс/см2 в течение 30 мин, после чего давление снижается до 6 кгс/см2 для прямого трубопровода и до 1,5 кгс/см2 для обратного. Нагружение образцов металла труб в воде при температуре 20-30°С по программе, соответствующей параметрам гидравлических испытаний с учетом рассчитанных напряжений, возникающих в стенке трубы, подъеме и снятии испытательного давления, а также изменения толщины стенки трубы в процессе коррозии. Определение и сравнительный анализ уровня механических свойств, ударной вязкости и параметров сопротивления разрушению до и после испытаний, моделирующих гидравлические испытания труб. Содержание углерода изменяется от 0,046% для стали Х65 до 0,21 для стали 20. Ударная вязкость стали Х65 и 10Г2ФБ при низких температурах (от-20 до-600С) составляет 365-371 Дж/см2 (Х65) и 135 Дж/см2 (10Г2ФБ), тогда как для сталей 17Г1С-У и 13Г1С-У при 00С ударная вязкость составляет 75-123 Дж/см2.Для исследования влияния периодических гидроиспытаний на сопротивление разрушению металла труб тепловых сетей была разработана методика моделирования гидроиспытаний и теплового воздействия горячей воды. Напряжение при моделирующих испытаниях образцов с надрезом выбирали из расчета коэффициента концентрации напряжений в надрезе по формуле: KQ= где L - половина расстояния между опорами; Периодичность испытаний для образцов моделирующих полную толщину стенки трубы выбирали такую же как при растяжении: 10, 20 и 30 циклов. Оценка напряжений в стенке трубы с учетом только изменения толщины проводили по указанному выше соотношению между внутренним давлением Р, радиусом трубы R и толщины стенки трубы d: s = PR/d . Как было показано ранее [5, 6], периодические нагружения до напряжений, соответствующих испытательному давлению, практически не оказывают влияние на механические свойства при растяжении металла труб из углеродистой стали 20.В связи с тем, что основное влияние периодического нагружения до испытательного давления оказывают на сопротивление зарождению трещины, то для построения кинетических зависимостей деградации свойств трубных сталей разных марок основным критерием приняли величину относительного снижения работы зарождения трещины: DАЗ/Аз = (Азисх - Азі )/ Азисх , где Азисх - работа зарождения трещины в исходном состоянии; Кроме того, поскольку основное влияние периодических испытаний на изменение сопротивления разрушению происходит за первые 10 циклов нагружения, то для построения вышеуказанных кинетических зависимостей ограничились 10-15 циклами нагружения. В результате построены кинетические зависимости степени снижения работы зарождения трещины DАЗ/Аз от числа циклов нагружений, которые представлены на рис. Если для полной толщины стенки сталь 10Г2ФБ близка к стали 13Г1СУ и ст.10, 20, то для уменьшенной в 2 раза толщины стенки трубы различие в кинетике более существенно. Рисунок 9 - Кинетические диаграммы сопротивления зарождению трещины для микролегированных сталей Х65 и 10Г2ФБ. проанализировать изменение DАЗ/Аз от содержания углерода в стали.

Содержание

Введение

1. Материалы и методы исследования

2. Методика моделирования гидравлических испытаний

3. Методика расчета скорости коррозии

4. Построение кинетических зависимостей

5. Исследование причин снижения сопротивления разрушению металла труб в результате периодических гидравлических испытаний

Заключение

Список использованной литературы