Остаточные напряжения
обеспечение надежности технологического процесса и управления производством;
Обеспечение надежности технологического процесса и управления производством. Вопрос надежности работы предприятий тесно связан с общей устойчивостью технологического процесса. Исходный продукт (.сырье) должен пройти целый ряд последовательно связанных между собой операций, прежде чем он превратится в готовую продукцию. Выход из строя какого-либо оборудования в этой цепи операций влечет за собой, как правило, общую остановку производства. С другой стороны, почти на всех ступенях технологического процесса используется много однообразного оборудования. Кроме того, производство часто ведется по нескольким технологическим линиям, что создает возможность маневрировать оборудованием. Иногда можно пойти на временное исключение некоторых менее важных операций из технологического процесса, а освободивщееся оборудование использовать на других операциях и технологических линиях. Исключение некоторых операций может повлечь за собой снижение качества продукции или повышенный расход материалов, но выпуск продукции все же будет обеспечен.
Обеспечение надежности систем защиты представляет собой достаточно сложную задачу. Непрерывное повышение требований к системам защиты, обусловленное тенденцией возрастания «цены отказа», приводит к необходимости использовать более совершенные технические устройства, что усложняет структуру систем защиты и увеличивает число комплектующих устройств.
Для систем защиты потенциально опасных процессов химической технологии, комплектуемых из готовых и серийно выпускаемых технических устройств, обеспечение надежности достигается качественной сборкой при изготовлении АСЗ и контролем за правильностью функционирования всех комплектующих элементов .
Задача программы — обеспечение надежности изготовляемых специально для данной АСЗ технических устройств, поэтому участие проектировщика системы защиты в разработке программы — необходимое условие успешной ее реализации.
Программа обеспечения надежности системы защиты на этапе эксплуатации является не только завершающей, но и главнейшей частью общей программы. Системы защиты относятся к категории технических устройств, обладающих высоким уровнем надежности. Оценка уровня и обеспечение надежности системы защиты, комплектующие устройства которой могут проектироваться и изготовляться на предприятиях, подчиняющихся различным министерствам, требуют строгой регламентации, а также согласования между разработчиками, изготовителями и потребителями.
Непременным условием является обеспечение надежности, а также исключение опасности при эксплуатации в пределах, установленных технической документацией. Нарушение надежности может возникнуть в результате воздействия влажности, солнечной радиации, механических колебаний, перепада давлений и температур, агрессивных веществ, ветровых нагрузок, обледенения и т. п.
1.1.8. Предприятие, организация несут полную ответственность за обеспечение надежности и безопасности объекта на стадиях его создания, эксплуатации, консервации и ликвидации.
Опасности при эксплуатации газопроводов связаны с возможностью их разрушений, в основном, вследствие коррозионного износа. Обеспечение надежности функционирования газопроводов представляется особенно важным для больших городов, поскольку плотность заглубленных в грунт трубопроводов в них особенно велика. Ниже приведены данные по эксплуатации газового хозяйства Москвы. Учитывая, что современные повышенные требования к качеству монтажа и противокоррозионной изоляции газопроводов, а также контролю качества сварных работ стали осуществляться лишь примерно с 1955 года, анализировались лишь статистические данные повреждаемости газопроводов с 1956 г.
При проектировании расчетное обеспечение прочности основано на методах строительной механики, теориях упругости и пластичности, а также динамики сооружений и теории колебаний /83, 96, 97, 192, 383, 384/. Обеспечение надежности и долговечности нагруженных металлоконструкций решают методами механики разрушения на основе теории трещин, моделей вязких (деформационных) и хрупких (малодеформационных) разрушений /31, 326, 368, 369, 382/.
Весьма сложным представляется обеспечение надежности АС в связи с вероятностью особых воздействий. К их числу относятся: ураганные ветры и удары летящих предметов; ударно-волновые и температурные нагрузки при промышленных или аварийных взрывах и близких пожарах; ударная нагрузка от падающего самолета при авиакатастрофе; ударно-взрывные нагрузки и действие осколков при диверсионных актах и др.
При изготовлении контейнеров и сборников для хранения и транспортировки сжиженных газов необходимо строго соблюдать действующие правила; нельзя допускать пересечение сварных швов, так как в этом случае создаются объемные остаточные напряжения, которые могут привести к разрушению сосуда. Следует избегать излишних ребер жесткости, косынок, поскольку в местах их приварки создаются дополнительные напряжения. При эксплуатации и перевозке должна полностью исключаться возможность попадания солнечных лучей на поверхность контейнера, так как в этих условиях создается опасность повышения давления до недопустимых пределов.
Как установила комиссия, аварии способствовали следующие обстоятельства. Механические напряжения вблизи лаза были более высокими, чем на остальных участках сферы, что обусловлено наличием отверстия. Остаточные напряжения, близкие к пределу текучести, на этом участке были вызваны сжатием большого коли-
Контейнер для сжиженного хлора представлял собой сварной стальной сосуд объемом 830 м, состоящий из одной обечайки (диаметр 820 мм, длина 1285, толщина стенки 10 мм) и двух сферических днищ. Основной причиной аварии было резкое увеличение давления внутри контейнера под воздействием прямых солнечных лучей. Разрыв произошел по продольному сварному шву цилиндрической части. В день аварии емкость в течение 5 ч находилась под воздействием солнечных лучей (температура в тени была 23 °С, облака и ветер отсутствовали). При таких условиях в момент аварии давление в контейнере почти в 2 раза превышало расчетное давление разрыва сосуда. Кроме того, как показала экспертиза, контейнер был изготовлен некачественно с нарушением технологии сварки, что также способствовало его разрушению. При изготовлении контейнеров и сборников для хранения и транспортирования сжиженных газов необходимо строго соблюдать действующие правила, нельзя допускать пересечения сварных швов, так как в этом случае возникают остаточные напряжения, которые
Практически остаточные напряжения различной интенсивности присутствуют во всех без исключения конструкциях. Это может быть следствием технологии изготовления, монтажных операций, появления локальных участков пластических деформаций вблизи зон концентрации напряжений при повторных нагружениях и др. Поскольку напряжения в конструкциях от действия внешних нагрузок и температуры складываются с остаточными напряжениями, их контроль представляется особенно важным.
В сталях ЗР может явиться следствием запаса упругой энергии (остаточные напряжения) и пересыщения водородом, поскольку избыток водорода имеет тенденцию к сегрегации и образованию трещин даже при отсутствии внешних нагрузок, приводя к охрупчиванию (так называемая водородная хрупкость). ЗР некоторых высокопрочных сталей связано с развитием трещин по границам аустенитных зерен при упругих напряжениях, превышающих пороговое значение а„. Замедленное разрушение также характеризуется инкубационным периодом зарождения трещины, скоростью ее роста и интервалом наблюдаемых значений интенсивности напряжений.
Чтобы оценить остаточные напряжения с учетом текучести материала от сварки, предполагают, что условно пластина состоит из набора продольных листов одинаковой длины /337/ . Тогда суммарные упругие температурные напряжения о будут иметь порядок
Для определения остаточных напряжений в конструкциях широкое распространение получил метод сверления отверстий /370...373/. Метод основан на оценке напряженного состояния в исследуемой конструкции, вызванного в результате удаления из зоны сверления небольшого количества материала. Остаточные напряжения рассчитывают методами теории упругости по величине и направлению появившихся от •сверления деформаций, измеряемых тензометрированием или каким либо иным методом. Поскольку при сверлении конструкция может быть ослаблена, принимают меры по заделке отверстия заваркой или установкой болта.
• в окрестности сварного шва остаточные напряжения соответствуют плоскому напряженному состоянию;
• на некотором расстоянии от сварного шва остаточные напряжения стремятся к нулю;
Остаточные напряжения рассчитываются по формулам (13.И)9.
10 По методу определения остаточных напряжений сверлением отверстий в 1981 г. выпущен стандарт /376/. Данная методика использовалась для определения остаточных напряжений в окрестности сварных швов и оценки влияния дробеструйной обработки и шлифования поверхности. Было установлено, что остаточные напряжения в сварном шве были вблизи предела текучести материала, причем напряжения уменьшаются на 25% при шлифовке и на 50% при дробеструйной обработке. Подробные указания о практическом применении метода для определения остаточных напряжений в металлоконструкциях, композитах и горных породах содержатся в обзорной работе /371/.
 Читайте далее:
 Определенных обстоятельствах
Определенным требованиям
Определенной категории
Определенной температуры
Определенной вероятностью
Определенного критического
Определенном положении
Ограниченные пространства
Определить количество
Определить следующим
Определить зависимость
Оптический индикатор
Оптического излучения
Оптимальная концентрация
Оптимальное распределение
|
