Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет,
2016. — 122 с.
Специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (нефтегазовая
отрасль)
Научный руководитель: д.т.н., профессор Наумкин Е.А.
Цель работы: повышение безопасности эксплуатации
оболочковых конструкций путем разработки метода выявления
потенциальных зон разрушения и установления периода достижения
предельного состояния по результатам измерений физико-механических
характеристик материала
Научная новизна: Установлено, что в зоне очага разрушения оболочковой конструкции из стали 20, подверженной циклическому нагружению внутренним давлением, относительное среднее напряжение амплитуды отклика электрического сигнала
(Uср.i/ Uср.исх.) и градиент нормальной составляющей вектора напряженности постоянного магнитного поля по образующей цилиндрической обечайки (Hnj+1-Hnj) имеют идентичный характер изменения и описываются полиноминальными зависимостями с экстремумом на уровне накопленных усталостных повреждений Ni/Nр=0,80±0,05, который характеризует момент страгивания трещины и достижение материалом предельного состояния.
Практическая ценность результатов: Разработан и утвержден стандарт предприятия ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» СТО УГНТУ – 0021 «Оценка остаточного ресурса оболочковых конструкций по результатам
измерений твердости и параметров отклика электрического сигнала». Содержание
Обеспечение безопасной эксплуатации оболочковых конструкций в условиях переработки нефти и газа
Основные причины разрушения оболочковых конструкций на объектах нефтегазовой отрасли
Существующие методы выявления потенциальных зон разрушения
Закономерности изменения физико-механических характеристик материала в процессе малоциклового нагружения
Анализ методов оценки предельного состояния оборудования, подверженного малоцикловому нагружению
Оборудование и методика исследований изменения электромагнитных параметров и твердости металла оболочковых конструкций при статическом и циклическом разрушении
Выбор материала и геометрических размеров оболочковой конструкции
Оборудование и методика проведения электромагнитных измерений и твердости материала оболочковой конструкции
Установка для статического и циклического испытания оболочковых конструкций
Определение погрешности прямых измерений
Закономерности изменения электромагнитных параметров и механических характеристик конструкционного материала от статического нагружения оболочковых конструкций внутренним давлением
Распределение магнитных свойств в материале оболочковой конструкции при статическом разрушении внутренним давлением
Изменение электрических параметров в конструкционном материале оболочковой конструкции, подверженной статическому нагружению
Распределение механических характеристик в материале оболочковой конструкции, подверженной статическому нагружению внутренним давлением
Закономерности изменения электромагнитных параметров и механических характеристик конструкционного материала при циклическом нагружении оболочковых конструкций внутренним давлением
Распределение магнитных свойств в материале оболочковой конструкции при циклическом разрушении внутренним давлением
Изменение электрических параметров в конструкционном материале оболочковой конструкции, подверженной циклическому нагружению
Распределение механических характеристик в материале оболочковой конструкции, подверженной циклическому нагружению внутренним давлением
Разработка рекомендаций по выявлению потенциальных зон разрушения и определению предельного состояния в материале оболочковых конструкций при малоцикловом нагружении внутренним давлением
Выявление потенциально опасной зоны усталостного разрушения оболочковой конструкции
Оценка предельного состояния оболочковой конструкции
Разработка алгоритма по оценке потенциальных зон разрушения в материале оболочковых конструкций и периода достижения предельного состояния
Научная новизна: Установлено, что в зоне очага разрушения оболочковой конструкции из стали 20, подверженной циклическому нагружению внутренним давлением, относительное среднее напряжение амплитуды отклика электрического сигнала
(Uср.i/ Uср.исх.) и градиент нормальной составляющей вектора напряженности постоянного магнитного поля по образующей цилиндрической обечайки (Hnj+1-Hnj) имеют идентичный характер изменения и описываются полиноминальными зависимостями с экстремумом на уровне накопленных усталостных повреждений Ni/Nр=0,80±0,05, который характеризует момент страгивания трещины и достижение материалом предельного состояния.
Практическая ценность результатов: Разработан и утвержден стандарт предприятия ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» СТО УГНТУ – 0021 «Оценка остаточного ресурса оболочковых конструкций по результатам
измерений твердости и параметров отклика электрического сигнала». Содержание
Обеспечение безопасной эксплуатации оболочковых конструкций в условиях переработки нефти и газа
Основные причины разрушения оболочковых конструкций на объектах нефтегазовой отрасли
Существующие методы выявления потенциальных зон разрушения
Закономерности изменения физико-механических характеристик материала в процессе малоциклового нагружения
Анализ методов оценки предельного состояния оборудования, подверженного малоцикловому нагружению
Оборудование и методика исследований изменения электромагнитных параметров и твердости металла оболочковых конструкций при статическом и циклическом разрушении
Выбор материала и геометрических размеров оболочковой конструкции
Оборудование и методика проведения электромагнитных измерений и твердости материала оболочковой конструкции
Установка для статического и циклического испытания оболочковых конструкций
Определение погрешности прямых измерений
Закономерности изменения электромагнитных параметров и механических характеристик конструкционного материала от статического нагружения оболочковых конструкций внутренним давлением
Распределение магнитных свойств в материале оболочковой конструкции при статическом разрушении внутренним давлением
Изменение электрических параметров в конструкционном материале оболочковой конструкции, подверженной статическому нагружению
Распределение механических характеристик в материале оболочковой конструкции, подверженной статическому нагружению внутренним давлением
Закономерности изменения электромагнитных параметров и механических характеристик конструкционного материала при циклическом нагружении оболочковых конструкций внутренним давлением
Распределение магнитных свойств в материале оболочковой конструкции при циклическом разрушении внутренним давлением
Изменение электрических параметров в конструкционном материале оболочковой конструкции, подверженной циклическому нагружению
Распределение механических характеристик в материале оболочковой конструкции, подверженной циклическому нагружению внутренним давлением
Разработка рекомендаций по выявлению потенциальных зон разрушения и определению предельного состояния в материале оболочковых конструкций при малоцикловом нагружении внутренним давлением
Выявление потенциально опасной зоны усталостного разрушения оболочковой конструкции
Оценка предельного состояния оболочковой конструкции
Разработка алгоритма по оценке потенциальных зон разрушения в материале оболочковых конструкций и периода достижения предельного состояния