Cтраница 4
В реальных условиях в зонах концентраторов напряжений происходят существенные структурные изменения, приводящие к локализации микропластических деформаций металла. Интенсивность этого процесса зависит не только от режима ( параметров) гидравлических испытаний, но и от степени охрупченности ( старения) трубных сталей, которые подвергаются испытанию. Следовательно, для установления рационального режима испытания длительно эксплуатируемых МН необходим другой подход, который бы учитывал разницу в структурных превращениях, происходящих в областях у вершины трещин при их росте за счет цикличности нагружения металла труб во время эксплуатации нефтепроводов и при локальных пластических деформациях, связанных с ростом испытательного давления, т.е. за счет статического нагружения. [46]
Из сказанного следует, что материал трубопровода в гладких частях работает в упругой области. Концентрация напряжений в упругой области определяется решением Нейбера. В районе рассматриваемых дефектов реализуется упругопластическое нагружение металла. С ростом пластических деформаций в зоне концентрации ( после потери их устойчивости) коэффициенты концентрации напряжений и параметры кривой деформирования / ( а, , е, ) связываются некоторой функцией F. Коэффициенты Ке, Кс в виде (2.26) позволяют определять значения максимальных местных деформаций и разрушающих напряжений. [47]
При малых скоростях деформации или высоких температурах предел текучести значительно меньше сопротивления отрыву. В этом случае металл пластичен, так как текучесть наступает раньше отрыва. При повышении скорости деформации или понижении температуры сопротивление пластической деформации возрастает, в то время как сопротивление отрыву не меняется. В этих условиях наступает хрупкое разрушение, так как при нагружении металла сопротивление отрыву достигается раньше, чем предел текучести. [48]
При ковке под молотом направление волокна вследствие неравномерных обжатий и высокой скорости деформации может значительно отклоняться от направления течения металла при вытяжке. При ковке под прессом, благодаря меньшей скорости обработки, волокно отклоняется от направления течения металла в меньшей степени, чем при обработке под молотом. При штамповке направление волокна следует по геометрической форме изделия. Однако при штамповке под молотом в открытых штампах деталей из фасонных заготовок, имеющих по длине неравномерные, сечения, направление волокна вследствие неравномерного истечения металла в заусенец может отклоняться от геометрической формы изделия, обусловливая нагружение металла в поперечном направлении и снижение прочности конструкции. [49]
В процессе эксплуатации под действием внутреннего избыточного давления стальная оболочка трубопровода испытывает напряжения, близкие к нормативным характеристикам прочности металла труб. Это связано и со сложной схемой взаимодействия трубопровода с грунтом, и с наличием отклонений от нормативных требований при строительстве трубопровода, и с наличием дефектов металлургического, сварочного и транспортного происхождения, и с нарушениями и ошибками режимов технологии перекачки. Кроме того, несмотря на улучшение в последние годы эксплуатационных показателей, происходит процесс старения нефтепроводов. В трубных сталях в условиях эксплуатации нефтепроводов в основном происходит деформационное старение. Это объясняется не только циклическим характером нагружения металла труб, но и тем, что трубные стали содержат примеси - углерод, азот, легирующие элементы. [50]
Результатом испытания гладкого образца обычно является машинная диаграмма, изображающая зависимость условного напряжения от относительного удлинения, записанная в процессе нагружения вплоть до разрыва. Ее обработка позволяет получить зависимость истинных напряжений от истинных деформаций в пределах равномерного распределения удлинений по длине образца, то есть до / образования шейки. Построение кривой истинных напряжений при больших деформациях значительно труднее. Развитие шейки сопровождается искривлением продольных образующих и появлением растягивающих напряжений в плоскости, перпендикулярной оси образца. Результатом этого является изменение напряженного состояния от одноосного к трехосному, причем относительные значения поперечных составляющих напряжений растут по мере увеличения кривизны образующих в зоне шейки и нагружение металла с момента образования шейки перестает быть простым. В наименьшем сечении шейки для определения среднего осевого напряжения достаточно измерять размеры, характеризующие площадь этого сечения при конкретных значениях растягивающего усилия. Штриховой линией 1 показан участок диаграммы о / ( EJ) после образования шейки, построенный в предположении, что напряженное состояние в шейке одноосное. Однако усложнение напряженного состояния приводит к сдерживанию пластической деформации и увеличению продольной составляющей а, по сравнению с его значением, соответствующим той же деформации е, но в условиях сохранения простого растяжения. [51]