Cтраница 2
Параметр подобия LJG в уравнении (7.15) характеризует влияние напрягаемых объемов, концентрации напряжений, формы поперечного сечения на сопротивление усталости и рассеяние характеристик выносливости. [16]
Применяемые для изготовления бурильных труб высокопрочные стали, обладающие повышенными значениями статистических характеристик прочности, отличаются высокой чувствительностью к концентрации напряжений и большим диапазоном рассеивания характеристик выносливости. Это существенно ограничивает их использование в нижних секциях бурильной колонны, где особенно заметно проявляется действие знакопеременных изгибающих напряжений. Так, по данным работы [50], применение труб групп прочности G-105, а также труб более высокой группы прочности в нижней части колонны нецелесообразно. Это подтверждается и данными стендовых испытаний на знакопеременный изгиб натурных трубных соединений высокопрочных СБТ, используемых в СССР и за рубежом. [17]
При бурении глубоких скважин нижнюю часть бурильной колонны, подвергающуюся наиболее интенсивному воздействию знакопеременных нагрузок, необходимо в первую очередь компоновать трубами типа ТБПВ групп прочности Д и Е ( из стали марки 45), поскольку характеристики выносливости этих труб наиболее высокие. По мере освоения технологии производства труб типа ТБПВ из высокопрочных материалов целесообразно их преимущественное использование при бурении глубоких скважин. [18]
Так как зарождение и развитие усталостной трещины начинается от дефектов, имеющих различную степень опасности и неравномерное распределение по объему, и связано с микроструктурной неоднородностью, то говорят о статистической природе процесса усталости металла, которая и является одной из основных причин рассеяния характеристик выносливости. [19]
Литейные сплавы на никелевой основе - ЖС6К, ЖС6У, ВЖЛ12У и др. - показывают более низкие, чем для соответствующих деформированных сплавов, значения условных пределов выносливости во всем интервале рабочих температур и существенное снижение этой характеристики при комнатной температуре [31, 32], у деформированных сплавов характеристики выносливости возрастают с понижением температуры до комнатной. [20]
Таким образом, при коррозионной усталости мы имеем дело только с ограниченной выносливостью и действительного предела выносливости не наблюдаем. Характеристикой выносливости стали в этом случае может быть условный предел выносливости, отвечающий тому циклическому напряжению, при ко - тором образец не сломался в коррозионной среде при заданном числе циклов нагружений. При корррозионной усталости действует фактор снижения выносливости, зависящий от времени; этим фактором является электрохимический коррозионный процесс. [21]
Учитывая эти особенности усталостного разрушения, при рассмотрении вопросов механического подобия явления усталости в число основных параметров включим искомое максимальное напряжение апих, соответствующее ему число циклов по началу образования трещины Nt, модуль упругости материала Е, градиент напряжений по нормали к поверхности выточки gv ( v - 1, 2, 3) и геометрическую характеристику р - радиус выточки. Зависимость характеристик выносливости лишь от локальных свойств напряженного состояния в районе фокуса излома дает основание для исключения из перечня основных параметров линейного размера а ( см. рис. 10.1), характеризующего общие размеры образца. [22]
Повышение предела текучести приводит к увеличению статической прочности труб, а также чувствительности к концентрации напряжений. Поэтому предел выносливости соединений высокопрочных труб мало отличается от характеристик выносливости труб групп прочности Д и Е, а в ряде случаев ниже их. При транспортировке, эксплуатации, клеймении и спуско-подьемных операциях высокопрочных труб необходимо соблюдать повышенные требования. [23]
Прессованные изделия из него упрочняют закалкой с последующим искусственным старением. Несмотря на более высокие значения предела текучести и предела прочности сплава 1953Т1 при обычной температуре, его усталостные характеристики несколько ниже, чем у сплава Д16Т, так как он более чувствителен к концентрации напряжений и имеет значительный спектр рассеивания характеристик выносливости. [24]
Отсутствие стальных замков значительно повышает характеристики выносливости ЛБТ БЗ при работе в зоне повышенных температур. Это объясняется тем, что в беззамковом соединении исключены нежелательные процессы, свойственные биметаллическим соединениями ( алюминиевая бурильная труба - стальной замок), в которых при нагреве интенсифицируются релаксационные процессы и возникают дополнительные термические напряжения, обусловленные значительной разницей коэффициентов линейного расширения стали и алюминиевых сплавов, что в конечном счете снижает характеристики выносливости таких соединений. [25]
Значения пределов выносливости алюминиевых сплавов уменьшаются при снижении вероятности разрушения и тем сильнее, чем агрессивнее среда. Так, например, при уменьшении вероятности разрушения от 50 до 0 5 % пределы выносливости алюминиевых сплавов снижаются: при испытании на воздухе - на 10 - 15 %, в воде - на 15 - 25 %, в 3 % - ном растворе iNaCl - на 20 - 45 %, что указывает на необходимость стати-стико-вероятностной оценки характеристик выносливости этих сплавов. [26]
Изменение температуры качественно не сказывается на характере кривых усталости. По мере ее повышения наблюдается смещение этих кривых в сторону более низких напряжений. Если при каких-то температурах испытания сплавов происходят фазовые или структурные изменения, то это приводит к немонотонному изменению характеристик выносливости. [27]
По данным ряда исследователей [131, 132, 135], для алюминиевых сплавов характерен значительный разброс значений долговечности, определяемых при усталостных испытаниях. С увеличением уровня напряжения это отношение уменьшается. В связи с этим исследование усталости алюминиевых сплавов необходимо проводить в статистическом аспекте: на каждом уровне напряжений испытывать большое число образцов и результаты испытаний обрабатывать существующими методами математической статистики, а характеристики выносливости оценивать по условию вероятности. [28]
Фрактографический анализ поломок показал, что разрушение происходит в утолщенных ( высаженных) участках трубы, где толщина стенки увеличена по сравнению с основным телом трубы 1 5 2 раза. Хакая дислокация сломов объясняется наличием концентраторов напряжений ( трубная резьба), увеличивающих номинальные значения напряжений изгиба, действующих на соединение почти в 3 раза, а напряжений кручения-почти в 2 раза. Столь высокая степень концентрации напряжения обусловлена геометрией применяемых трубных резьб, а также повышенной чувствительностью материала труб к надрезу. Хаким образом, характеристики выносливости и долговечности биметаллических трубных резьбовых соединений ЛБХ во многом предопределяют надежность работы бурильной колонны в скважине. [29]
Если на деталь длительно действуют переменные ( во времени) нагрузки, то она может разрушиться при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности материала при статическом нагружении. Число циклов нагрузок, которое может выдержать материал до разрушения, зависит от уровня нагрузок и времени их действия. При уменьшении напряжений число циклов до разрушения увеличивается и при некотором невысоком уровне напряжений становится весьма большим. Способность материала сопротивляться действию переменных ( во времени) напряжений называется выносливостью. В отличие от характеристик статической прочности, зависящих в основном от свойств материала, характеристики выносливости находятся в тесной связи с размерами, формой, состоянием поверхности и свойствами окружающей среды. [30]