автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Методология прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования, эксплуатируемого в условиях циклического нагружения, на стадии проектирования и эксплуатации

005003938

" У

НАУМКИН ЕВГЕНИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО В УСЛОВИЯХ ЦИКЛИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ, НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность 05.02.13 - «Машины, агрегаты и процессы» (нефтегазовая отрасль)

- 8 ДЕК 2011

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Уфа-2011

005003938

Работа выполнена на кафедре «Технологические машины и оборудование» ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Кузеев Искандер Рустемович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Зубаиров Сибагат Гарифович; доктор технических наук, профессор Шанявский Андрей Андреевич; доктор технических наук, профессор Ерофеев Валерий Владимирович.

Ведущая организация: ОАО «Системы и технологии обеспечения

безопасности. ТЕХДИАГНОСТИКА».

Защита состоится «28» декабря 2011 года в 11- 00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.05 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «28» ноября 2011 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Р.Г. Ризванов

Актуальность проблемы

Условия эксплуатации оборудования, используемого в технологических процессах подготовки и переработки нефти и газа, характеризуются сложными режимами нагружения, включающими различные виды и сочетания механических, тепловых и коррозионных воздействий. Кроме того, большинство видов оборудования, такие как трубопроводные системы, резервуары, различное нагревательное оборудование имеет высокий уровень изношенности, что в конечном итоге приводит к трудно прогнозируемым последствиям с точки зрения реализации катастрофических разрушений. Значительное количество подобных объектов работает в условиях знакопеременных нагрузок, что представляет наибольшую опасность с точки зрения возникновения аварийных ситуаций. В условиях сложившейся обстановки особенно остро встает вопрос обеспечения надежной и безопасной эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли.

Существующие на сегодняшний день способы определения технического состояния таких объектов позволяют обнаружить определенные дефекты, однако многие из них из-за протяженности или большой площади объектов своевременно не обнаруживаются и приводят к разрушению оборудования или его элементов. Поэтому актуальной является проблема неразрушающей оценки накопленных повреждений, которая бы позволила определить наступление предельного состояния до периода активного развития дефектов.

Предпосылкой при постановке цели исследования было выдвижение гипотезы о формировании дробно-размерной зоны, которая определяется количественно поверхностной энергией конструкционного материала. Поскольку дробно-размерный слой характерен не только для твердых материалов, но и для жидких, был проведен комплекс исследований, который подтвердил наличие данного слоя и указал на его связь с энергетическими характеристиками поверхности. Поэтому при исследовании закономерностей накопления повреждений в материале оборудования в процессе эксплуатации целесообразно применять такие методы неразрушающего контроля, которые позволяют оценивать изменение свойств на его поверхности.

Используемые при решении задач технической диагностики нефтегазового оборудования в настоящее время методы неразрушающего контроля, как

правило, направлены на выявление и измерение достаточно развитых дефектов. Однако для физически изношенного оборудования наиболее опасным является состояние металла, когда на уровне структуры могут произойти необратимые изменения, которые определяют не только степень накопления повреждений в материале, но и дальнейший механизм разрушения конструкции. Поэтому точная оценка предельного состояния материала оборудования с одной стороны позволит снизить частые остановки на ремонт и диагностические работы, а с другой - исключить аварийную ситуацию.

Объект исследования: нефтегазовое оборудование, подверженное циклическим нагружениям.

Предмет исследования: прогнозирование состояния конструкций нефтегазового оборудования по результатам измерения поверхностных характеристик.

Цель работы: повышение эффективности мониторинга технического состояния нефтегазового оборудования и прогнозирования предельного состояния материала конструкций, работающих в условиях знакопеременных на-гружений, на основе результатов измерения его поверхностных характеристик.

Цель достигается решением следующих задач:

1 Оценить роль поверхности в образовании и разрушении материалов оборудования и изменение поверхностных свойств при накоплении повреждений.

2 Установить особенности усталостного накопления повреждений конструкций и разработать способы оценки уровня накопленных повреждений.

3 Определить диагностические признаки наступления предельного состояния материалов оборудования, подверженных циклическому нагружению.

4 Разработать алгоритм прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования, эксплуатируемого под действием циклических нагрузок, с учетом закономерностей изменения поверхностных свойств, на стадии проектирования и эксплуатации.

Научная новизна

1. Научно доказано, что в процессе эксплуатации оборудования в материале в течение всего периода накопления повреждений изменение свойств носит нелинейный характер с локальными экстремумами, указывающими на

увеличение вероятности разрушения. Установлено, что наиболее характерными из опасных периодов эксплуатации оборудования являются диапазоны с накоплением повреждений №/Ыр=0,3^0,4 и ]\П/Ыр=0,7-0,8 (№/Ыр - отношение количества циклов нагружения на момент измерения к количеству циклов до разрушения). Идентификация предельного состояния материала оборудования наиболее точно оценивается с помощью выявленных диагностических признаков трехпараметрического определения физических параметров поверхности, таких как напряженность постоянного магнитного поля, напряжение и затухание отклика электрического сигнала и поверхностная энергия.

2. Разработан научно-обоснованный алгориш прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования на стадии проектирования и эксплуатации, который основан:

- на оценке распределения напряженно-деформированного состояния материала оборудования численным методом и выявлении потенциально опасных зон, с последующей расчетной оценкой сроков конхроля и ремошно-восстановигельных работ,

- на определении области потенциально опасных зон путем измерения акустических и магнитных характеристик, корректировкой дополнительных участков критического накопления повреждений, в которых методами интроскопии определяются координаты и геометрические размеры дефектов, и с учетом степени накопленных повреждений оценивается ресурс исследуемого объекта.

3. На основе экспериментальных исследований научно доказано, что поверхностная энергия материала конструкций при накоплении усталостных повреждений возрастает по всей области нагружения, что дает возможность оценивать степень накопленных повреждений металла оборудования. Кроме того, установлено, что в потенциальной зоне разрушения рост поверхностной энергии происходит в большей степени, чем в других областях исследуемого материала.

Теоретическая и практическая ценность работы

Установлены функциональные зависимости между уровнем накопленных повреждений и такими физическими параметрами, как поверхностная энергия, напряженность постоянного магнитного поля, напряжение и амплитуда затухания отклика электрического сигнала, скорость распространения ультразвуковых волн.

Развиты представления о природе поверхности и поверхностной энергии, в основе которой лежит идея о формировании поверхностной энергии за счет потери мерности сред.

Практическая значимость работы

Разработанный метод оценки накопленных повреждений и предельного состояния материала оборудования, эксплуатируемого в нефтегазовой отрасли, с учетом закономерностей изменения поверхностных характеристик положен в основу учебно-методического комплекса по изучению дисциплины «Оценка накопления повреждений и предельного состояния материала оборудования» магистрантов, обучающихся по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» программы «Надежность технологических систем и оборудования» с целью формирования базы знаний о природе явления разрушения в металлических материалах, основных принципах и механизмах разрушения.

Разработан и принят к использованию стандарт предприятия ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет «Оценка долговечности оборудования, эксплуатируемого в условиях малоцикловой усталости, с учетом результатов электромагнитных измерений»

При выполнении проектных работ блока ДИГ установки АГФУ нефтеперерабатывающего предприятия проведены расчеты напряженно-деформированного состояния и определены прогнозируемые сроки оценки технического состояния и ремонтно-восстановительных работ оборудования, подверженного циклическим нагружениям.

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 54...62-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, УГНТУ, 2003...2011 г.г.); симпозиуме «Наука и технология углеводородных дисперсных систем» (г. Москва, 1997 г.); Международных научно-технических конференциях «Проблемы строительного комплекса России», ежегодных итоговых конференциях отделения технических наук АН РБ (г. Уфа, 2001...2003 г.г.); Международной научно-технической конференции «Прикладная синергетика -II» (г. Уфа, 2004 г.); 1-ой Всероссийской научной ЮТЕНЫЕТ-конференции (г. Уфа, 2003 г.); секции «Проблемы нефти и газа» Ш Конгресса нефтегазопромышленников России (г.

Уфа, 2001 г.); Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология» (г. Казань, 2005 г.); 5-ой научно-практической конференции «Наука на рубеже тысячелетий» (г. Тамбов, 2007 г.); научно-пракгаческой конференции «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах. Технический надзор, диагностика и экспертиза» (г. Уфа, 2007 г.); Всероссийском конкурсе инновационных проектов студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Российской Федерации «Обеспечение промышленной безопасности на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (г. Уфа, 2007 г.); Международной научно-практической конференции «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (г. Уфа, 2008 г.); Международной научно-методической конференции «Организация самостоятельной работы студентов» (г. Пермь, 2008 г.); П-й Всероссийской конференции молодых ученых «Аюуальные проблемы науки и техники» (г. Уфа, 2010 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Инновационное нефтегазовое оборудование: проблемы и решения» (г. Уфа, 2010 г.); Международной научно-практической конференции «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (г. Уфа 2010 г.); ХН-ой юбилейной межрегиональной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2011» (г. Ухта, 2011 г.).

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 45 научных трудах, в том числе в 1 монографии и 22 ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, получено 4 патента.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из шести глав, основных выводов, списка использованных источников из 230 наименований, содержит 210 страниц машинописного текста, 70 рисунков, 14 таблиц и приложения.

Основное содержание работы

В первой главе приведен анализ существующих механизмов накопления повреждений и разрушений материалов, описаны виды предельного состояния и критерии разрушения, приведены факторы, влияющие на повреждение материала оборудования, работающего в условиях статических, знакопеременных и термических воздействий. Описаны особенности накопления повреждений в зоне концентрации напряжений и способы их выявления. Приве-

дены существующие методы оценьси остаточного ресурса сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Описано, что остаточный ресурс оборудования определяется по факту утонения стенки аппаратов вследствие коррозионного воздействия. Усталостные явления в материалах оборудования подробно описаны в многочисленных трудах C.B. Серенсена, В.П. Когаева, H.A. Махутова, A.A. Шанявского, К.В. Фролова, А.П. Гусенкова, Е.М. Морозова, B.C. Ивановой, А.Н. Романова, Л.Ф. Коффина, С.С. Мэнсона, В.Т. Трощенко, В.В. Болотина, А.Г. Гумерова, P.C. Зайнуллина и многих других.

При выявлении потенциальных зон разрушения в материале оборудования одним из распространенных и эффективных методов является акустико-эмиссионный метод контроля. Данный метод применяется совместно с гидро-и пневмоиспытаниями и фиксирует зоны локации развивающихся дефектов. Однако на ранней стадии эксплуатации таким методом сложно оценить потенциально опасные зоны. Поэтому актуальны исследования по поиску новых подходов выявления областей, наиболее предрасположенных к зарождению и развитию дефектов.

Недостатком существующего подхода при оценке технического состояния и ресурса оборудования является отсутствие учета изменения свойств конструкционных материалов в процессе эксплуатации. Наличие данной информации с одной стороны дает возможность осуществлять точную настройку и калибровку приборов, а с другой - выявлять степень поврежденности материала исследуемого объекта и его предельное состояние. Кроме того, на сегодняшний день отсутствуют методы оценки приближения к предельному состоянию металла оборудования. Каждый материал имеет свою величину предельного состояния, которая не учитывается при обследовании объекта.

Поскольку материал оборудования имеет неоднородную структуру, различное напряженно-деформированное состояние, то степень поврежденности будет распределяться неравномерно, что необходимо учитывать при диагностировании материала оборудования. Учитывая, что разрушение материала начинается с поверхности и приповерхностных слоев, целесообразно при обследовании оборудования использовать методы, позволяющие получать информацию с поверхности.

Во второй главе даны сведения, показывающие роль поверхности в ускорении и замедлении процессов образования и разрушения твердых, жидких и газообразных сред.

Предложена модель образования и трансформации формы. Рассмотрено изменение поверхностной энергии при перераспределении поверхности из объемной части системы в поверхностные слои и наоборот. Приводятся сведения других исследователей о подобных явлениях, где при перераспределении поверхностного слоя изменяется интенсивность протекания тех или иных технологических процессов.

Для описания механизма явлений, происходящих на поверхности раздела фаз в работе предложена обобщенная модель, позволяющая с единых позиций описал, механизм образования и трансформации формы. В связи с предложенной концепцией о строении поверхности и ее свойствах было сделано предположение, что поверхностный переходный слой обладает определенными свойствами, в том числе и геометрическими, т.е любое вещество можно представить в виде двух составляющих А и В. При этом составляющая А образует только границу вещества и границы внутренней структуры, если таковая имеется. Составляющая В образует только объем и не участвует в создании поверхности (рисунок 1). Для данного вещества в данном состоянии считаем, что составляющая А постоянна и имеет определенную толщину. Если вещество имеет внутреннюю структуру, то А распределяется на поверхность и создание внутренней структуры, и в этом случае наружный поверхностный слой должен утоняться.

V = А + В; У = А1 + В1 + А2 + В2+...+ Ап + Вп;

А = А( + Аг +...+ А„ В = В1 + В2+...+ В„

62 <.&!

Рисунок 1 - Схема утонения поверхностного слоя

В целях проверки данного утверждения был проведен эксперимент с погружением в жидкость твердых тел и определением поверхностного натяжения методом капиллярного поднятия. Результаты погружения насадочных устройств в воду показали уменьшение высоты и геометрической формы мениска в капилляре (рисунок 2,а, 2,6).

чДЬ

Н,

: н,

а)

: г б)

0.05 0,1 0.15 0.2 0.25 0.3

Удельная площадь поверхности

•2/..3

нлсадочных устройств йнД'ж. и /и' В)

Рисунок 2 - Изменение высоты (а), геометрической формы мениска в капилляре (б) и относительного поверхностного натяжения жидкости (в) при погружении наса-дочных устройств из синтетического волокна (1), меди (2) и полипропилена (3)

Зависимости относительного поверхностного натяжения от удельной площади поверхности, создаваемой насадочными устройствами представлены на рисунке 2,в, где показано, что при увеличении смачивающей способности материалов, погруженных в жидкость, относительное поверхностное натяжение снижается в большей степени.

Кроме этого, согласно вышеописанной концепции следует, что если в воду опустить дее пластинки и включить в цепь электрический ток, то на перемещение ионов будет влиять толщина переходного поверхностного слоя жидкости на пластинке, которая в свою очередь, будет зависеть от наличия в жидкости насадочных устройств. Чтобы проверить данное предположение, проведены измерения электрического сопротивления жидкости с насадочными устройствами и без них.

Искомая величина электрического сопротивления дистиллированной воды определялась по падению напряжения на медных пластинах в сравнении с образцовым сопротивлением. Результаты показали, что при последовательном погружении в дистиллированную веду и извлечении полиэтиленового насадочного устройства наблюдается снижение электрического сопротивления при погружении и повышение при изъятии (рисунок 3).

О £0 120 180 240 300 300 42Э 480 540 600 650 720 730 840 900

Врем^с.

Рисунок 3 - Зависимость относительного электрического сопротивления дистиллированной воды от времени без насадочного устройства (1) и с его периодическим погружением и извлечением (2)

Данный факт можно объяснить тем, что при погружении в систему насздочных устройств вдет перераспределение поверхностного слоя на насздочное устройство и медные пласшнки. При этом толщина поверхностного слоя на медных пластинках уменьшается, то позволяет ионам интенсивнее перемещаться от одной пластинки к другой, и электрическое сопротивление падает (рисунок 4).

а) б)

А1>Д2

Рисунок 4 - Схемы, объясняющие причину падения электрического сопротивления в жидкости при погружении насадочного устройства а) - измерение электрического сопротивления дистиллированной воды; б) - то же при наличии насадочного устройства

Таким образом, полученные результаты подтверждают выдвинутое

предположение о перераспределении поверхностного слоя в жидкости при

внесении в нее насадочных устройств, что приводит к изменению определенных ее свойств, в частности, электрического сопротивления.

Следующим подтверждением предложенной концепции было проведение исследований по оценке влияния соотношения объемов двух жидкостей на процесс эмульгирования. Для этого использовались стеклянные пробирки, а в качестве исследуемых сред было выбрано трансформаторное масло и дистиллированная вода. В качестве энергетического источника образования эмульсий применялись ультразвуковые колебания частотой 30 кГц. В ходе эксперимента изменялось соотношение объемов исследуемых жидкостей, и фиксировалось начало, максимальная интенсивность и окончание процесса эмульгирования.

Параллельно с этим проведено исследование изменения относительного поверхностного натяжения воды и масла. Для этого был использован метод капиллярного поднятия жидкости. Изменение краевого угла в капилляре и высоты жидкости осуществлялось с помощью фотоаппарата, каждые 30 секунд с момента включения генератора ультразвуковых колебаний, что позволило получить зависимость изменения поверхностного натяжения от времени. На рисунке 5 показаны три контрольных состояния системы, соответствующие началу,

Рисунок 5 - Схема изменения капиллярного эффекта при эмульгировании а, б, в - начало, пик интенсивности и окончание процесса эмульгирования соответственно

В процессе эмульгирования происходит изменение краевого угла (0! < 0 2 < 9 з) и высоты жидкости (Ьз < h2 < hi) в капилляре, что свидетельствует о непостоянстве поверхностного натяжения.

Для расчета сил поверхностного натяжения использована формула Юнга - Лапласа:

. , 2 о cos9

Apgh=-, (1)

г

где Др - разность плотностей на поверхности раздела фазы жидкость - воздух, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; h - высота подъема жидкости в капилляре, м; о - сила поверхностного натяжения Дж/м2; cos 8 - значение косинуса краевого угла смачивания; г - радиус кривизны мениска, м.

Зависимость изменения относительного поверхностного натяжения воды и масла в процессе получения эмульсии представлена на рисунке 6. Показано, что в капиллярных трубках, погруженных как в масло, так и в воду, сначала происходит снижение относительного поверхностного натяжения, что свидетельствует об утонении поверхностного слоя поверхности раздела фаз вода-масло, поскольку частично поверхность перераспределяется на образование глобул.

| 0,2 ■ —-

О

о -I-——;-1——-,-1-,-,-

о 50 100 150 200 250 300 3S0

Длительность ультразвукового воздействия t, с

Рисунок б - Относительное поверхностное натяжение воды и масла

Полученные зависимости также свидетельствуют о состоятельности ранее выдвинутых предположений о перераспределении поверхностного слоя. Данные эксперименты проведены на жидкостях с той целью, что это более наглядно де-

монстрирует полученные эффекты, хотя при переходе из одного агрегатного состояния в другое закономерности повторяются.

В третьей главе описаны результаты исследований, характеризующие изменения поверхностных свойств материалов, поскольку поверхность является той областью, в которой начинается процесс разрушения. Приводятся сведения об изменениях поверхностной энергии и магнитных характеристик стали при накоплении усталостных повреждений. В качестве материала для испытаний была выбрана 09Г2С, как одна из наиболее часто применяемых марок сталей для изготовления аппаратов нефтеперерабатывающих предприятий.

В целях определения влияния уровня накопленных усталостных повреждений на поверхностную энергию проведены испытания на усталость образцов плоского типа по схеме чистого симметричного изгиба с отслеживанием изменения угла смачивания поверхности.

Капля жидкости, в качестве которой была использована дистиллированная вода, наносилась при помощи стационарно установленного дозатора на предварительно обезжиренную поверхность после остановки установки и приведения образца в исходную позицию. Регистрация угла смачивания производилась с помощью цифрового фотоаппарата с последующей компьютерной обработкой результатов (рисунок 7).

И/Ир = О Ы/Ыр = 0,2 №Ыр = 0,4

Шр = 0,6 Ы/Ыр = 0,8 №Ир = 0,9

Рисунок 7 - Фотографии, иллюстрирующие изменение краевого угла смачивания поверхности стали 09Г2С при повышении уровня накопленных усталостных повреждений

Эксперименты показали, что при усталостном нагружении краевой угол смачивания уменьшается.

Поверхностная энергия определялась с использованием краевого угла смачивания по методике, описанной в трудах А. Адамсона, Е.Д. Щукина, Б.Д. Сумма и других исследователей по формуле:

^»о^-в, (2)

где атж - поверхностное натяжение твердое тело - жидкость, Дж/м2;

Б - площадь контакта с твердой поверхностью, м2.

Поверхностное натяжение жидкости оценивалось по уравнению Юнга:

отсюда

Отг-Ота+Ожг cos 9, СТтж = Отг - Ода. COS 0 , _ <xi.(COS0 + l)2

4al

(3)

(4)

(5)

где 0 - краевой угол смачивания, град;

стг - поверхностное натяжение твердое тело - газ, Дж/м2;

Ожг - поверхностное натяжение твердое тело - жидкость, Дж/м2.

d

ожг - диспергированное поверхностное натяжение газ-жидкость. Используя вышеприведенную методику, построены зависимости поверхностной энергии сталей от уровня накопленных усталостных повреждений, приведенные на рисунке 8, которые показывают увеличение данного параметра.

13 12 11

"о 9

£ s

7

О 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Уровень накопленных усталостных повреждений, N/Np

О 0,2 0.4 0.6 0.S 1

Уровень накопленных усталостных повреждений, Ni/Np

а) б)

Рисунок 8 - Зависимость поверхностной энергии стали 09Г2С (а) и 12Х18Н10Т (б) от уровня накопленных усталостных повреждений

Для установления зависимости градиента поверхностной энергии от уровня накопленных усталостных повреждений при разных значениях напряженно-деформированного состояния образцов эксперименты проводились в следующем диапазоне создания деформации е = 0,05 0,4. Минимальное значение изменения поверхностной энергии от исходного состояния до разрушения (Таргр - Б,из) для стали 09Г2С составило (4,5 ± 0,1)х10"7 Дж, а максимальное -(7,0 ± 0,1) хЮ"7 Дж. Результаты экспериментов показали, что с повышением деформации происходит снижение градиента поверхностной энергии.

Для получения более точных расчетов на прочность при малоцикловых нагрузках в данной работе решалась задача по уточнению формул, используемых в ГОСТ 52857.6, введением в них поправочных коэффициентов. Согласно данного документа, допускаемая амплитуда напряжений [оа] определяется по формуле

Критическое состояние эксплуатации оборудования наступает при максимальных напряжениях, приводящих к разрушению. Учитывая, что максимальное напряжение соответствует значениям, полученным по данной формуле без коэффициентов запаса, исключив их, получаем

Чтобы заменил, величину N функцией, учитывающей уровень накопленных усталостных повреждений материала конструкции, была использована формула, полученная из зависимости изменения косинуса угла смачивания поверхности металла

(6)

где - коэффициент запаса прочности по числу циклов п^ = 10; па - коэффициент запаса прочности по напряжениям п<, = 2; А, В - характеристика материала, МПа; N - количество циклов нагружения; I - температура, °С.

со 5в=т-И+р, (8)

где га и р - коэффициенты, зависящие от типа применяемой в экспериментах жидкости для определения угла смачивания. Отсюда количество циклов N

соьв - р

Я =-(9)

т к '

Подставляя формулу (9) в формулу (7) получаем

(2300-Л _А

IСО50-р \ т

Сравнивая значения, рассчитанные по данной формуле, с экспериментальными значениями, определяем поправочный коэффициент

(П)

иА

Таким образом, уточненная формула принимает следующий вид: „ (2300-Л А

Расчет амплитуды напряжения необходимо начинать с построения зависимости косинуса краевого угла смачивания от количества циклов нагружения по результатам экспериментальных данных. Полученная функция (линия тренда) для стали 09Г2С, с использованием дистиллированной воды представлена в виде формулы

cos# = 4 • 10"5 N + 0,2597, (13)

где N - количество циклов нагружения; cos 9 - краевой угол смачивания.

Поправочный коэффициент, полученный отношением экспериментальной зависимости количества циклов до разрушения от амплитуды напряжений (кривая Велера) применительно для данной стали к расчетной дает следующее выражение

Из (13) следует, что формула для определения количества циклов нагружения будет иметь следующий вид

,, cos0- 0.2597

* = 4-Ю"5 <15>

Подставляя формулу (14) в (12) получаем следующее выражение

°':б?3 ( 2300 - Л А '{ 2300

аА = 0,0633

соъв - р

т

со р

■ + В.

Коэффициенты риш для дистиллированной воды, нанесенной на сталь 09Г2С равны, соответственно 0,2597 и 4 • 10'5. Отсюда окончательная формула примет вид:

сое 9- 0,2597 У'2658 ( 2300 - Г

а. =0,0633- -

л ' 4-Ю"5 ) V 2300

¡соб 0 - 0,2597

, + В.

(17)

4-10"

Сравнигельные графики изменения количества циклов до разрушения от ам-шппуды напряжений стали 09Г2С, полученные по методике ГОСТ 52857.6, экспериментальные и рассчитанные по уточненной, с учетом поправочных коэффициентов, формуле, представленные на рисунке 9 показывают, что результаты, полученные по уточненной формуле, более точно соответствуют экспериментальным данным.

2200

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Количеств» циклов до разрушения, Ир

Рисунок 9 - Зависимость количества циклов до разрушения от амплитуды напряжений стали 09Г2С

Дальнейшие исследования были направлены на установление влияния уровня накопленных повреждений в материале на изменение магнитных характеристик в области упругих деформаций. С этой целью образцы плоского типа предварительно бы-

ли подвержены разным уровням накопления усталостных повреждений в облает малоцикловых нагрузок, затем каждый из них статически нагружался симметричным изгибом е = 0 + 0J28 % с шагом 0,04, и при каждом уровне нагружения выполнялись измерения нормальной составляющей напряженности постоянного магнитного поля (Нп) и градиента напряженности постоянного магнитного поля (G). По результатам исследований строились петли магнигоупругого гистерезиса - зависимости G = f (е) и Н„ = f (s). Из них наибольшую информативность показали характеристики G = f (е). В качестве иллюстрации на рисунке 10, а и 10, б соответственно представлены зависимости G = f (е) для исходного состояния металла и при уровне поврежденности N/N. = 0,94.

По петлям мапштоупругого гистерезиса произведен расчет площадей в программе «Особой», по которым строились зависимости Б0 = (рисунок 11).

относительная дефорг^пцня, е % отнооггельтя де<1^)1чпция, е %

а) б) Рисунок 10-Зависимость изменения градиента напряженности магнитного поля от относительной деформации при разном уровне накопленных повреждений (а-Н/Ыр = 0;б- Н/Ыр = 0,94)

Уровень накопленных повреждений, Ni/Np

Рисунок 11 - Зависимость площади петли магнитоупругого гистерезиса от уровня накопления усталостных повреждений

Установлено, что снижение площади носит циклический характер, что можно объяснить стадийностью протекания процесса усталостного разрушения металла

Как показывает анализ литературных источников, расчетная зависимость Бо = f (Н/Ыр) находит свое подгверзвдение при сравнении результатов других исследователей. Например, в исследованиях Абдуллина И.Г. и Бугая Д.Е. рассматривались зависимости изменения уровня микродеформаций кристаллической решетки низколегированных сталей при накоплении усталостных повреждений, которые также носят циклический характер. Это говорит о том, что закономерности изменения свойств металла, контролируемых на разных масштабных уровнях, повторяются. Кроме того, по полученным зависимостям С = £ (б) установлено, что при накоплении усталостных повреждений наблюдается снижение размаха градиента напряженности магнитного поля ДО (АО = С^ - О™, - разность между установившимися максимальным и минимальным значениями магнитных параметров). На зависимости ДО = f (Н/Ыр) можно выделить два характерных участка: на начальной стадии нагружения наблюдается резкое снижение ДО, в дальнейшем снижение происходит в диапазоне (1800+ 900) ± 150А/М2 (рисунок 12).

Е

| 2300 -

I О?

£.<1

¡Г «12300

в 1

н *

£ ® »800 • О

1 д 1зоо

й §

г в 5 800 Рн

0.0

ОЛ 0.2 0.3 0Л 0.5 0£ 0.7 0В

Уровень накопленных повреждений, ШЯЧр

Рисунок 12 - Зависимость размаха градиента напряженности магнитного поля от уровня накопленных повреждений

Таким образом, при наличии калибровочной зависимости Дй = Г (Ы/Ыр), построенной на образцах определенной марки стали и проведении измерений градиента напряженности магнитного поля на объекте с учетом малых деформаций в локальной

зоне металла можно оценить фактический уровень поврежденности материала оборудования.

В четвертой главе описаны подходы, позволяющие определить предельное состояние материала, при котором дальнейшая эксплуатация конструкции нецелесообразна. Свойство структуры адаптироваться к изменяющимся внешним условиям определяет механическое поведение материала под нагрузкой и поэтому знание этих свойств является важным при контроле поведения материалов в условиях эксплуатации. Прямым методом определения адаптивных свойств структуры металла является мультифрактальная параметризация.

В целях установления закономерностей изменения мультифрактальных параметров от степени накопленных усталостных повреждений получены фрактограммы изломов при статическом растяжении образцов, предварительно подверженных малоцикловому нагружению с шагом AN = 500 циклов.

Исследование и съемка поверхности изломов осуществлялись на базе оптического микроскопа «Neophot-32» при увеличении хЮОО для 3-х зон поверхности разрушения (1 - приповерхностная зона, 2 - промежуточная зона, 3 -центр излома) по схеме, представленной на рисунке 13. Предварительная обработка изображений осуществлялась с применением программы Contour Project.

Рисунок 13 - Схема получения изломов поверхности образцов

В качестве иллюстрации на рисунке 14 представлена фрактограмма излома образца со степенью накопления усталостных повреждений Ni/Np=0,91 зоны №1 в исходном состоянии (а) и после обработки (б).

а) б)

Рисунок 14 - Фотографии поверхности излома стали 09Г2С для зоны № 1 при уровне накопленных повреждений N¡/^=0,91 исходная (а) и обработанная (б)

Анализ поверхности изломов металла проводился методом мультифрак-тальной параметризации, принцип которого основан на генерации тем или иным способом (или иного распределения) меры (ц). Для этого исследуемый объект с неупорядоченной структурой «помещается» в евклидово пространство, которое разбивается на ячейки характерного размера. Ячейкам приписываются «веса» в соответствии с распределением, которым характеризуется объект. При изучении особенностей распределения пространственной конфигурации структуры для каждой ячейки подсчитывается число единичных элементов попавших в ячейку, которое делится на общее число элементов структуры. Таким образом, каждой ячейке сопоставляется мера (вес) в виде некоторого положительного числа, а полученная совокупность (матрица) значений задает глобальную меру на том или ином масштабе дискретизации изображения структуры.

Результатом мулътифрактального анализа исследуемого объекта является определение спектра взаимосвязанных фрактальных размерностей. На основе полученных величин фрактальных размерностей при различных значениях q рассчитывались степень однородности fq и параметр скрытой периодичности структуры (упорядоченности) множества ¿Ц* = Б) - Оч. Под степенью однородности структуры понимается показатель характера распределения единичных элементов рассматриваемой структуры в евклидовом пространстве, охватывающем эту структуру, которая более однородна в случае большего

значения fq. Показатель скрытой периодичности структуры отражает степень упорядоченности и нарушения симметрии для общей конфигурации исследуемой структуры в целом. Возрастание означает, что система накачивается информацией и в ней возрастает степень нарушенной симметрии.

Определение мультифрактальных параметров реализовано с помощью программы MFRDrom 99, разработанной профессором ГБ. Встовским. На основе данных муль-тифракгальной параметризации по методике профессора B.C. Ивановой проводились расчеты показателей адапгавносга структуры поверхностей изломов материала.

Анализ моделирования процессов структурных перестроек в различных системах позволили выделить спектр инвариантных значений критических порогов разреженности структуры Dq., контролирующих смену механизмов адаптационных перестроек струюуры.

На основе установленной связи между мультифрактальными критическими показателями спруетуры и значениями ее адативности к внешнему воздействию в условиях подобия вырождения мультифракгала были построены фрактальные карты (рисунок 15) адаптивности струюуры поверхности изломов металла к нарушению устойчивости симметрии системы при этом воздействии для всех трех зон исследования. * гл -

Рисунок 15 - Фрактальная карта адаптивности к нарушению устойчивости симметрии структуры поверхности изломов стали 09Г2С при разном уровне накопления усталостных повреждений

Расчет мультифрактальных параметров осуществлялся при 99 % площади охвата изображения, результаты которого получены в виде зависимостей = { ДЧ = = { М/Ир).

Для разных зон сьема поверхности излома наблюдается различный характер изменения мультифрактальных параметров. В зоне, расположенной ближе к поверхности металла, по сравнению с другими зонами наиболее интенсивно проявляют себя фрактальная размерность (Е)0) и параметр скрытой упорядоченности структуры (Дф.

Можно отметить, что в этой зоне наиболее явно выражена амплитуда изменения данных параметров. Цикличность изменения параметров можно объяснить сменами механизмов адаптации структуры к внешнему воздействию.

Уровень накопленных повреждений в металле, где наблюдается минимальный запас адаптивности, показывает переход металла из устойчивого состояния в неустойчивое. Отмечено, что для приповерхностной зоны он наступает при Ы/Ыр = 0,07; 0,56; 0,77, для промежуточной зоны при Н/Ыр = 0,49; для центральной зоны при ЭД/Ыр = 0,28; 0,98. На основании полученных результатов установлено, что смена механизмов адаптации структуры поверхности изломов происходит последовательно по следующей схеме: зона 1 (I)-» зона 3 (П)-»зона 2 (III) —> зона 1 (IV)-» зона 1 (V)-» зона 3 (VI) (рисунок 16).

Из рисунка видно, что первая смена механизма адаптации структуры к внешнему воздействию наступаег-в приповерхностной зоне излома,-затем-наблюдается переход из одной зоны в другую и завершающая - в центральной зоне, когда происходит полное раскрытие трещины. В связи с тем, что в большинстве случаев разрушение металла происходит с поверхности, был сделан вывод, что точка 5 на рисунках 16,17 является тем уровнем накопленных повреждений, при котором поверхностная зона исчерпала свой ресурс адаптации к внешним воздействиям, после чего наступает процесс раскрытия трещины. Таким образом, предельному состоянию стали 09Г2С соответствует уровень поврежденное™ Н/Ыр= 0,77.

Рисунок 16 - Последовательность смены механизма адаптации структуры поверхности изломов стали 09Г2С

Действительно, анализ литературы показал, что достижение уровня накопленных повреждений N¡/N(,-0,8 в стали 09Г2С соответствует состоянию предразрушения, которое сопровождается полным разрушением ячеистой структуры внутри фрагментов, зарождением и ростом микропор, развитием микротрещин, что подтверждает правомерность полученных результатов. По результатам сравнительного анализа изменения магнитных и мультифракталь-ных характеристик металла построены зависимости Дц; - Дц1+1 = £ (И/Ыр) и ДНп! - ДН„:+1 = {(И/Ир) (рисунок 17). Они получены по значениям, соответствующим состоянию смены механизмов адаптации его структуры.

Рисунок 17 - Кинетика изменения мультифрактальных (а) и магнитных (б) параметров стали 09Г2С при накоплении усталостных повреждений

Характер рхпределения зависимостей описывает кинетику накопления повреждений в материале. Из рисунка видно, что совместное использование адаптивных и магнитных свойств металла позволяет оценить его предельное состояние.

Рассмотрение зависимости поверхностной энергии от градиента напряженности постоянного магнитного поля при циклических нагружениях указывает на характерные три области накопления усталостных повреждений, которые характеризуются областью начального повышения градиента напряженности постоянного магнитного поля исследуемого металла (I), хаотического

Рисунок 18 - Связь поверхностной энергии и градиента напряженности магнитного поля при накоплении усталостных повреждений

При анализе результатов изменения магнитных характеристик и поверхностной энергии отчетливо выделяется зона, границы которой позволяют определить начало и завершение интенсивного накопления повреждений, при выходе из этой зоны наступает процесс раскрытия трещины.

В целях оценки предельного состояния материала оборудования проведены исследования по установлению взаимосвязи его электрофизических и механических свойств. В работе Башировой Э.М. предложена методика оценки и прогнозирования вероятности хрупкого разрушения металла оборудования, изготовленного из низколегированной стали 09Г2С, работающего в условиях статического и циклического режимов нагружения с применением электромагнитного метода контроля. В основе метода заложен анализ переходных функций системы «электромагнитный преобразователь - металл», полученных при осуществлении криогенных испытаний на растяжение с целью моделиро-

вания хрупкого разрушения. На основе данного метода автором и Шарипкуло-вой А.Т. разработан алгоритм оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов с помощью карты динамики разрушения сталей, с учетом содержания углерода и среднего размера зерна в материале.

В дальнейших исследованиях автором и Бикбулатовым Т.Р. осуществлена оценка изменения параметров отклика электрического сигнала вихретоковым преобразователем при испытаниях сталей на усталость. Образцы подвергались малоцикловому нагружению по схеме чистого симметричного изгиба с заданным уровнем деформации. Значение электрического сигнала измерялось через каждые 500 циклов от исходного состояния до разрушения по всей длине рабочей зоны вихретоковым преобразователем.

Измерения выполнялись с использованием измерительного комплекса, включающего в себя: накладной вихрегоковый преобразователь трансформаторного тала с сердечником с неконцентрическим расположением обмоток, внешнее измерительное устройство Tie Pie SCOPE HS801, представляющее собой 2-х канальный 8-разрядный прибор, функционирующий в режимах осциллоскопа, вольтметра, анализатора спектра, самописца и функционального генератора; персональный компьютер. Блок-схема измерения приведена на рисунке 19.

Вихретокобш прео5разо6атель

ъ

Одрпзвц

re*tpupytM6t штряжемнг

« одкок at.tiai

д

---

Отклик %icxmp<w(UK4wnwo («¿нала

Vvw

Внгитп HwtpiUHt.wief уанройаибо Tit Pit Scopt HSS01

Ш

Рисунок 19 - Блок-схема измерения отклика сигнала

В качестве измеряемого параметра в работе был использован переменный электрический сигнал, который независимо от формы характеризуется: амплитудным (максимальным), средним и действующим (эффективным) значением напряжения.

Под амплитудным значением переменного напряжения подразумевается наибольшее мгновенное значение

£/„=тах(и(/)). (18)

Данный параметр оказался не чувствителен к предельному состоянию, поэтому дальнейшее его рассмотрение в данной работе не производилось.

Действующее переменное напряжение характеризуется среднеквадратичным значением за период и вычисляется по формуле

и-

где Т - период сигнала, и - напряжение в момент времени 1. Среднее значение напряжения определяется по формуле

и г.

(19)

(20)

В результате проведенных исследований получены зависимости действующего и среднего значении напряжения от уровня накопленных усталостных повреждений (рисунок 20). Данные показывают общую тенденцию снижения напряжений и имеют экстремум в точке со степенью поврежденности 1\Т1/Ыр=0,8.

0,206 О ™ 0.20-1

у ¡Э 0,202 в

о " 0,2

££0Д98 5 К °'196

'5 £.0,194 Ч § 0,192 * 0,19

0,0485 0,048

■--1

\

ч

А

ч / \

/ ^

О 0.2 0,4 0.6 0,8

Уровень накопленных усталостных повреждений, №/Ыр

а)

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Уровень накопленных усталостны: повреждений, №/Ыр

б)

Рисунок 20 - Зависимость действующего напряжения и (а) и среднего напряжения иер (б) от уровня накопленных усталостных повреждений №/Ыр

Также была установлена зависимость степени затухания 5-й гармоники амплитуды и коэффициента амплитуды от уровня накопленных усталостных повреждений в зоне разрушения, которые также дают возможность оценить степень поврежденности металла (рисунок 21).

0.29

й

I 0,28

^ 0275 021

3

§0265 й

Р 028

а г

Й 0Í55 v

g 0.25 й

^ ига

> 01 М 03 0.4 0,5 0.8 0,7 0.8 O.Í

Уровень накогоюнных усталостных повреждений, Ni/Np

114 112

«

я " й É'|0.8

§106

|>.2 к

о

« 10

0 <М 0.2 0,3 0,4 0,5 0.6 0.7 08 0,9 1 Уровень накошенных усталосгаых повреждений, ЮИр

б)

Рисунок 21 - Зависимость степени затухания 5-й гармоники амплитуды сигнала (а) и коэффициента амплитуды (б) от уровня накопленных усталостных повреждений

Таким образом, применение выше описанного метода дает возможность определить предельное состояние материала исследуемого объекта.

В целях определения влияния усталости материала на порог хладноломкости, когда вязкое разрушение переходит в хрупкое, проведены механические испытания стали 20. В данной работе эти измерения проводились с использованием метода Иоф-фе-Давиденкова, который основан на том, что понижение температуры практически не изменяет сопротивление отрыву (разрушающего напряжения), но повышает сопротивление пластической деформации (предел текучести). Точка пересечения кривых, называемая порогом хладноломкости, соответствует температуре перехода металла сгг вязкого разрушения к хрупкому. В указанных условиях сопротивление отрыву достигается при напряжениях, меньших, чем предел текучести.

Испытания на статическое растяжение до разрушения проведены для каждой партии образцов при температурах +20, -20 и -60°С, после чего определялись механические характеристики по ГОСТ 1497-84. Нагружение осуществлялось на динамометрической машине ИР 5113-100 при скорости нагружения 1 мм/мин. Испытуемые образцы были погружены в этиловый спирт, а снижение температуры реализовыва-лось путем добавления жидкого азота.

Анализ исследований показал, что при увеличении уровня накопления усталостных повреждений значение порога хладноломкости смещается в сторону положительных температур, а общее изменение для стали 20 составило 50°С (рисунок 22).

Уровень накопленных усталостных повреждений. №/Ыр

0,2 0,4 0,6 0,8 1

Уровепь накопленных усталосных повррадеипй »МГ^р

а) б)

Рисунок 22 - Зависимость порога хладноломкости (а) и его градиента (б) от уровня усталостных повреждений

При рассмотрении характера изменения порога хладноломкости металла, подверженного усталостному нагружению, наблюдается экстремум при степени поврежденности N¡/^=0,8, что соответствует наступлению предельного состояния материала, после чего эксплуатация оборудования становится опасной.

В пятой главе приводятся сведения о локальных скачкообразных изменениях свойств материалов при усталостных нагружениях. В последнее время уделяется большое внимание процессам, проходящим в сложных технических системах. Для того чтобы правильно их интерпретировать, необходимо точно оценить особенности процесса накопления повреждений и идентифицировал, существующими методами критические состояния, которые могут приводить к катастрофическим ситуациям.

Проведенные исследования показали, что существует явление локального скачкообразного изменения свойств материалов при усталостных испытаниях образцов. В работе Кузеева М.И. приведены данные о полиэкстремальных зависимостях К1с от уровня накопленных усталостных повреждений (рисунок 23,а). Испытания, проведенные с образцами толщиной 20 мм из стали 09Г2С на чистый изгиб в упругопластиче-ской области, соответствующих условным напряжениям 1,5 превышающим предел

текучести материала, показало, что при достижении уровня повревденности, соответствующего локальному минимуму Кь наблюдается также локальный минимум поверхностной энергии, определенной по углу смачивания жидкости (рисунок 8). Этот эффект видимо связан с изменениями в хаотической части поликристалла, так как обнаруживается измельчение размера зерна (рисунки 23,6), которое исчезает при дальнейшем нагружении и способствует восстановлению повышенных значений К^.

Уровень нпкшгыопусталос1№кпафс»л<»Д, Ьй/Мр Уровень ткотпешшх усталоспшх повреждегай, М^'р

а) б)

Рисунок 23 - Изменение К]С и среднего размера зерна стали 09Г2С при накоплении усталостных повреждений в малоцикловой области

Ниже приведены результаты изменения предела прочности образцов плоского типа из аустенитной высоколегированной стали 12Х18Н10Т после усталостных испытаний с различной степенью поврежденное™ Накопление усталостных повреждений осуществлялось при температурах 20°, 100ри200°С (рисунок 24).

Уровень накопленных усталостных повреждений. ЖМр

Рисунок 24 - Зависимость предела прочности от уровня накопленных усталостных повреждений при температуре испытания 20 °С, 100 "С, 200 °С

На приведенных графиках наблюдается снижение предела прочности в локальной области, а повышение температуры снижает возможность упрочнения металла при усталостных нагружениях образцов.

Зависимости, полученные на однослойных сталях, были проверены при экспериментах с двухслойной сталью 09Г2С+12Х18Н10Т, изготовленной пакетной прокаткой, толщиной биметаллической композиции 12 мм (толщина плакирующего слоя 2,5 мм). Для изучения влияния наличия плакирующего слоя, как на характеристики усталостной прочности двухслойной композиции, так и на процессы деформационного старения, кроме указанной двухслойной стали, были исследованы аналогичные однослойные образцы из стали марок 09Г2С и 12Х18Н10Т толщиной 12 мм. Образцы моно- и биметаллов были изготовлены из листовой заготовки, вырезанной вдоль направления прокатки.

При проведении усталостных испытаний через каждые 500 циклов нагруже-ния проводились измерения поверхностной энергии методом сидящей капли с двух сторон биметалла и скорости ультразвука толщиномером КгаШктапег БМ 4Е с преобразователем ОАЗО! 5,0 МГц в каждой из десяти точек образца.

Зависимость поверхностной энергии и скорости ультразвука от уровня накопления усталостных повреждений представлены на рисунках 25. Изменение поверхностной энергии основного слоя биметалла показано сплошной линией, плакирующего слоя - штриховой линией. Изменение поверхностной энергии от исходного состояния до разрушения (Р„ ршр - Р, исх) составило для основного слоя 3,0'Ш"6 Дж, а для плакирующего слоя 1,3-Ю"6 Дж.

5900 -|--

"3 5890 4 - -———-

5880 --— ------—--

| 5870 ■ ——---.

Й 5860 • -V / -1--------

й 5850 -——- \Т/ -

| 5840 -----—-

, I ___ О

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1 о 0,2 0.4 0.6 0,8 1

Уровень ипклшкнвяусталостных повреждений Уровень накопления усталостных

№Ыр повреждений Ы/Ыр

а) б)

Рисунок 25 - Зависимости поверхностной энергии (а) и скорости распространения продольных ультразвуковых волн (б) от уровня накопления усталостных повреждений

Описанные результаты исследований свидетельствуют о том, что в процессе накопления усталостных повреждений имеется область, где наблюдаются скачкообразные изменения параметров структуры металла и его свойств.

При проектировании оборудования, как правило, принимается скорость коррозии для материала в состоянии поставки. Однако после изготовления оборудования, его транспортировки, монтажа и эксплуатации материал накапливает определенный уровень усталостных повреждений, что, в свою очередь, приводит к изменению его коррозионной стойкости.

В целях установления зависимости скорости коррозии от уровня накопления усталостных повреждений были использованы плоские образцы из стали 20, которые были подвержены усталостным нагружениям по схеме чистого симметричного изгиба Каждая партия образцов имела заданную степень накопления усталостных повреждений №№р от 0,1 до 0,9 с шагом 0,1. Из каждого подготовленного образца было вырезано по 3 образца размером 35x10x5 мм для проведения коррозионных испытаний гравиметрическим методом. Исследования выполнялись с погружением в воду цилиндрических керамических колец диаметром 6,5 мм и длиной 10 мм. На рисунке 26 представлены характерные зависимости скорости коррозии стали 20 после усталостных испытаний без насадки и с удельной площадью поверхности насадок 282 м2/м3. На зависимостях имеет место идентичный характер изменения скорости коррозии для вышеописанных условий испытания с экстремумом при степени поврежденности №/Ыр = 0,3...0,5,

^ —

О 0.1 О,; 0J 0.4 0_< О.б ОЛ 0.8 0.9 I

Уровень накопленных усталостных повреждений №/Ыр

Рисунок 26 - Зависимость скорости коррозии стали 20 после усталостных испытаний (1- с добавлением керамических насадок в воду, 2 - без насадок)

Вышеприведенные факты необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации оборудования, подверженного усталостным нагружениям, а также при контроле текущего состояния материала оборудования с целью повышения его достоверности и адекватности выводов.

В шестой главе описываются результаты исследований по определению потенциальных зон разрушения материалов. С целью установления диагностического параметра, определяющего на ранних стадиях поврежденности металла зоны с максимальной вероятностью разрушения, автором и Ковдрашовой ОГ. исследования проводились на образцах по схеме одноосного и двухосного нагружения. Одноосное напряженно-деформированное состояние реализовывалось воздействием малоцикловых нагрузок, а двухосное - статическим деформированием. Для сравнительного анализа результатов проведенных исследований также проводились эксперименты на пластинах с проточкой диаметромО =4 мм и глубиной 1= 1 мм.

С целью обоснования возможности применения результатов исследований магнитных характеристик металла, проведенных на плоских образцах, при определении его потенциальных зон разрушения на реальном объекте, проведена серия экспериментов на цилиндрических оболочковых конструкциях длиной Ь=220 мм, наружным диаметром 0=108 мм и толщиной 5=4 мм. В них создавались концентраторы напряжения в виде внутренней квадратней проточки со следующими геометрическими размерами: остаточная толщина стенки оболочки в области проточки ^мм, ширина канавки Ьк=15мм. Оболочковые конструкции в нижней части имели глухую плоскую крыгшдг, соединенную посредством сварки, а с другой стороны - фланцевое соединение с плоской крышкой, в которой предусмотрен ипуцер для под ачи масла Натружение данных образцов осуществлялось на лабораторном сгевде. Измерения магнитных характеристик (Н„, Н,^ Н^п,,,) осуществлялись при давлениях от 0 до 15 МПа с шагом А Р=0,5 МПа вдоль концешратора напряжений и на расстоянии 60 мм от него. По результатам этих экспериментов дополнительно производшюсь построение векторов результирующей напряженности постоянного магнитного поля.

На рисунке 27 представлена зависимость степени изменения напряженности магнитного поля ЦУНпрп (отношение нормальной составляющей напряженности магнитного

поля ¡-го цикла нагружения к той же магнитной характеристике при разрушении) по длине рабочей зоны образца при накоплении усталостных повреящений.

Рисунок 27 - Зависимость степени изменения напряженности магнитного поля по длине рабочей зоны образца при накоплении усталостных повреждений

Показано, что в течение всего периода нагружения образцов в зоне их разрушения наблюдаются экстремумы значений магнитных характеристик. Это, означает, что в материале с самого начала деформирования проявляется зона разрушения, причем, если в исходном состоянии потенциально возможных областей разрушения несколько, то уже после первых циклов нагружения остается одна. Полученные результаты также подтвердились на образцах с утонением толщины в локальной зоне. Установлено, что при накоплении усталостных повреждений в стали 09Г2С в зоне разрушения максимальное значение Hni/H„p, составляет (3...4)± 0,5. Однако применение данного параметра на реальной конструкции не представляется возможным, поэтому для количественной оценки изменения магнитного состояния металла оборудования в процессе эксплуатации в данной работе предложено использовать параметр относительной напряженности магнитного поля Hni/H„„cx (отношение нормальных составляющих напряженности магнитного поля i-ro циклов нагружения и исходного значений).

Анализ результатов экспериментов, проведенных на пластинах, показал, что Hnj/Hnœx при повышении давления возрастает и достигает своего наибольшего значения в центральной части образца, что можно объяснить максимальными напряжениями, возникающими в этой области. Причем тенденция повышения наблюдается с самого начала нагружения образцов. Расчетный метод определения напряжений в пластине,

О 10 20 30 40 50 60 70 S0 90 100 110

Длина рабочей тоны образца. L. мм

-НШр=0 —-1ШрЧ),20 —-1ШрЧШ —— ШТр-0,51

подтверждает сходимость проведенного эксперимента Факт повышения параметра ЩНпии также установлен при исследовании пластин с проточкой, при этом смещение максимума напряжений происходило в область концентратора напряжений.

При исследовании поверхности цилиндрических конструкций были построены векторы результирующей напряженности магнитного поля (Н) при разном уровне статического натружения. Установлено, что при повышении внутреннего давления происходит смена направлений результирующих векторов Н, Причем изменение положения векторов в пространстве происходит хаотично относительно измеряемых локальных точек до определенного уровня механических напряжений ((^..Дв)^ возникающих в зоне проточки, при превышении этих значений направление векторов ста&имзируется вплоть до разрушения конструкции. Это говорит о том, что изменения в металле, происходящие в зоне концентратора напряжений, еще задолго до наступления его предельного состояния, влияют на характер распределения векторов Н в близлежащих зонах таким образом, что последние указывают на область, где произойдет разрушение конструкции. При анализе зависимости Нн/Н„иж= Г (Ь) выявляется более точное место разрушения по максимальному значению относительной напряженности магнитного поля (рисунок 28).

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 МО 150 160 170 Длина иегледттси гаси обалочковсй конпрлкщш, Ь, мм 1-Р=2МШ,2-Р=11МП»,3-Р=14МПа

Рисунок 28 - Зависимость относительной напряженности магнитного поля по длине исследуемой зоны оболочковой конструкции при статическом нагружении

Таким образом, экспериментальные исследования на пластинах и цилиндрических оболочках показали возможность использования параметра от-

Точка рагц>тщ«щя

I

носительной напряженности магнитного поля в качестве критерия оценки потенциальных зон разрушения металла оборудования.

Измерения поверхностной энергии также показали чувствительность данного параметра к зонам разрушения. Повревденность конструкционных материалов оценивалась на плоских образцах, изготовленных из основного металла стали СтЗсп5 в состоянии поставки и стали, после длительной эксплуатации вырезанной из демонтируемого резервуара Образцы подвергались циклическому нагружению в области маловдкповой усталости по схеме чистого симметричного изгиба до разрушения, при деформациях е= 0,1% 8=0,12%, Е=0,13%.

Результаты данного исследования показали, »по в идентичных условиях при усталостном нагружении поверхностная энергия возрастает, но для стали, бьюшей в эксплуатации исходное значение поверхностной энергии выше, что указывает на уровень накошенных повреждений в длительно эксплуатируемом металле (рисунок 29).

' о " 0,2 " 0,4 " 0,6 " 0,8 " 1 уровень накопленных повреждений, >Шр

а)

0 " 0,2 0,4 «л 0,6 о.' 0,8 1 уровень повторных накошенных повреждений, №ЛМр

б)

Рисунок 29 - Зависимость поверхностной энергии от уровня накопленных повреждений в стали СтЗсп5 в состоянии поставки (а) и после эксплуатации (б)

а с 8-

1.3

Б - 14

О ♦

- 1 +-г-

10 60 110 Длнна рабочей части образца, мм

Ю 60 по

Дшша рабочей части образца, мм

б)

Рисунок 30 - Поверхностная энергия по всей рабочей части образца в исходном состоянии (а) и после эксплуатации (б)

а)

При измерениях поверхностной энергии по всей длине рабочей зоны образца установлено, что сталь СтЗсп5, в состоянии поставки имеет равномерно распределенную поверхностную энергии по всему исследуемому участку (рисунок 30,а), а длительно эксплуатировавшийся металл имеет экстремумы (рисунок 30,6). Причем, при дальнейших усталостных испытаниях образцов, разрушение происходило именно в той области, где поверхностная энергия имела максимальное значение.

На рисунке 31,а приведена фотография катастрофического разрушения с разгерметизацией стенки резервуара и эскиз трещины на рисунке 31 ,б.

III пояс

а) фото разрушения стенки резервуа- б) эскиз трещины

ра с разгерметизацией

Рисунок 31 - Разгерметизация стенки резервуара V = 5000 мЛ

II пояс

ч 1

Ч 1пояс

На основании результатов численного моделирования на примере резервуара вертикального стального было показано, что напряжения в обечайке распределяются не равномерно, образуя локальные повышенные напряженные зоны, которые при утонении стенки значительно возрастают. Учитывая, что данный объект периодически работает в режиме заполнения и опорожнения, металл обечайки испытывает знакопеременные нагружения, которые в локальных областях в процессе эксплуатации могут достигать малоцикловой области.

По результатам расчетов показана возможность моделирования внештатных ситуаций, связанных с резкими изменениями НДС в оболочке резервуара. Расчеты указывают на возможные зоны возникновения трещин, которые совпадают с траекторией реальной трещины. Поскольку результаты расчета согласуются с характером и геометрией трещины, то данный метод может быть использован при оценке технического освидетельствования (состояния) резервуаров и выдаче рекомендаций по оптимизации работ при реконструкции.

■ми • - ттииг^^ии—г —:—• «■■■« сн о;1 МПА

.099001 1032 £065 3097 4130

516-277 1545 2581 3613 4645

Рисунок 32 - Распределение эквивалентных напряжений в области разрушения

Для подтверждения правильности расчета траектория трещины была наложена на эпюру эквивалентных напряжений в стенке резервуара При наложении эскиза образовавшейся трещины на эпюру эквивалентных напряжений, траектория трещины захватывает две области наибольших напряжений: первая - в районе штуцера, вторая - в точке тройного разветвления трещины (рисунок 32).

Проведенные исследования показали, что измерения поверхностных характеристик сталей, подверженных усталостным нагружекиям, являются чувствительными к структурным изменениям, происходящим на разных стадиях деформирования материала, что позволяет получать информацию по оценке накопленных повреждений и предельного состояния материала оборудования. По результатам полученных исследований разработаны алгоритмы прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования, эксплуатируемого в условиях циклического нагружения, на стадии проектирования и эксплуатации, которые представлены на рисунках 33,34.

Алгоритм прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования на стадии проектирования включает поэтапный анализ напряженно-деформированного состояния в конструкциях численным методом конечных элементов с использованием программных продуктов А^Ув, АВАС)Ш и др.

По результатам анализа определяются зоны с максимальными напряжениями, в которых необходимо осуществлять контроль.

При анализе данных о материале устанавливается, из каких сталей изготовлено оборудование и его элементы и осуществляется проверка, имеется ли в базе данных информация о калибровочных графиках данного материала В случае отсутствия необходимой информации о стали проводятся усталостные испытания с измерением физических параметров материала от начала испытания до разрушения. Результаты полученных зависимостей используются для определения предельного состояния испытуемой стали. Затем

с использованием результатов эксперимента проводится расчет в потенциально опасных зонах скорости роста экстремумов при эксплуатационных режимах нагружения.

С учетом динамики изменения свойств материала, назначается срок кошроля технического состояния и при необходимости проведения ремонтно-воссгановигельных работ. На завершающем этапе назначается ресурс оборудования.

Рисунок 33 - Схема алгоритма прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования на стадии проектирования При прогнозировании ресурса нефтегазового оборудования на стадии эксплуатации оценивается наличие начальных условий о свойствах материала и динамике их изменения при накоплении усталостных повреждений.

В случае наличия достаточной информации о материале исследуемого оборудования выполняется уточнение вида и параметров нагружение, то есть устанавливается амплитуда напряжений и коэффициент асимметрии цикла. Затем проводится статистическая обработка и устанавливается усредненное значение амплитуды напряжений.

Рисунок 34 - Схема алгоритма прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования на стадии эксплуатации

Используя полученньле результаты экспериментов, проводится расчет напряженно-деформированного состояния в исследуемом объекте, и по максимальным значениям амплитуды напряжений уточняются потенциально опасные зоны. Затем в данных зонах проводятся измерения физических параметров и с использованием калибровочных зависимостей уточняются сроки формирования экстремумов, с использованием которых устанавливается ресурс безопасной эксплуатации оборудования.

В случае отсутствия начальных условий о состоянии материала оборудования и условиях его эксплуатации из аналогичного металла для состояния поставки определяются механические характеристики, и уточняется их изменение на исследуемом объекте. Затем выполняется расчет численным методом напряженно-деформированного состояния оборудования, и определяются уточненные координаты потенциально опасных зон, в которых проводится измерение физических параметров. При отсутствии калибровочных зависимостей для материала исследуемого оборудования проводятся испытания на усталость с измерением физических параметров от исходного состояния до разрушения, и выполняется построение калибровочных зависимостей.

По полученным результатам устанавливается предельное состояние материала. Определяется для каждой потенциально опасной зоны количество циклов, которое выдержит материал при данных условиях нагружения.

С учетом калибровочных зависимостей оценивается фактическое количество циклов нагружения и при не значительных разбросах данных устанавливается максимальное значение. В случае превышения разброса данных фактического количества циклов нагружения проводятся дополнительные измерения физических параметров и добиваются более точных результатов измерения.

С учетом полученных результатов уточняются сроки формирования экстремумов на зависимостях физических параметров от уровня накопленных усталостных повреждений, и проводится оценка ресурса оборудования.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что в процессе эксплуатации оборудования в конструкционном материале наблюдается смена механизмов разрушения, связанная с интенсивностью накопления усталостных повреждений. При этом система, которая включает в себя объемный материал и поверхностный дробно-размерный слой, характеризуется экстремальным изменением таких физических характеристик, как поверхностная энергия, напряженность постоянного магнитного поля, напряжение и затухание отклика электрического сигнала, являющихся диагностическими признаками различных стадий процесса разрушения.

2. Независимо от вида конструкционных материалов (углеродистые, низколегированные, высоколегированные стали) при усталостных испытаниях по результатам измерения поверхностных характеристик установлены экстремумы, которые показывают, что наиболее характерными с точки зрения разрушения объектов являются диапазоны с накоплением повреждений N¡/^=0,3...0,4

и №/Ыр-0,7...0,8, где №/Ыр - отношение количества циклов нагружения на момент измерения к количеству циклов до разрушения.

3. Разработан научно-обоснованный алгоритм прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования на стадии проектирования, который включает поэтапный анализ напряженно-деформированного состояния в конструкциях численным методом и выявление потенциально опасных зон, с последующей расчетной оценкой появления экстремумов, назначением сроков контроля и ремонтно-восстановительных работ.

4. Реализация метода протезирования ресурса нефтегазового оборудования на стадии эксплуатации включает следующие последовательные этапы:

- уточнение напряженно-деформированного состояния реальной конструкции, измерение диагностических параметров в зонах наиболее вероятного разрушения;

- уточнение времени формирования дефектной структуры, соответствующей экстремальным значениям физических характеристик.

В случае отсутствия начальных значений физических характеристик при прогнозировании ресурса необходимо использовать факт одинакового количества циклов нагружения для зон с различным уровнем напряжений, которым соответствуют собственные значения отклика электрического сигнала.

5. Установлено, что параметр относительной напряженности постоянного магнитного поля, полученный по результатам измерений магнитных характеристик с поверхности образцов, как при двухосном статическом нагружении (пластины и тонкостенные оболочки), так и одноосном малоцикловом изгибном деформировании, в зоне потенциального разрушения принимает максимальное значение. Результаты анализа векторного распределения результирующей напряженности постоянного магнитного поля в материале оболочковых конструкций, подверженных статическому нагружению, указывают на смену направления векторов в зоны, которые в последствии являются очагами разрушения.

6. Установлено, что поверхностная энергия углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей при увеличении уровня накопления усталостных повреждений по схеме чистого симметричного изгиба в области упругопластических деформаций возрастает, а скорость продольных ультразвуковых волн при аналогичных условиях снижается, что дает возможность по данным параметрам определить степень поврежденное™ металла оборудования, оцениваемую отношением количества циклов нагружения на момент измерения к количеству циклов до разрушения. Экспериментально получено, что результаты измерения поверхностной энергии материала, подверженного

усталостным нагружениям, дают возможность осуществлять оценку потенциально опасных зон с точки зрения разрушения оборудования.

7. Доказано, что размах петли магнитоупругого гистерезиса градиента напряженности постоянного магнитного поля, полученный при разных уровнях накопления усталостных повреждений по схеме чистого симметричного изгиба в области упругопластических деформаций, снижается по линейному закону, что позволяет оценивать фактическую степень поврежденносги металла оборудования.

8. На основе взаимосвязи критических значений мультифрактальных параметров поверхности изломов стали с параметрами адаптивности структуры к внешним воздействиям построены фрактальные карты адаптивности, использование которых позволяет определить механизм накопления повреждений в металле. Показано, что смена механизмов адаптации структуры к внешнему воздействию происходит в определенной последовательности и что при смене механизмов адаптационных перестроек структуры металла наблюдается корреляция интенсивности изменения его магнитных характеристик и мультифрактальных параметров, что дает возможность определять предельное состояние металла оборудования по результатам измерения магнитных параметров.

9. По результатам работы разработан и принят к использованию стандарт предприятия ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет «Оценка долговечности оборудования, эксплуатируемого в условиях малоцикловой усталости, с учетом результатов электромагнитных измерений».

При выполнении работ по проектированию блока ДИГ установки АГФУ нефтеперерабатывающего предприятия ССП УГНТУ ХНИЛ КК МАХП использован разработанный в диссертационной работе алгоритм прогнозирования ресурса основного оборудования.

Полученные результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистрантов направления 150400 «Технологические машины и оборудование» УГНТУ.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

Ведущиерецензируемые научные журналы

1 Кузеев, ИР. Роль поверхности в механизмах образования и разрушения стругаур в системе углеводород-вода/ ИР. Кузеев, Е.А. Наумкин // НТЖ «Нефтегазовое дело». -Уфа, 2003.-№ 1,-С. 365-371.

2 Наумкин, ЕА. Изменение магнитного состояния материала при механическом деформировании/ ЕА. Наумкин, ОГ. Коцдрашова, А£. Прохоров // Башкирский химический журнал.- Уфа: Изд-во (Реактив», 2005-Т.12,№1.- С. 6-10.

3 Кузеев, ИР. Оценка предельного состояния конструкционных материалов ферро-зовдовым методом контроля/ ИР. Кузеев, Е А Наумкин, ОГ. Кондрашова, А.Т. Шарип-кулова // ШЖ «Нефтегазовое дело». - Уфа, 2005.- № 3,- С. 293-296.

4 Кузеев, ИР. Оценка адашивных свойств металла по изменению его магншных характеристик для определения ресурса безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования/ ИР. Кузеев, ЕА Наумкин, ОГ. Коцдрашова // НТЖ «Нефтегазовое дело» -Уфа, 2006.-Т.1,-№ 4,-С. 124-133. '

5 Наумкин, Е А Перераспределение поверхностного слоя жидкости и изменение ее свойств при добавлении насадочных устройств/ ЕА Наумкин, ИР. Кузеев, ЮЛ. Савиче-ва // НТЖ «Нефтегазовое дело». - Уфа, 2006.- Т. 1,- № 4,- С. 173-178.

6 Наумкин, Е А Локальное изменение свойств конструкционных сталей при усталостном накоплении повреждений/ ЕА Наумкин, МЛ Кузеев, АГ. Чиркова, РЛ Трушев, М.О. Воробьев // НТЖ «Нефтегазовое дело». -Уфа, 2007.- Т.1,- № 5,- С. 193-196."

7 Наумкин, ЕА. Особенности усталостного разрушения двухслойных сталей/ ЕА Наумкин, Р Л. Тругаев, ИР. Кузеев // Башкирский химический журнал.- Уфа: Изд-во «Реактив», 2007- Т.14, №4,- С. 142-145.

8 Чиркова, АГ. Предельное состояние трубы змеевика реакционной печи/ АГ Чиркова, Е А. Наумкин, АВ. Рубцов, УЛ. Гайдукевич // Известия высших учебных заведений, 2007.-№ 5,- С. 101-105.

9 Махугов, НА. Испытание фрагмента трубы змеевика реакционной печи на действие внутреннего давления/ НА Махугов, АГ. Чиркова, ЕА. Наумкин, АВ. Рубцов, УЛ. Гавдукевич / ((Заводская лаборатория. Диагностика материалов», г. Москва. Т74 №1,2008, С. 58-62. ^ '

10 Наумкин, ЕА. Определение глубины высокотемпературного науглероживания стали 20Х23Н18 при контакте с коксом/ ЕА. Наумкин, О А Чекенев // НТЖ «Нефтегазовое дело». - Уфа, 2008,- Т.6,- № 1.-С. 123-125.

11 Кузеев, ИР. Влияние усталостной повреждаемости на маплпные характеристики разнородных сварных соединений нефтегазовых трубопроводов' ИР. Кузеев, ЕВ. Пояркова, Е А Наумкин /Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов - Ктоск 2008.- № 5, С. 200-203. '

12 Кузеев, ИР. Разрушение трубопроводных систем, подверженных вибрационным воздействиям/ ИР. Кузеев, Е А Наумкин, С А Панкратьев// Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2009. - №2(74) - С. 70-74.

13 Кузеев, ИР. Оценка срока безопасной эксплуатации трубопроводной обвязки компрессоров и насосов/ ИР. Кузеев, Е А Наумкин, С А Панкратьев //НТЖ ((Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефга и нефтепродуктов»/ ИПТЭР-УсЬа 2009 -Вып.1(75). - С.26-30.

14 Кузеев, ИР. Влияние вынужденных колебаний на надежность трубопроводных систем/ ИР. Кузеев, Е А Наумкин, С А Панкратьев // Башкирский химический журнал -Уфа- Изд-во «Реактив», 2009- Т. 16, №1.- С. 58-62.

15 Чиркова, АГ. Иерархические уровни деформирования и разрушения конструкционных материалов/ АГ. Чиркова, ИР. Кузеев, Е А Наумкин// НТЖ «Нефтегазовое дело». - Уфа, 2009,- Т.7,- № 7,- С. 123-129.

16 Наумкин, ЕА Комплексные исследования поведения оболочкой конструкции из аусгенишой стали бывшей в эксплуатации при деформировании внутренним давлени-

ем/ ЕА. Наумкин, АГ. Чиркова, АВ. Рубцов, УЛ. Гайдукевич// Нефтегазовое дело/ УГ-НТУ,- Электрон, журн.- Уфа, 2008.- №5- Режим доступа к журн.: Ьйр'У/уАУУУ.оеЬш.ги/аийюга/ЯиЬгоу 2.pdf.-14 с.

17 Наумкин, Е.А. Изменение магнигаого состояния материала при механическом деформировании/ Е А Наумкин, О.Г. Кондрашова, А.Е. Прохоров// Башкирский химический журнал,- Уфа- Изд-во «Реакпш», 2009- Т.12, №1.- С. 6-10.

18 Наумкин, Е А. Оценка предельного состояния стали по параметрам переменного электрическою сигнала/ Е А. Наумкин, ТР. Бикбулагов, МИ. Кузее&У Нефтегазовое дело/ УГНТУ.- Электрон, журн.- Уфа, 2011- №5. - Режим доступа к журн.: htlpjVwww.ogbus.rlValrthor^тaumk¡rl/Nalm^kjn l.pdf

19 Наумкин, ЕА. Двухпарамегрический контроль различных стадий упругопла-сшческого нагружения образцов ю стали 09Г2С/ ЕА. Наумкин, ЭР. Юмаева, Т.Р. Бикбулагов, МЛ. Кузеев// Нефтегазовое дело/ УГНТУ.-Электрон. журн.- Уфа, 2011,- №5. - Режим доступа к журн.: httpУ/wvw.ogbus.пVauthors/Naurrlkirl/Naumkin 2.pdf

20 Наумкин Е.А. Оценка степени поврежденносга материала оборудования по изменению степени затухания опашка электрического сигнала/ ЕА. Наумкин, ТР. Бикбулагов, М.И. Кузеев // Нефтегазовое дело/ УГНТУ,- Электрон, журн.- Уфа, 2011.- №5,- Режим доступа к журн.: httpУ/wvw.ogbшл^/alltfaoг5^auшkiгl/Naumkш 3.pdf

21 Наумкин, ЕА. Изменение микроструктуры и механических характеристик стали 20 после имитации пожара и его тушения/ ЕА Наумкин, МИ. Кузеев, ВВ. Белозеров, РР. Кудашев//Башкирский химический журнал,- Уфа: Изд-во (Реактив», 2011- Т. 18, №2.-С. 190-195.

22 Кузеев, ИР. Взаимосвязь механического поведения разнородных сварных соединений с морфологией их усталостных изломов/ ИР. Кузеев, ЕВ. Пояркова, ЕА Наумкин, ЮН. Савичева // НТЖ «Нефтегазовое дело». - Уфа, 2011.- Т.9,- № 1.-С. 11-18.

Монография

23 Кузеев, ИР. Поверхность и поверхностные явления/ ИР. Кузеев, ЕА Наум-кии, ЮЛ. Савичева, СВ. Попова. - Уфа: Изд-во «Нефтегазовое дело», 2009. -144 С.

Патенты

24 Патент № 2376595. Способ магншной дефектоскопии лопашк турбомашин из никелевых сплавов в условиях механических нагрузокУ АМСмыслов, МЛ.Смыслова, ДАГодовский, АДМтнгажев, ЕАЛаумкин (РФ). - 2007145965/28; Заявлено 10.12.2007; Опубл. 20.122009; Бюл35.-С343

25 Патент № 2376593. Способ магнигаой дефектоскопии лопаток турбомашин из лешрованных сталей с учетом механических нагрузокУ АМСмыслов, МЛ.Смыслова, ДАГодовский, АДМингажев, ЕАЛаумкин (РФ).- 2007145760/28; Заявлено 10.122007; Опубл. 20.122009; Бюл35,-С345

26 Патент № 2376594. Способ магнишой дефектоскопии лопаток турбомашин из кобальтовых сплавов в условиях механических нагрузокУ АМ.Смыслов, МЛ.Смыслова, ДАГодовский, АДМингажев, ЕА. Наумкин (РФ). - 2007145761/28; Заявлено 10.122007; Опубл. 20.122009; Бкш35.-С354

27 Патент № 2377550. Термоэлектрический способ дефектоскопии лопаток турбомашин из никелевых сплавов с учетом механических нагрузокУ АМСмыслов, МЛ.Смыслова, ДАГодовский, АДМингажев, ЕА. Наумкин (РФ). - 2007145762/28; Заявлено 10.122007; Опубл. 27.122009; БюлЗб. - С376

Научн&техгшческие издания

28 Кузеев, ИР. Совершенствование методов оценки остаточного ресурса нефтеза-водского оборудования/ ИР. Кузеев, НА Махутов, МЛ. Кузеев, ЕА Наумкин, Р.Р. Тля-шева, АГ. Чиркова, ЛГ. Авдеева, А.С. Симарчук, ЭМ Баширова, ЕМ. Ковалев, ОГ. Коцпрашова// Остаточный ресурс нефтегазового оборудования: Сб. науч. трудов. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006.-№ 1.-С.48-64

29 Кузеев, ИР. Определение ресурса безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования путем оценки алэпгавных свойств металла по изменению его машигаых ха-ракгерисшки/ИР. Кузеев, ОГ. Кондрашова, Е.А. Наумкин//Мировое сообщество: пути и проблемы решения: Сблауч.сг.- Уфа: Изд-ю УГНТУ, 2006,- № 19,- С.16-26.

30 Наумкин, ЕА. Феррозовдовый метод контроля уровня накопленных усталостных повреждений низколегированных сталей/ ЕА. Наумкин, ИР. Кузеев, ОГ. Кондрашова, А.Т. Шарипкулова, М.С. Голубин// Мировое сообщество: проблемы и пути решения: Сборник научных статей.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005.-№18. стр. 190-193.

31 Наумкин, ЕА. Применение феррозондового метода кошроля для определения зоны разрушения оболочковых конструкций/ЕА. Наумкин, ОГ. Кондрашова, ИР. Кузеев, А.Т. Шарипкулова//Остагочный ресурс нефтегазового оборудования: Сборник научных трудов. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006.- №21. с. 100-103.

32 Кондрашова, ОГ. Изменение напряженности магшпного поля по длине зоны действия краевого эффекга/ОГ. Кондрашова, Е А Наумкин, А.Т. Шарипкулова/Мировое сообщество: проблемы и пути решения. - Уфа: УГНТУ, 2007. № 20.

33 Кузеев, ИР. Совершенствование конструкции выпарного оборудования для интенсификации процесса регенерации абсорбенга'ИР. Кузеев, ЕА. Наумкин, ЮН. Сави-чева, ДА. Горяйнов, ИХ. Масков//Мировое сообщество: проблемы и пути решения. -Уфа: УГНТУ, 2007. №21.

34 Наумкин ЕА, Влияние длительности эксплуатации реакторов из стали 20Х23Н18 на глубину диффузии углерода в поверхностные слои/ЕА Наумкин, ОАЛекенев, АВ. Шамонин//Мировое сообщество: проблемы и пути решения. - Уфа: УГНТУ,2007.№21.

35 Щипачев, А.М. Исследование явления трансформации законов распределения скорости ультразвуковых волн при циклическом нагружении стали 09Г2СУАМ Щипачев, ЕА. Наумкин, ЛМ Бакусов., ЕВ. Пояркова//Мировое сообщество: проблемы и пути решения. -Уфа: УГНТУ, 2007. № 21.

36 Наумкин, Е А Изменение скорости ультразвука в стали 09Г2С при различных режимах термообрабопси/Е А. Наумкин, ЭР. Юмаева//Мировое сообщество: проблемы и пути решения. - Уфа: УГНТУ, 2007. №21.

37 Наумкин, ЕА. Влияние параметров генерируемых электромагнитных колебаний и зазора преобразователя на характер отклика сигнала от исследуемого мегалла/Е А. Наумкин, А.Т. Шарипкулова, ЕМ. Догадаева, ВГ. Гарюшин//Мировое сообщество: проблемы и пуга решения.-Уфа- УГНТУ,2007.№21.

38 Кузеев, ММ. Особенности локальной области 03-0,41\Шр усталостной повре-жденности металла/ МЛ. Кузеев, ЕА. Наумкин, СА. Панкратьев// Мировое сообщество: проблемы и пути решения. - Уфа: УГНТУ, 2007. № 21.

39 Наумкин, Е.А. Влияние насадочных устройств на электрическое сопротивление жцдкосги/ЕА. Наумкин, Т.Р. БикбулатовШировое сообщество: проблемы и пути решения.-Уфа: УГНТУ, 2007. № 21.

40 Кузеев, ИР. Моделирование напряженно-деформированного состояния резервуара дня хранения нефтепродукюв/ИР. Кузеев, Е.А. Наумкин, В.К. Бердин, Р.Т. Шер-сгобигова//Осшочный ресурс нефтегазового оборудования. Сбор. науч. тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, выпуск2,2007, с.88-93.

41 Кузеев, ИР. Критерии технического состояния оборудования по отклику электромагнитного сигнала/ ИР. Кузеев, А.Т. Шарипкулова, ЕА. Наумкин //Остаточный ресурс нефтегазового оборудования, сбор. науч. тр. - Уфа: Изд-воУГНТУ выпуск 2,2007, с.101-110.

42 Наумкин, Е А. Оценка степени повревденносга стали 09Г2С в условиях малоцикловой усталости с учетом параметров поверхностной энертии/ЕА. Наумкин, И.Р. Кузеев, А.Е. ПрохоровУ/Сборник научных статей. Мировое сообщество: проблемы и пуга решения. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005,- № 17.- 223 с.

43 Наумкин Е.А., Коцдрашова ОГ, Прохоров А.Е., Шарипкулова А.Т. Влияние механического деформирования на изменение магншного состояния материалов. Инжиниринг, инновации, инвестиции. Сборник научных трудов, Вып. 6 / Под ред. PIL Чапцо-ва - Челябинск: Издание ЧНЦ РАЕН, РУО МАИ, ЧРО МАНПО, ЧРО МААНОИ, ЧелЦ-НТИ, 2005.-235 с.

44 Чиркова, АГ. Испытание сварной оболочковой конструкции, выполненной из стали 10Х23Н18Т, эксплуатируемой в печи пиролиза/ АГ. Чиркова,. АБ. Рубцов, ЕА. Наумкин, УЛ. Гацдукевич //Мировое сообщество, проблемы и пути решения. Сб. науч. сг. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007.-№ 21.-С. 33-42.

45 Чиркова АГ.,. Разрушающее испытание труб змеевиков реакционных пе-чей/АГ. Чиркова, НА. Махутов, АВ. Рубцов, ЕА. Наумкин, АН. Иванова, ИР. Кузеев, Акомолафе Байоде Андрю/Юстаточный ресурс нефтегазового оборудования. Сб. науч. тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007.- выпуск 2,- С. 38-46.

Подписано в печать 25.11.11. Бумага офсетная. Формат 60x80 1/16. Гарнитура «Тайме». Усл. печ. л. I. Тираж 100. Заказ 711. СКУ «Бункер»

450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. М. Пинского, 6.

Введение

1 Проблема оценки ресурса безопасной эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли

1.1 Анализ потенциальной опасности нефтегазового оборудования

1.2 Существующие методы оценки остаточного ресурса оборудования

1.3 Оценка предельного состояния металла оборудования

1.4 Факторы, влияющие на повреждение материалов оборудования, работающего в условиях малоцикловой усталости

1.4.1 Роль усталости в разрушении конструкции

1.4.2 Влияние состава и структурного состояния на сопротивление усталости металлических материалов

1.4.3 Влияние состояния поверхностного слоя на циклическую прочность материалов

1.5 Анализ расчетных методов оценки усталостной прочности конструкции

1.5.1 Метод, основанный на проведении повторных усталостных испытаний

1.5.2 Использование статических испытаний для оценки долговечности

1.5.3 Расчетные методы оценки долговечности

1.6 Применение магнитных и электрических методов неразрушающего контроля для оценки физических и прочностных характеристик 53 материалов

Условия эксплуатации оборудования, используемого в технологических процессах подготовки и переработки нефти и газа, характеризуются сложными режимами нагружения, включающими различные виды и сочетания механических, тепловых и коррозионных воздействий. Кроме того, большинство видов оборудования, имеет высокий уровень изношенности конструкций, что в конечном итоге приводит к труднопрогнозируемым последствиям. В условиях сложившейся обстановки особенно остро встает вопрос обеспечения надежной и безопасной эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли.

Основными причинами ускоренного накопления повреждений в материалах и уменьшения ресурса, определяющих несущую способность и долговечность наиболее нагруженных элементов машин и конструкций, являются многорежимность работы с учетом уровня механических и тепловых нагрузок, абсолютных значений температур эксплуатации, ускоренная смена режимов и увеличение числа этих смен, а также влияние рабочих сред. Для такого оборудования одной из причин разрушения металла является усталость, особенность которой связана с тем, что этот вид воздействия реализуется длительное время без макроскопической деформации и высоких скоростей распространения трещин. Чтобы обеспечить его безопасную эксплуатацию, необходимо проводить комплекс мероприятий по оценке технического состояния оборудования, которые в основном базируются на результатах неразрушающих методов контроля.

В настоящее время выводы о техническом состоянии оборудования основываются в конечном итоге на результатах традиционных методов прочностных расчетов, выполненных с учетом коррозионно-эрозионного износа по данным толщинометрии (ГОСТ 14249-80, ГОСТ 24757-81, ГОСТ 25859-83 и др.). Такие расчеты не всегда корректны, так как в них используются нормативные характеристики металлов, то есть не учитываются возможные факторы повреждения и деградации материалов конструкций.

Известно, что усталостные испытания дают большой разброс экспериментальных значений. В расчетах этот разброс учитывается выбором повышенного запаса прочности. Для сосудов и аппаратов, работающих под давлением, используются (согласно ГОСТ 25859-83) два коэффициента запаса: по числу циклов пн = 10 и по напряжениям П(у = 2, с помощью которых можно определить допускаемую амплитуду напряжений и допускаемое число циклов нагружения. Однако это требует снижения нормативного срока эксплуатации оборудования и существенного утолщения металла, а, следовательно, повышения металлоемкости. Кроме того, использование этих коэффициентов не всегда гарантирует безопасную эксплуатацию оборудования. Поэтому требуется корректировка существующих расчетов на малоцикловую усталость.

При решении задач технической диагностики нефтегазового оборудования в настоящее время широко используются методы неразрушающего контроля, которые, как правило, направлены на выявление и измерение достаточно развитых дефектов. Однако для физически изношенного оборудования наиболее опасным является состояние металла, когда на уровне структуры могут произойти необратимые изменения, которые определяют не только степень накопления повреждений в материале, но и дальнейший механизм разрушения конструкции. Поэтому точная оценка предельного состояния материала оборудования с одной стороны позволит снизить частые остановки на ремонт и диагностические работы, а с другой - исключить аварийную ситуацию.

При этом необходимо также учитывать, что в большинстве случаев зарождение трещин начинается в поверхностных и приповерхностных слоях металла. Поэтому при исследовании закономерностей накопления повреждений в материале оборудования в процессе эксплуатации целесообразно применять такие методы неразрушающего контроля, которые позволяют оценивать изменение свойств на его поверхности.

Целью работы является повышение эффективности мониторинга технического состояния нефтегазового оборудования и прогнозирования предельного состояния материала конструкций, работающих в условиях знакопеременных нагружений, на основе результатов измерения его поверхностных характеристик.

Цель достигается решением следующих задач:

1 Оценить роль поверхности в образовании и разрушении материалов оборудования и изменение поверхностных свойств при накоплении повреждений.

2 Установить особенности усталостного накопления повреждений конструкций и разработать способы оценки уровня накопленных повреждений.

3 Определить диагностические признаки наступления предельного состояния материалов оборудования, подверженных циклическому нагружению.

4 Разработать алгоритм прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования, эксплуатируемого под действием циклических нагрузок, с учетом закономерностей изменения поверхностных свойств, на стадии проектирования и эксплуатации.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Научно доказано, что в процессе эксплуатации оборудования в материале в течение всего периода накопления повреждений изменение свойств носит нелинейный характер с локальными экстремумами, указывающими на увеличение вероятности разрушения. Установлено, что наиболее характерными из опасных периодов эксплуатации оборудования являются диапазоны с накоплением повреждений №ЛЧр=0,3-0,4 и №ЛЧр=0,7-0,8 (ИШр - отношение количества циклов нагружения на момент измерения к количеству циклов до разрушения). Идентификация предельного состояния материала оборудования наиболее точно оценивается с помощью выявленных диагностических признаков трехпараметрического определения физических параметров поверхности, таких как напряженность постоянного магнитного поля, напряжение и затухание отклика электрического сигнала и поверхностная энергия.

2. Разработан научно-обоснованный алгоритм прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования на стадии проектирования и эксплуатации, который основан:

- на оценке распределения напряженно-деформированного состояния материала оборудования численным методом и выявлении потенциально опасных зон, с последующей расчетной оценкой сроков контроля и ремонтно-восстановительных работ;

- на определении области потенциально опасных зон путем измерения акустических и магнитных характеристик, корректировкой дополнительных участков критического накопления повреждений, в которых методами интроскопии определяются координаты и геометрические размеры дефектов, и с учетом степени накопленных повреждений оценивается ресурс исследуемого объекта.

3. На основе экспериментальных исследований научно доказано, что поверхностная энергия материала конструкций при накоплении усталостных повреждений возрастает по всей области нагружения, что дает возможность оценивать степень накопленных повреждений металла оборудования. Кроме того, установлено, что в потенциальной зоне разрушения рост поверхностной энергии происходит в большей степени, чем в других областях исследуемого материала.

Теоретическая и практическая ценность работы

Установлены функциональные зависимости между уровнем накопленных повреждений и такими физическими параметрами, как поверхностная энергия, напряженность постоянного магнитного поля, напряжение и амплитуда затухания отклика электрического сигнала, скорость распространения ультразвуковых волн.

Развиты представления о природе поверхности и поверхностной энергии, в основе которой лежит идея о формировании поверхностной энергии за счет потери мерности сред.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

Разработанный метод оценки накопленных повреждений и предельного состояния материала оборудования, эксплуатируемого в нефтегазовой отрасли, с учетом закономерностей изменения поверхностных характеристик положен в основу учебно-методического комплекса по изучению дисциплины «Оценка накопления повреждений и предельного состояния материала оборудования» магистрантов, обучающихся по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» программы 551831 «Надежность технологических систем и оборудования» с целью формирования базы знаний о природе явления разрушения в металлических материалах, основных принципах и механизмах разрушения.

Разработан и принят к использованию стандарт предприятия ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет «Оценка долговечности оборудования, эксплуатируемого в условиях малоцикловой усталости, с учетом результатов электромагнитных измерений».

При выполнении проектных работ блока ДИГ установки АГФУ нефтеперерабатывающего предприятия проведены расчеты напряженно-деформированного состояния и определены прогнозируемые сроки оценки технического состояния и ремонтно-восстановительных работ оборудования, подверженного циклическим нагружениям.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что в процессе эксплуатации оборудования в конструкционном материале наблюдается смена механизмов разрушения, связанная с интенсивностью накопления усталостных повреждений. При этом система, которая включает в себя объемный материал и поверхностный дробно-размерный слой, характеризуется экстремальным изменением таких физических характеристик, как поверхностная энергия, напряженность постоянного магнитного поля, напряжение и затухание отклика электрического сигнала, являющихся диагностическими признаками различных стадий процесса разрушения.

2. Независимо от вида конструкционных материалов (углеродистые, низколегированные, высоколегированные стали) при усталостных испытаниях по результатам измерения поверхностных характеристик установлены экстремумы, которые показывают, что наиболее характерными с точки зрения разрушения объектов являются диапазоны с накоплением повреждений №/^=0,3-^0,4 и №ЛЧр=0,7-Ч),8, где ]Ч1/Кр - отношение количества циклов нагружения на момент измерения к количеству циклов до разрушения.

3. Разработан научно-обоснованный алгоритм прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования на стадии проектирования, который включает поэтапный анализ напряженно-деформированного состояния в конструкциях численным методом и выявление потенциально опасных зон, с последующей расчетной оценкой появления экстремумов, назначением сроков контроля и ремонтно-восстановительных работ.

4. Реализация метода прогнозирования ресурса нефтегазового оборудования на стадии эксплуатации включает следующие последовательные этапы:

- уточнение напряженно-деформированного состояния реальной конструкции, измерение диагностических параметров в зонах наиболее вероятного разрушения; уточнение времени формирования дефектной структуры, соответствующей экстремальным значениям физических характеристик.

В случае отсутствия начальных значений физических характеристик при прогнозировании ресурса необходимо использовать факт одинакового количества циклов нагружения для зон с различным уровнем напряжений, которым соответствуют собственные значения отклика электрического сигнала.

5. Установлено, что параметр относительной напряженности постоянного магнитного поля, полученный по результатам измерений магнитных характеристик с поверхности образцов, как при двухосном статическом нагружении (пластины и тонкостенные оболочки), так и одноосном малоцикловом изгибном деформировании, в зоне потенциального разрушения принимает максимальное значение. Результаты анализа векторного распределения результирующей напряженности постоянного магнитного поля в материале оболочковых конструкций, подверженных статическому нагружению, указывают на смену направления векторов в зоны, которые в последствии являются очагами разрушения.

6. Установлено, что поверхностная энергия углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей при увеличении уровня накопления усталостных повреждений по схеме чистого симметричного изгиба в области упругопластических деформаций возрастает, а скорость продольных ультразвуковых волн при аналогичных условиях снижается, что дает возможность по данным параметрам определить степень повреждены ости металла оборудования, оцениваемую отношением количества циклов нагружения на момент измерения к количеству циклов до разрушения. Экспериментально получено, что результаты измерения поверхностной энергии материала, подверженного усталостным нагружениям, дают возможность осуществлять оценку потенциально опасных зон с точки зрения разрушения оборудования.

7. Доказано, что размах петли магнитоупругого гистерезиса градиента напряженности постоянного магнитного поля, полученный при разных уровнях накопления усталостных повреждений по схеме чистого симметричного изгиба в области упругопластических деформаций, снижается по линейному закону, что позволяет оценивать фактическую степень поврежденности металла оборудования.

8. На основе взаимосвязи критических значений мультифрактальных параметров поверхности изломов стали с параметрами адаптивности структуры к внешним воздействиям построены фрактальные карты адаптивности, использование которых позволяет определить механизм накопления повреждений в металле. Показано, что смена механизмов адаптации структуры к внешнему воздействию происходит в определенной последовательности и что при смене механизмов адаптационных перестроек структуры металла наблюдается корреляция интенсивности изменения его магнитных характеристик и мультифрактальных параметров, что дает возможность определять предельное состояние металла оборудования по результатам измерения магнитных параметров.

9. По результатам работы разработан и принят к использованию стандарт предприятия ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет «Оценка долговечности оборудования, эксплуатируемого в условиях малоцикловой усталости, с учетом результатов электромагнитных измерений».

При выполнении работ по проектированию блока ДИГ установки АГФУ нефтеперерабатывающего предприятия ССП УГНТУ ХНИЛ КК МАХП использован разработанный в диссертационной работе алгоритм прогнозирования ресурса основного оборудования.

Полученные результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистрантов направления 150400 «Технологические машины и оборудование» УГНТУ.

1. Березин A.B. Влияние повреждений на деформационные и прочностные характеристики твердых тел. -М.: Наука, 1990.-135 с.

2. Махутов H.A., Пермяков В.Н. Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов. Новосибирск: Наука, 2005. - 515 с.

3. Махутов H.A. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность, в 2-х частях Новосибирск: Наука, 2005. - 493 с.

4. Махутов H.A., Воробьев А.З., Гаденин М.М. и др. Прочность конструкций при малоцикловом нагружении.-М: Наука, 1983.-271с.

5. Морозов Е.М. Техническая механика разрушения. Уфа: МНТЦ «БЭТС», 1997.-389 С.

6. Серенсен C.B., Шнейдерович P.M., Гусенков А.П. и др. Прочность при малоцикловом нагружении. Основы методов расчета и испытаний.-М.: Наука, 1975.-286 с.

7. Гусенков А.П., Москвитин Г.В., Хорошилов В.Н. Малоцикловая прочность оболоченных конструкций. М.: Наука, 1989. - 254 с.

8. Лэнджер Б.Ф. Расчет сосудов давления на малоцикловую долговечность. //Техническая Механика.-1962,№ 3.-С.97-113.

9. Механика малоциклового разрушения / Под общ. ред. H.A. Махутова, А.Н. Романова. -М.: Наука, 1986. -264 с.

10. Партон В.З. Механика разрушения от теории к практике М.: Наука, глав, ред. физ.-мат. лит-ры, 1990. - 240с.

11. Проектирование сварных конструкций в машиностроении./ Под ред. С.А. Куркина.-М.: Машиностроение, 1975. 376 с.

12. Галеев В.Б. и другие. Аварии резервуаров и способы их предупреждения. — М.: Недра, 2000.-158 с.

13. Дубов A.A. Проблемы оценки ресурса стареющего оборудования // Безопасность труда в промышленности -2002, №12 С.30-38.

14. Калашников С.А. Влияние условий эксплуатации на усталостную прочностьоболочковых конструкций из стали 09Г2С. Дис. канд. техн. наук. Уфа, 1998.

15. Халимов А.Г., Зайнуллин P.C. Техническая диагностика и оценка ресурса аппаратов. Учеб. пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - 408 с.

16. Новиков И.И. Микромеханизмы разрушения металлов. М.: Наука, 1991. -368 с.

17. Беляев Б.И., Корниенко B.C. Причины аварий стальных конструкций и способы устранения. М.: Стройиздат, 1978.- 205 с.

18. Прохоров A.B. Оценка долговечности аппаратов, подверженных действию циклических нагрузок по изменению акустических и магнитных свойств стали. Дис. канд. техн. наук. Уфа, 2002.

19. Прохоров А.Е. Оценка степени поврежденности оборудования, эксплуатируемого в условиях малоцикловой усталости, с учетом параметров поверхностной энергии. Дис. канд. техн. наук. Уфа, 2005.

20. Смирнов А.Н., Герике Б.Л., Муравьев В.В. Диагностирование технических устройств опасных производственных объектов. Новосибирск: Наука, 2003. - 244 с.

21. Веревкин С.И., Ржавский Е.Л. Повышение надежности резервуаров, газгольдеров и их оборудования. М.: Недра, 1980.-284 с.

22. Розенштейн И.М. Аварии и надежность стальных резервуаров. — М.: Недра, 1995.-253 с.

23. Фалькевич А. С., Анучкин М.П. Прочность и ремонт сварных резервуаров и трубопроводов,— М: Гостоптехиздат, 1975.

24. Бард В.Л., Кузин A.B. Предупреждение аварий в нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах. М.: Химия, 1984.- 248 с.

25. ГОСТ 25.506-85. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (Вязкости разрушения) при статическом нагружении М.: Изд-во стандартов, 1985. - 62 с.

26. РД 09 102 - 95. Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, поднадзорных Госгортехнадзору "России. -МТГГосгортехнадзор, 1995. - 14с.

27. Шубин B.C. Прикладная надежность химического оборудования. Учеб. пособие. Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2002. -296 с.

28. Методика прогнозирования остаточного ресурса безопасной эксплуатации сосудов и аппаратов по изменению параметров технического состояния. 1992.

29. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. (ПБ 10 115- 96).- М.: ПИО ОБТ, 1996. С изменениями ИПБ-03 -147-97.

30. РД 153 112 - 012 - 97. Инструкция по диагностике и оценке остаточного ресурса сварных вертикальных резервуаров-М.,1997. -46 с.

31. РД 09 102 - 95. Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, поднадзорных Госгортехнадзору России. -М.: Госгортехнадзор, 1995. - 14с.

32. РД 34.17.435-95. Неразрушающий магнитный метод диагностирования сварных соединений трубных систем котлов и трубопроводов энергетических установок. —М.: Энергодиагностика,1996.

33. Шубин B.C. Прикладная надежность химического оборудования. Учеб. пособие. Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2002. -296 с.

34. Смирнов А.Н., Герике Б.Л., Муравьев В.В. Диагностирование технических устройств опасных производственных объектов. — Новосибирск: Наука, 2003. — 244 с.

35. ГОСТ 14249-89 (СТ СЭВ 596-86, СТ СЭВ 597-77, СТ СЭВ 1039-78, СТСЭВ 1041-78). Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. М.: Изд-во стандартов, 1987.-65 с.

36. ГОСТ 25.859-83 (СТ СЭВ 3684-82). Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках. М.: Изд-во стандартов, 1983. - 30 с.

37. Бондаренко А.Ю., Бойчук С.И. Проблемы применения магнитных методов испытаний при мониторинге сварных конструкций. // Техническая диагностикаи неразрушающий контроль-2000, №4.

38. Еремин Н.И., Симонова Е.Я. Применение феррозондов для контроля дефектов и структуры металлов. М.: Машиностроение, 1971. с.

39. Головин С.А., Пушкар А. Микропластичность и усталость металлов. -М.: Металлургия, 1980. -240 с.

40. Синергетика и усталостное разрушение металлов: Сборник научных трудов / Под ред. B.C. Ивановой. М.: Наука, 1989 - 246 с.

41. Терентьев В.Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов,- М.: Интермет Инжиниринг, 2002 288с.

42. ГОСТ 21104-75. Контроль неразрушающий. Магнитоферрозондовый метод М.: Изд-во стандартов, 1975. - 17с.

43. ГОСТ Р 52081-2003. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Термины и определения.

44. Горкунов Э.С., Сомова В.М., Макаров A.B., Коган J1.X., Коршунов Л.Г. Магнитные и электромагнитные методы оценки износостойкости стальных изделий. -Дефектоскопия 1995, № 6 - С.33- 39.

45. Дорофеев А. Л., Ерисов P.E. Физические основы электромагнитной структуроскопии. -М.: Наука, 1985.

46. Зацепин H.H., Коржова Л.В. Магнитная дефектоскопия. Наука и техника, 1981.-208 с.

47. Клюев В.В. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. М.: Машиностроение, 1986.-488 с.

48. Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Магнитные методы, структурного анализа и неразрушающего контроля. — Москва: Наука, 1993. — 320с.

49. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник под ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 1995.-487 с.

50. Ферстер Ф. Неразрушающий контроль методом магнитных полей. Теоретические и экспериментальные основы выявления дефектов конечной и бесконечной глубины. // Дефектоскопия.- 1982, № 11.-С. 3 -24.

51. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. М.: Металлургия,1975.-325 с.

52. Назарова М.Н. Исследование механизмов релаксации внутренних напряжений в стенке резервуара и их влияние на развитие процессов разрушения. Дис. канд. техн. наук. Уфа, 2000.

53. Бернштейн M.JI. Структура деформированных металлов. -М.: Металлургия, 1977.-433С.

54. Иванова B.C., Шанявский A.A. Количественная фрактография. Усталостное разрушение-Челябинск: Металлургия, 1988.-400 с.

55. Божокин C.B., Паршин Д.А. Фракталы и мультифракталы. Учебное пособие. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика, 2001. -128 с.

56. Иванова B.C., Баланкин A.C., Бунин И.Ж., Оксогоев A.A. Синергетика и фракталы в материаловедении. М.: Наука, 1994. - 383 с.

57. Синергетика и усталостное разрушение металлов: Сборник научных трудов / Под ред. B.C. Ивановой. М.: Наука, 1989.- 246 с.

58. Моделирование процессов в синергетических системах. // Труды международной конференции «Байкальские чтения— II по моделированию процессов в синергетических системах». Изд. Томского государственного университета, 2002. - 358 с.

59. Встовский Г.В., Бунин И.Ж. Мультифрактальная параметризация структур в материаловедении. // Перспективные материалы. — 1995, №3 — С. 13—21.

60. Фракталы и прикладная синергетика «ФиПС-2005. // 4-ый международный междисциплинарный симпозиум М: Наука, 2005. - 280 с.

61. Физическое металловедение. Физико-механические свойства металлов и сплавов / под ред. Р.У.Кана и П.Хаазена. М.: Металлургия, 1987 254 с.

62. Антикайн П.А. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов. М.: Энергоатомиздат, 1990 160 с.

63. Халимов А.Г., Зайнуллин P.C., Халимов A.A. Техническая диагностика и оценка ресурса аппаратов. Учебное пособие. Уфа: УГНТУ, 2001 408с.

64. Терентьев В.Ф. Циклическая прочность металлических материалов: Учебное пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001 -105 с.

65. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука, 1983 254 с.

66. Трощенко В.Т., Сосновский JI.A. Сопротивление усталости металлов и сплавов: Справочник. Ч. 1 и 2. Киев.: Наукова думка, 1987 - 1324 с.

67. Иванова B.C. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургиздат, 1963- 272 с.

68. Терентьев В.Ф., Пойда В.Г. Влияние размера зерна на сопротивление усталости металлов. В сб.: Усталость и вязкость разрушения металлов. М.: Наука, 1974.-с. 109-140.

69. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. М.: Металлургия, 1975 -455 с.

70. Коцаньда С. Усталостное растрескивание металлов. М.: Металлургия, 1990- 622 с.

71. Nakajima К., Terao K., Miyata T. Effect of Microstructure on Short Fatigue Crack Growth of a+p Titanium Alloys // ISIJ International. 1999, v. 39. № 1. p. 69-74.

72. Beevers C.J. M. Micro mechanisms of fatigue crack growth at low stress intensities//Met. Sci. 1980. № 8-9. p. 418-423.

73. Matsuoka H., Hirose Y., Kishi Y., Higashi K. Effect of Grain Size on Fatigue Crack Growth Resistance in A1 Zn - Mg - Cu System Alios // Trans. Jap. Mech. Eng. A. 1997. v. 63. №615. p. 2303-2311.

74. Tokaji K, Ohya K, Kariya H. Effect of Grain Size and Aging Conditions on Crack Propagation Behaviour in Beta Ti 22V - 4A1 Alloy // J. Iron and Steel Inst. Jap. 2000. v. 86. №11. p. 769-776.

75. Богачев И.Н., Рудаков A.A. Влияние концентрации напряжений на циклическую прочность структурно-нестабильных сталей // Физ. -хим. механика мат. 1972, Т. 8, №3, с. 110-111.

76. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М., Логос, 2000, 272 с.

77. Котречко С.А. Статистическая модель хрупкого разрушения ферритно-перлитных сталей // Металлофиз. и нов. техн. 2001, v. 23, №1, с. 103-122.

78. Махераух Е., Райк В. Влияние структуры, способа изготовления и нагружения на усталостную прочность. В сб.: Поведение стали при циклических нагрузках / Пер. с нем. М.: Металлургия, 1983. с. 194-243.

79. Костина М.В., Банных О. А., Блинов В.М. Особенности сталей, легированных азотом // Металловед, и терм, обработка мет. 2000, №12. с. 3-6.

80. Hirukawa Н., Matsuoka S., Takeuchi Е. е. a. High Resistance of Fatigue Crack Growth for Austenitic Stainless Steels Containing Nitrogen // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. B. 1999. v. 65. №634. p. 157-162.

81. Nishida S., Hattori N., Nisdhioka T. e. a. High-Cycle Fatigue Properties of Austenitic Stainless Steels with Different Nitrogen Content // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 1999. v. 65А. №632. p. 124-125.

82. Nagariuna S., Srinivas M., Balasubbramanian K. a. e. Effect of alloying content on high cycle fatigue behaviour of Cu Ti alloys // Int. J. Fatigue. 1997. v. 19. №1. p. 51-57.

83. Jiang D.M., Kang S.B., Kim H.W. Microstructure and mechanical properties of Al-Mg alloy sheets for autobody application // Mat. Sci. and Techn. 1999. v. 15. №12. p. 1401-1407.

84. Столофф H.C, Дэвис Р.Г. Механические свойства упорядочивающихся сплавов. / Пер. с англ. М.: Металлургия, 1969 113 с.

85. Umakoshi Y. Fatigue and Fracture of Intermetallic Compounds // Sci. and Ind. (Osaka). 2001. v. 75. №6. p. 261-265.

86. Varschavsky A. Influence of Disperse Order on the S N Fatigue Behaviour of Cu - 9% A1 alloy// Mater. Sci. and Eng. 1976. v. 22. №2. p. 141-146.

87. Горицкий B.M., Терентьев В.Ф. Структура и усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1980 207 с.

88. Лозинский М.Г., Иванова В.С, Романов А.Н. и др. Микроструктурные особенности усталостного разрушения технического железа в интервале температур динамического деформационного старения // Физ. мет. и металловед. 1967, Т. 24, №2. с. 321-328.

89. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Усталость металлов и сплавов // Металловед, и терм. обр. 1966. М., ВИНИТИ, 1967, с. 5-62.

90. Терентьев В.Ф. О некоторых особенностях температурной зависимости циклической прочности малоуглеродистой стали // Физ. мет. и металловед. 1969, Т. 27, №6, с. 1088-1092.

91. Иванова B.C., Терентьев В.Ф., Горицкий В.М. К вопросу о деформационном старении в процессе циклического нагружения // Пробл. прочн. 1973, №3, с. 44-18.

92. Иванова B.C., Горицкий В.М., Терентьев В.Ф. и др. Дислокационная структура и деформационное старение в процессе усталости ОЦК металлов. В сб.: Взаимодействие между дислокациями и атомами примесей и свойства металлов. Тула: Изд-во ТПИ, 1974, с. 181-187.

93. Tsuzaki К., Hori Т., Maki Т. et al. Dynamic Strain Aging during Fatigue Deformation in Type 304 Austenitic Stainless Steel // Mat. Sci. and Eng. 1983. v. 1. p. 247-260.

94. Mannan S.L. Role of dynamic strain ageing in low cycle fatigue // Bull. Mater Sci. 1993. v. 16. №6. p. 561-582.

95. Савчин Б.М. Влияние малоцикловых нагружений на фазовые превращения и развитие субструктуры в стали Х18Н10Т // Физ. -хим. механика мат. 1978, Т. 14, №3.-с. 72-75.

96. Hennessy D., Steckel G., Altstetter С. Phase Transformation of Stainless Steel During Fatigue // Met. Trans. A. 1976. v. 7A. March, p. 415-424.

97. Baudry G., Pineau A. Influence of strain-induced martensitic transformation on the low-cycle fatigue behavior of a stainless // Mat. Sci. and Eng. 1977, 28, №2, p. 229-242.

98. Srinivasan V.S., Sandhya R., Bhanu Sankara Rao K. e. a. Effects of the low cycle fatigue behavior of nitrogen alloyed type 316L stainless // Int. J. Fatigue. 1991. v. 13. №6. p. 471-478.

99. Sadougy Vanini A., Lehr P. Comportement en fatigue oligocyclique de lyacier inoxydable Z3CN18-10 a 20 et - 196 °C// La Revue de Met. - CIT/Sci. et Genie des Mat. 1994, 91, №5, p. 781-788.

100. Стрижало В.А., Зинченко А.И., Черный A.A. О влиянии низкой температуры на малоцикловую усталость хромоникелевых сталей // Металлы, 1975, №5.-с. 135-141.

101. Stolarz J., Baffle N., Madelaine-Dupuich О. Effect of microstructure on fatigue shortth crack behaviour in multiphase materials: Proc. of the 13 European Conf. on Fracture (6-9

102. September 2000, San Sebastian, Spain), Elsevier Science, 2000, P. 50-57.

103. Chol S.-D., Misawa H., Akita K. e. a. X-ray Fractography on Fatigue Fractured Surface of solution and aging treated Ti 6A1 - 4V Alloy // Trans. Jap. Mech. Eng. A. 1997, v. 63, №615, p. 2387-2392.

104. Wilkes K.E., Liaw P.K. The Fatigue Behavior of Shape — Memory Alloys //J. Miner., Metals and Mater. Soc. 2000. v. 52. №10. p. 45-51.

105. Ни Q., Jin W., Lui X. e. a. Effect of symmetric tension compression fatigue controled by low stress / strain amplitude on the transformation behavior of Ti - 49,6 Ni alloy // Acta met. sin. 2001, v. 37, №3, p. 263-266.

106. Орлова H.A., Самойлович С.С., Круткина Т.Г. и др. Циклическая усталость аморфных сплавов системы Fe — Mo — Р — С // Физ. мет. и металловед. 1995, Т. 80, №6.-с. 119-124.

107. Smith Т.J., Maier H.J., Sehitoglu Н. et al. Modeling High-Temperature Stress -Strain Behavior of Cast Aluminum Alloys // Met. and Mat. Trans. 1999, v.30A, №1, p. 133-146.

108. Jiang W.H., Yao X.D., Guan H.R. e a. Carbide behaviour during high temperature low cycle fatigue in a cobalt-base superalloy // J. of Mat. Sei. 1999, v.34, №12, p. 2859-2864.

109. Терентьев В.Ф. Модель физического предела усталости металлов и сплавов//ДАН СССР, 1969, Т. 185, №2. с. 324-326.

110. Геров В.В., Колмаков А.Г., Терентьев В.Ф. Повышение свойств высокопрочных сталей с использованием метода топографического модифицирования поверхности. // J. of Advanced Mat. 2001, №1, p. 14-22.

111. Геров B.B., Колмаков А.Г., Терентьев В.Ф., Влияние топографической структуры поверхности на механические характеристики мартенситностареющей стали // Физ. и хим. обр. мат. 2002, №1. с. 15-21.

112. Amano К., Oyamada О., Enomoto К. е. a. Effect of Surface Roughness and Ti Base Precipiitate on Fatigue Strength of Ni-Ti-Nb Shape Memory Alloy // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. B. 1999, v. 65, №634, p. 177-183.

113. ФоррестП. Усталость металлов/ Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1968 352 с.

114. Kawagoishi N., Fujimura К., Chen Q. е. a. Fatigue Strength of Specimens Ground by a CBN Wheel: In Cases of Carbon Steel and a Nickel-Base Super Alloy // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. A. 1997, 63, №613, p. 1844-1848.

115. Takase Т., Setoguchi K., Wakahara T. Effect of Surface Roughness on Fatigue Strength of 0,25 % С Annealed Steel and Policarbonate // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. A. 1998, 64, №622, p. 1463-1467.

116. Verpoest I., Aernout E., Deruyttere A., De Bondt M. The fatigue threshold, surface condition and fatigue limit of steel wire // Int. J. Fatigue. A. 1985, v. 7, №4, p. 199-214.

117. Осташ О.П., Андрейко И.М., Шейко А.А. Влияние фазовой нестабильности на низкотемпературную циклическую трещиностойкость аустенитных высокопрочных чугунов // Процессы литья. 1997, №2. с. 76-84.

118. Калашников С.А. Влияние условий эксплуатации на усталостную прочность оболочковых конструкций из стали 09Г2С. Дисс. канд. техн. наук -Уфа, 1998- 127 с.

119. Бакиев А.В. Технология аппаратостроения: Учебное пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1995-297с.

120. Щипачев A.M. Прогнозирование характеристик усталостной прочности металлов с учетом модифицированных поверхностных слоев. Автореф. дисс. . докт. техн. наук-Уфа: УТИС,2000

121. Терентьев В.Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов. М.: Интермет Инжиниринг, 2002 288с.

122. Баланкин A.C. Синергетика деформируемого тела. М., 1991

123. Прудников Е.Д., Шапкина Ю.С. Описание уровней флуктуации и самоорганизации в природных системах. Вестник ЛГУ. 1991. - Вып. 4(25).

124. Prudnikov E.D.// Spektrochim. Acta. 1981. - Vol.36B(4). - P.385 - 392/

125. Dubus В., Zucker S.W., Tricot С., Quiiow J.F. Evaluating the fractal dimention of surfaces.

126. Voss R.F. Random fractal forgeries// Fundamental Algorithms in Computer Graphics/ Berlin, 1885/ - P.805 - 835.

127. Встовский Г.В., Колмаков А.Г., Терентьев В.Ф. Изв. РАН. Металлы. 1993. - №4-С. 164-178.

128. Gaines G.L., Jr.Insoluble Mondayers et at Liguid-Gas Interfase. N.Y. Interscience, 1966

129. Иванова B.C. Синергетика: прочность и разрушение металлических материалов. -М.: Наука, 1992. 155 с.

130. Mandelbrot В.В., Passoja D.E., Pullax A.J.//Nature. 1984.-V.308.-P.721-722.

131. Колмаков А.Г., Встовский Г.В., Терентьев В.Ф. Синергетика, структура и свойства материалов, самоорганизующиеся технологии/ Под ред. B.C. Ивановой, И.В. Зуева, Н.Б. Певзнер. М., 1996. - Т.2 - С.213-214.

132. Келдыш Л.В. Таммовские состояния и физика поверхности твердого тела. -М.: Изд-во «Природа», 1985, №9.

133. Пригожин И. От существующему к возникающему. М.: «Наука», 1985.

134. Кузеев И.Р., Самигуллин Г.Х., Куликов Д.В., Закирничная М.М., Мекалова Н.В. Сложные системы в природе и технике. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997. — 227.

135. Потлорак О.М. Термодинамика в физической химии. М.: Высш. Школа, 1991.-306 с.

136. Ben-Avraham D., Halvin S.// J.Phys. 1982. - Vol.A15. - P.L619.

137. Встовский Г.В., Колмаков А.Г., Бунин И.Ж. Введение в мультифрактальную параметризацию структур материалов. Москва-Ижевск: Научно-издательский центр "Регуляция и хаотическая динамика", 2001, 116 с.

138. Куликов Д.В., Чиркова А.Г. Модель изменения мерности субстанции. Мировое Сообщество: проблемы и пути решения, 3, 1999. С 92-105.

139. Иванова B.C., Кузеев И.Р., Закирничная М.М. Синергетика и фракталы. Универсальность механического поведения материалов. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998.-363 с.

140. Кузеев И.Р., Самигуллин Г.Х., Куликов Д.В., Закирничная М.М., Мекалова Н.В. Сложные системы в природе и технике. Уфа: Изд-во УГНТУ, 199/.-227с.

141. Вундерлих Б. Физика макромолекул. Зарождение, рост и отжиг кристаллов. Т.2. М.: Мир, 1979. - С. 129.

142. Кузеев И.Р., Наумкин Е.А. Модель образования и трансформации формы с использованием понятия мерность. Мировое Сообщество: проблемы и пути решения, 12, 2002. С 47-55.

143. Кузеев И.Р., Наумкин Е.А. Роль поверхности в механизмах образования и разрушения структур в системе углеводород — вода.// Нефтегазовое дело. -2003. -том.1. С. 365 -371.

144. Кузеев И.Р., Наумкин Е.А., Савичева Ю.Н., Масков И.К. Влияние насадочных устройств на поверхностное натяжение жидкости,- Мировое сообщество: Сб. науч. Ст. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006. - №20. - С. 33-36.

145. Кулаков .В., Щепкин С.И. Автоматические контрольно-измерительные приборы для химических производств. М.: МАШГИЗ, 1961. - С. 550.

146. Терентьев В.Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов. М.: Интермет Инжиниринг, 2002 288 с.

147. Калашников С.А. Влияние условий эксплуатации на усталостную прочность оболочковых конструкций из стали 09Г2С. Дисс. канд. техн. наук Уфа, 1998 -127 с.

148. Кузеев И.Р., Наумкин Е.А., Прохоров А.Е. Изменение поверхностных свойств металла при накоплении усталостных повреждений./ Материалы научно-практической конференции «Нефтепереработка и нефтехимия 2003»,-Уфа: Изд-во ГУП ИНХП, 2003. - С.352.

149. Бакиров A.A., Насретдинов Д.Б., Прохоров А.Е., Бессарабова Е.В., Наумкин Е.А. Установка для испытаний на усталость. // Материалы научно-практической конференции «Нефтепереработка и нефтехимия 2003».- Уфа: Изд-во ГУП ИНХП, 2003. - С.325.

150. Наумкин Е.А., Прохоров А.Е. Совершенствование лабораторной базы при изучении закономерностей усталостных разрушений. Материалы II Международной научно- технической конференции «Новоселовские чтения». -Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. С. 186.

151. Газиев Р.Р. Оценка долговечности биметаллических аппаратов на примере реактора установки замедленного коксования. Дис. канд. техн. наук. Уфа, 1992- 191 с.

152. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. Пер. с англ. Абидора И.Г. Под ред. Зорина З.М., Муллера В.М. М., Мир, 1979 568 с.

153. Щукин Е.Д., Перцов A.B., Амелина Е.А. Коллоидная химия. М., Высшая школа, 1992-414 с.

154. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М., Химия, 1976 231 с.

155. ГОСТ 25859-83. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках. М.: Изд-во стандартов, 1983 31 с.

156. ГОСТ 14249-80 (СТ СЭВ 596-86, СТ СЭВ 597-77, СТ СЭВ 1039-78, СТ СЭВ 1041-78). Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. М., Изд-во стандартов, 1987 65 с.

157. ГОСТ 24757-81. Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчета на прочность. М., Изд-во стандартов, 1981 19 с.

158. ГОСТ 25221-82. Сосуды и аппараты. Днища и крышки сферические неотбортованные. Нормы и методы расчета на прочность. М., Изд-во стандартов, 1982 20 с.

159. Прохоров А.Е. Оценка степени поврежденности оборудования, эксплуатируемого в условиях малоцикловой усталости, с учетом параметров поверхностной энергии . Дис. канд. техн. наук. Уфа, 2005.

160. Вонсовский C.B., Шур Я.С. Ферромагнетизм. М.-Л.: ОГИЗ ГИТТЛ, 1948. -816 с.

161. Абдуллин И.Г., Гареев А.Г., Худяков М.А. Анализ стадий зарождения и развития малоцикловой коррозионной усталости металла магистральных нефтепроводов. // Трубопроводный транспорт нефти. 1999, № 6. - С. 31 - 34.

162. Абдуллин И.Г., Гареев А.Г., Мостовой А.В. Коррозионно-механическая стойкость нефтегазовых трубопроводных систем. // Диагностика и прогнозирование долговечности. Гилем, 1997. - 177 с.

163. Встовский Г.В., Бунин И.Ж. Мультифрактальная параметризация структур в материаловедении. // Перспективные материалы. 1995, №3- С. 13-21.

164. Моделирование процессов в синергетических системах. // Труды международной конференции «Байкальские чтения- II по моделированию процессов в синергетических системах». Изд. Томского государственного университета, 2002. - 358 с.

165. Фракталы и прикладная синергетика «ФиПС-2005. // 4-ый международный междисциплинарный симпозиум,- М: Наука, 2005. 280 с.

166. Наумкин Е.А., Кондрашова О.Г., Прохоров А.Е. Изменение магнитного состояния материала при механическом деформировании. //Башкирский химический журнал. Уфа: Изд. «Реактив», 2005,- Т12,- № 1,- С. 6 - 10.

167. Becker R., Döring W. Ferromagnetismus. Berlin: Springer Verlag, 1939.-440s.

168. Вонсовский C.B., Шур Я.С. Ферромагнетизм. M.-JL: ОГИЗ ГИТТЛ, 1948. -816 с.

169. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные свойства вещества. -М.: Мир, 1983. -302 с.

170. Прохоров А.В. Оценка долговечности аппаратов, подверженных действию циклических нагрузок по изменению акустических и магнитных свойств стали. Дис. канд. техн. наук. Уфа, 2002.

171. ГОСТ 25502-79. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. М.: Изд-во стандартов, 1980. - 32 с.

172. Залмазон Л.А. Преобразование Фурье, Уолша, Хаара и их применение в управлении, связи и других областях. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1989, -496с.

173. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории упругих колебаний. М.: Изд-во Машиностроение. 1967, - 316с.

174. Газиев P.P. Оценка долговечности биметаллических аппаратов на примере реактора установки замедленного коксования. Дис. канд. техн. наук. Уфа, 1992.

175. Наумкин Е.А., Кондрашова О.Г., Прохоров А.Е. Изменение магнитного состояния материала при механическом деформировании. //Башкирский химический журнал. Уфа: Изд. «Реактив», 2005.- Т12,- № 1.- С. 6 - 10.

176. Вонсовский C.B., Шур Я.С. Ферромагнетизм. M.-JL: ОГИЗ ГИТТЛ, 1948. -816 с.

177. Справочник по сопротивлению материалов / Е.Ф. Винокуров, М.К.

178. Балыкин и др. Минск: Наука и техника, 1988. - 464 с.

179. СНиП 23.01.99 Строительная климатология.

180. Евтихин В.Ф. Новое проектирование, строительство и эксплуатация резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов. М.: Изд-во ЦНИИТЭнефтехим, 1980.-56с.

181. Махутов H.A., Пермяков В.Н. Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов. Новосибирск: Наука, 2005. - С.203.

182. Макаренко O.A. Совершенствование конструкций резервуаров с плавающими крышами (понтонами) с целью повышения надежности и эффективности их работы: Дис.канд. тех. наук. Уфа, 1999. - 170 с.

183. Сафарян М.К. Металлические резервуары и газгольдеры. М., Недра, 1987. -202 с.

184. Веревкин С.И., Ржавский E.JI. Повышение надежности резервуаров, газгольдеров и их оборудования. М., Недра, 1980. С.222.

185. ГОСТ 25.502-79. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. М.: Изд-во стандартов, 1980 32 с.

186. ОСТ 27947 Контроль неразрушающий. Рентгенотелевизионный метод. Общие требования. Режим доступа: www.standards.ru

187. ГОСТ 25.502-79. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. М.: Изд-во стандартов, 1980 32 с.

188. Прохоров А.Е. Оценка степени поврежденности оборудования, эксплуатируемого в условиях малоцикловой усталости, с учетом параметров поверхностной энергии: Дис.канд. тех. наук. Уфа, 2005.

189. Леонтьев В. Л. Система ANS YS как средство изучения метода конечных элементов и механики сплошных сред.-Екатеринбург: Изд-во УГУ, 2001 40с.