автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Методы контроля ресурса и диагностики металлических конструкций

ВВЕДЕНИЕ

В. 1. Аннотация.

В.2. Актуальность темы.

В.З. Цель работы.

В.4. Задачи исследований.

В.5. Научная новизна.

В.6. Практическая новизна.

В.7. Структура диссертации.

Глава 1.РАЗРУШЕНИЕ И РЕСУРС НАГРУЖЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Состояние современной технической диагностики.

1.2. Подходы к оценке остаточного ресурса.

1.3. Механическая концепция разрушения

1.3.1. Основы механической концепции.

1.3.2. Теоретическая прочность.

1.3. 3. Модель Гриффита.

1.3.4. Механика разрушения.

1.4. Кинетическая теория разрушения

1.4.1. Время до разрушения. Формула Журкоеа.

1.4.2. Термоактивированное зарождения трещин.

1.4.3. Микромеханика разрушения.

1.4.4. Прогнозирование ресурса.

1.5. Выводы.

Глава 2. ДЛИТЕЛЬНАЯ И КРАТКОВРЕМЕННАЯ ПРОЧНОСТЬ

2.1. Подходы к прогнозированию длительной прочности.

2.2. Связь длительной и кратковременной прочностей в кинетической теории разрушения.

2.3. Зависимость ресурса при статической нагрузке от коэффициента запаса прочности.

2.4. Ресурсосбережение путем снижения коэффициента запаса прочности.

2.5. Результаты и выводы.

Глава 3. МЕТОД ПРОДЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ КОНСТРУКЦИИ

ИСПЫТАНИЕМ ПРОБНОЙ НАГРУЗКОЙ

3.1. О перегрузочных испытаниях.

3.2. Сокращение ресурса при перегрузочном испытании

3.2.1. Термосиловое разрушение.

3.2.2. Стресс-коррозия.

3.3. Способ продления срока службы конструкции.

3.4. Результаты и выводы.

Глава 4. АКУСТИКО - ЭМИССИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ И РЕСУРСА

4.1. Первые наблюдения и использования акустической эмиссии.

4.2. АЭ: термины и определения, нормативные документы.

4.3. Об АЭ контроле при пневмоиспытаниях.

4.4. Диагностическая АЭ аппаратура

4.4.1. Общие принципы.

4.4.2. АЭ система "ОРК".

4.5. Лабораторные исследования АЭ

4.5.1. Традиционный подход.

4.5.2. Статическое нагружение.

4.5.3. Методы контроля остаточного ресурса и диагностики. с применением АЭ.

4.5.4. Контроль ресурса и диагностика при циклическом нагружении стальных сварных конструкций.

4.5.5. Зарождение макротрещин при высокотемпературной, ползучести.

4.6. Результаты и выводы.

В.1. Аннотация

Диссертационная работа направлена на повышение безопасности эксплуатации технических устройств опасных прозводственных объектов и посвящена разработке новых методов контроля ресурса и диагностики металлических конструкций, опирающейся на кинетическую теорию прочности и регистрацию акустической эмиссии при генерации повреждений в нагруженном материале. Проведено теоретическое обоснование и апробация разработанных методов при лабораторных испытаниях образцов и элементов стальных конструкций.

В.2. Актуальность темы

Согласно нормативным документам (ГОСТы, Правила Госгортехнадзора России и др.), по истечении назначенного (расчетного) срока службы (установленного проектом или заводом-изготовителем), эксплуатация любых технических устройств опасных производственных объектов должна быть прекращена независимо от их технического состояния. Для продолжения эксплуатации, а также после аварий и восстановительных ремонтов объекты должны пройти техническое диагностирование, которое включает два элемента (диагностику и прогноз): оценку на основании неразрушающего контроля текущего технического состояния объекта и определение его остаточного ресурса - суммарную наработку от момента контроля до перехода в предельное (неработоспособное) состояние. Наработкой объекта называется продолжительность его работы, измеряемая временем или числом рабочих циклов. Предельным является состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.

В настоящее время при техническом диагностировании основную роль играют локальные методы неразрушающего контроля, направленные на поиск дефектов, а определение остаточного ресурса проводится лишь в отдельных частных случаях (циклического нагружения, равномерной коррозии и др.). Применяемые при этом методики носят эмпирический характер, не привлекая современных физических представлений о разрушении (кинетическая теория) и обычно не используют сравнительно нового метода акустической эмиссии, достоинствами которого являются возможность 100 %-го контроля объекта без вывода его из эксплуатации и измерение кинетических характеристик разрушения.

В.З. Цель работы

Целью работы является совершенствование системы технического диагностирования за счет использования новых методов контроля ресурса конструкций, приводящее к обоснованию продления службы, периодичности обследований, сроков ремонтов, замены и, в целом, - к повышению безопасности эксплуатации технических устройств опасных прозводственных объектов, снижению риска техногенных катастроф с негативными социальными, экологическими и материальными последствиями;

В.4. Задачи исследований

1. Установление аналитической связи между длительной и кратковременной прочностями.

2. Установление связи между ресурсом при статической нагрузке и коэффициентом запаса прочности.

3. Анализ перегрузочных испытаний и их модификация как средства продления срока службы конструкций.

4. Исследование АЭ при статическом нагружении.

5. Установление АЭ критерия зарождения макротрещин.

6. Верификация методов контроля ресурса с применением регистрации АЭ при лабораторных испытаниях циклическим нагружением элементов сварных конструкций и трубчатых образцов, нагружаемых внутренним давлением, в условиях высокотемпературной ползучести.

В.5. Научная новизна

1. Установлена зависимость между кратковременной и длительной прочностями, не содержащая эмпирических коэффициентов.

2. Впервые установлена зависимость ресурса при статическом нагружении и различных температурах от коэффициента запаса прочности.

3. Впервые величина пробной нагрузки при гидро-пневмоиспытаниях связана с продлеваемым сроком службы промышленного объекта.

4. Установлен АЭ критерий завершения стадии накопления повреждений и зарождения макротрещин.

В.6. Практическая значимость

1. Полученные результаты позволяют по проектному значению коэффициента запаса прочности рассчитать начальный ресурс конструкции, что путем обоснованного снижения запаса прочности приведет к материало-и энергосбережению.

2. Полученные результаты позволяют по значению коэффициента запаса прочности, измеренному (с учетом дефектов материала) после изготовления или длительной эксплуатации конструкции рассчитать ее индивидуальный остаточный ресурс, что приведет к обоснованию продления службы, периодичности обследований, сроков ремонтов, замены и, в целом, - к повышению безопасности эксплуатации технических устройств опасных производственных объектов.

3. Установленный АЭ критерий позволяет в условиях промышленной эксплуатации конструкции зафиксировать исчерпание ресурса по условию окончания стадии накопления микроповреждений и зарождения макротрещин.

4. Проведенная модифицикация традиционных перегрузочных (гидравлических и др.) испытаний позволяет величине продлеваемого срока службы технического устройства сопоставить величину пробной нагрузки, которую должен выдержать диагностируемый объект. Это должно найти применение для продления срока службы и назначения периодичности проверок и ремонтов сосудов, трубопроводов, грузоподъемных кранов и т.д., а также - для отбраковки тех объектов или их элементов, которые не обладают ресурсом, необходимым для продления эксплуатации.

5. По результатам исследований получено 2 патента России.

6. Результаты исследований являются дополнением учебных курсов технических университетов по предметам, связанным с диагностикой и контролем ресурса конструкций.

7. Разработанные методы контроля и диагностики используются экспертными организациями при техническом диагностировании опасных производственных объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России.

В.7. Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения.

1.5. Выводы

В России возникла огромная необходимость определения остаточного ресурса технических устройств опасных производственных объектов.

Для обеспечения промышленной безопасности проводится техническое диагностирование, которое должно включать оценку остаточного ресурса. Однако ресурс не оценивается потому, что существующая система экспертизы промышленной безопасности опирается на механическую концепцию, в которой действующие напряжения сравниваются с пределом прочности и в которой нет времени до разрушения. Действующие напряжения зависят от дефектов-концентраторов. Но нахождение дефекта не приводит к оценке остаточного ресурса. Способом продления срока службы производственного объекта являются перегрузочные испытания. Однако они также основаны на механической концепции и не приводят к оценке ресурса.

В физике механическая концепция уступила место кинетической теории, где возникает время до разрушения в зависимости от условий нагружения, что является основой оценки ресурса. Установлено, что разрушение подготавливается накоплением микроповреждений, приводящим к формированию макротрещин, и ростом макротрещин. Это позволяет прогнозировать разрушение и ресурс как момент времени смены стадий и зарождения магистральной трещины.

59

В условиях промышленной эксплуатации для регистрации трещинообразования применим новый метод неразрушающего контроля -метод акустической эмиссии (АЭ). Однако метод АЭ используется только как средство неразрушающего контроля, хотя также может быть применен и для оценки ресурса.

Таким образом, актуальным, направленным на решение проблемы определения остаточного ресурса производственных объектов, является внедрение в систему экспертизы промышленной безопасности кинетической теории разрушения с использованием метода АЭ.

Глава 2. ДЛИТЕЛЬНАЯ И КРАТКОВРЕМЕННАЯ ПРОЧНОСТЬ

2.1. Подходы к прогнозированию длительной прочности

Длительной прочностью a t ( Т ) называют напряжение, которое материал может выдержать не разрушаясь в течение времени t при температуре Т. На практике проблема оценки длительной прочности наиболее актуальна для оценок работоспособности и срока службы жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов, эксплуатируемых при температурах, сопоставимых с температурой плавления Т ш, в течение длительного времени (десятки лет). Информация о величине длительной прочности является необходимым элементом проектирования и безопасной эксплуатации аваиационных и ракетных двигателей, котлов, паропроводов и т.д. Наибольший интерес вызывает воздействие высоких температур (гомологическая температура 0 = Т / Т ш > 0,5 при статических (стационарных) нагрузках - ресурс при высокотемпературной ползучести. При комнатной температуре для значений коэффициентов запаса прочности технических объектов ресурс практически неограничен (см. далее).

Для нахождения длительной прочности возможны прямые экспериментальные измерения ст t ( Т ) при разных значениях t и Т, построение обобщающих эмпирических графиков и их экстраполяция на заданную температурно-временную базу. Этот подход широко используется [37], хотя и требует длительных испытаний, приводящих к разрушению образцов, повторяющихся заново для каждого нового материала.

Например, в ЦКТИ им.И.И.Ползунова испытывались образцы, находящиеся под нагрузкой в течение 30 лет. Такие измерения могли быть эффективны ранее, когда использовалось 15-20 марок сталей. Сегодня, когда насчитывается свыше 2000 различных материалов, проведение прямых экспериментальных исследований затруднительно. Приходится искать иные подходы - осуществлять прогнозирование длительной прочности, то есть оценивать ее показатели на заданной температурно-временной базе путем экстраполяции данных, полученных на ограниченной базе испытания. В настоящее время разработано свыше 100 методов прогнозирования [38]. Это указывает на огромную актуальность проблемы, трудности и незавершенность ее решения.

Экстраполяционное прогнозирование длительной прочности опирается на экспериментальную связь: время разрушения х - приложенное напряжение с (или наоборот) при различных температурах Т, представляемую в виде графика в двойных логарифмических или полулогарифмических координатах. Вид устанавливаемый при этом эмпирической аналитической зависимости не является однозначным и носит субъективный характер. Наиболее известны зависимость Ларсона-Миллера lgx = (<x-pigo)/T -С, где а, Р, С - константы, и формула Журкова т = х о ехр [ (U о - у ст) / RT ], в которой значение х о = Ю *12 -10"14 с ~ 10 "13 с, величина U о совпадает с теплотой сублимации, у - структурно-чувствительный параметр.

В сравнении с другими эмпирическими зависимостями формула Журкова имеет физический смысл, отражающий термоактивированную природу разрушения (см. п. 1.4.1), и потому представляется наиболее предпочтительной. Кроме того, она содержит всего один свободный параметр у, являющийся константой в условиях изменяющихся величин напряжения и температуры. С точки зрения наблюдателя за структурой материала, меняющейся под нагрузкой с течением времени, постоянство параметра у является странным и необъяснимым. Однако такое постоянство является экспериментальным фактом. Оно объясняется с позиций фононной модели разрушения (см. п. 1.4.2). Прогнозирование долговечности х на основе формулы Журкова требует экспериментального определения величины у как характеристики данного материала, после чего возможен прямой аналитический расчет. В силу порядковой оценки т о и сильной экспоненциальной зависимости от величин U о и у, указанный подход позволяет найти т с точностью 1-2 порядка. Более точным оказывается прогноз, основанный на построении "вееров" логарифма долговечности на базе ее температурно-силовой зависимости в области легко экспериментально достижимых малых времен и линейной экстраполяции "вееров" в область больших долговечностей, представляющих технический интерес.

Использование формулы Журкова для целей прогнозирования времени разрушения ограничено тем, что она не справедлива при малых значениях напряжения, давая при а = 0 конечное значение т, чего быть не должно. В этой связи предложен ряд выражений, опирающихся на формулу Журкова, но допускающих предельный переход при сг -» 0. Критерием их справедливости является возможность описания экспериментальных данных. Наиболее известна формула И.А. Трунина х =АТ^ст"т ехр [ (U о ~ у с) / RT ], где А, 1, т - подгоночные параметры (константы) [70].

Заметим, что формула Журкова и без введения в предэкспоненту температурно-силовой зависимости может быть использована для нижней оценки долговечности, то есть реальная долговечность всегда равна или больше (в области малых величин ст -» 0) значений, определяемых формулой Журкова. Это утверждение опирается на график силовой зависимости долговечности lg т - ст, уходящий вверх по оси ординат от прямолинейной зависимости при малых напряжениях [67].

Другой путь заключается в том, что устанавливаются эмпирические корреляции между длительной прочностью и механическими характеристиками, измеряемыми в лабораторных условиях при малых временах до разрушения. Возможность таких корреляций следует из общих принципов материаловедения, рассматривающих причинные связи деформации и разрушения с нагрузкой, температурой и временем. Примером является найденная в [29] корреляция длительной прочности с пределом текучести с>о,2 (напряжением, вызывающим остаточную деформацию 0,2 %) и относительным удлинением 8 после разрыва:

CTt = A+ В (а о,2/ S) + С, где А, В, С - константы.

Основным недостатком такого продхода является отсутствие физического обоснования выбора характеристик, коррелирующих с длительной прочностью, а также огромная трудоемкость при эмпирическом установлении зависимости констант от температуры и времени.

При формулировке предлагаемого нами способа за прототип взят способ [48], в котором измерялись длительная и кратковременная прочности при разных температурах и установлена корреляционная связь длительной о t и кратковременной прочности сгв жаропрочных сталей и сплавов на основе никеля (используемых в авиации и энергетическом машиностроении) при временах t (ч) = 100, 500, 1000 и температурах Т ( 0 С) =■ 700, 800, 900. С помощью ЭВМ находились коэффициенты айв уравнений линейной регрессии ot=a + BoB (2.1). Рассматриваемая здесь корреляция представляется обоснованной, однако способ-прототип обладает той же большой трудоемкостью, что и аналоги, поскольку константы айв требуется определять заново для каждого нового материала, длительности испытания и температуры, при этом каждый раз требуются измерения а в и cr t •

Задачей остается снижение трудоемкости определения длительной прочности материала. Оно может быть достигнуто путем установления физической связи между длительной и кратковременной прочности и ее функционального вида.

2.2. Связь длительной и кратковременной прочностей в кинетической теории разрушения

В кинетической теории разрушение нагруженных материалов имеет термоактивированную природу вне зависимости от вида материала (металлы, полимеры, горные пород и т.д.) и характера нагрузок (статические, возрастающие, циклические и т.д.). Тем самым при исследовании прочности исключается деление на "полимерщиков", "стекольщиков", специалистов по "усталости", "ползучести" и др.

Отметим, что установление связи, тем более, - физической взаимосвязи между пределом прочности и характеристиками ползучести, в частности, -длительной прочностью - является новым аспектом теории прочности. Дело в том, что, как подчеркивалось в главе 1, прочность традиционно рассматривалась как сопротивление материала разрушению при напряжениях ниже предела прочности (в контексте данного рассмотрения - предела кратковременной прочности, измеряемого на разрывной машине). При меньших нагрузках разрушения нет. Поэтому явление ползучести -пластическое течение, заканчивающееся разрывом материала, под воздействием постоянного напряжения меньше предела прочности первоначально рассматривалось как некая аномалия.

Ползучесть была обнаружена несколько сот лет тому назад по"течению" свинцовых листов на крышах соборов и свинцовых труб под собственным весом; в XIX веке было открыто нарастающее со временем закручивание нитей гальванометров в постоянном магнитном поле. Систематические исследования ползучести металлов, резин и стекол начались в 1905 году. Интерес к ползучести возрастал в связи с развитием техники. Необходимы были материалы, детали из которых выдерживали бы нагрузки длительное время при повышенных температурах. Именно при этих условиях ползучесть проявлялась в наибольшей мере. Поэтому долгое время считали, что ползучесть представляет собой явление, происходящее лишь при повышенных температурах. Однако сейчас хорошо известно, что ползучесть происходит и при очень низких температурах. Так, например, кадмий ползет с ощутимой скоростью при 4 0 К, а ползучесть железа идет при комнатной температуре со скоростью до 10 "3 % ч"1.

Для других материалов при относительно низких температурах труднее выявить протекание процесса ползучести (или временную зависимость прочности). Это вызвано тем, что при низких температурах скорость ползучести (и время до разрушения) так сильно зависят от напряжения, что небольшое изменение напряжения, часто не превышающее погрешности при его измерении, приводит к изменению величины скорости ползучести (в времени до разрушения) на несколько порядков (это показано в п. 1.4.1). Именно поэтому долгое время считалось, что ползучесть при относительно низких температурах не происходит, а величины, характеризующие прочность, являются критическими.

Улучшение методики измерений деформации и времени до разрушения за весьма малые промежутки времени позволило установить, что при любых температурах величины, характеризующие сопротивление материала достижению некоторой величины деформации или разрушению, принципиально зависят от времени испытания. Эти данные образовали эмпирический базис кинетической теории прочности. Оказалось, что величины пределов прочности, текучести, ползучести, которые определены при некоторых данных температуре и скорости деформирования, относятся только к принятым условиям испытаний и меняются при изменении этих условий, то есть обнаруживают температурно-временную зависимость и на этой основе физически связаны между собой.

Нахождение связи между длительной и кратковременной прочностью имеет важное значение для теории ускоренных испытаний на надежность. Разработка и внедрение методов таких испытаний являются основой улучшения качества промышленной продукции. Одним из главных этапов оценки качества работы и технического уровня как самих изделий, так и выпускающей их отрасли, является определение и контроль характеристик надежности, включаемых в стандарты, техническую документацию и условия 'приемки. Такие данные в значительной степени определяют целесообразность осуществления различных технических мероприятий и теоретических разработок, связанных с надежностью промышленной продукции. Ускоренные испытания надежности представляют собой наиболее эффективный путь оперативного получения указанной информации, что и определяет их важное место в общей проблеме надежности.

Надежность - это свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняяя свой эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки [23].

Рост сложности, повышение ответствершости выполняемых функций, расширение диапазона режимов и другие тенденции развития современной техники предъявляют к ее надежности высокие требования. Основным источником данных по надежности машин, приборов, устройств и их элементов на стадиях проектирования, изготовления и в течение всего срока эксплуатации служат специальные испытания, являющиеся главным звеном в любой достаточно полной программе по исследованию надежности. В первую очередь к ним относятся испытания прочности. Испытания, при которых имитируются реальные эксплуатационные режимы работы изделия, - в данном случае определяется длительная прочность - для большинства видов продукции весьма длительны. Сокращение времени получения информации может быть осуществлено только путем проведения ускоренных испытаний.

Таким образом возникает проблема нахождения зависимости длительной прочности от кратковременной.

Устанавливая связь между длительной и кратковременной прочностями, опираясь на кинетическую теорию, учтем, что в работах Журкова было экспериментально показано, что предел прочности есть напряжение, вызывающее разрушение за заданное время т, подчиняющееся выражению anp=a>[Uo-RTln(t/To)]/y.

При термоактивированном механизме разрушения напряжение может быть любым, то есть напряжение теряет статус критериальной величины. Основной характеристикой оказывается время до разрушения при постоянном напряжении (наиболее полно отражающее основной разрушающий фактор -ожидание термической активации) - длительная прочность. Предел кратковременной прочности - напряжение в момент разрыва при нагружении с постоянной скоростью роста напряжения a t - определяется общей формулой Журкова при т = RT/ у сг t = т * = 1 с.

Приведенная выше численная оценка величины т* относится к стальному образцу, разрываемому за 2 мин. при комнатной температуре, а в общем случае имеет порядковый характер. При расчетах по формуле Журкова для прочности принимается т* = 1 с. Эта точность достаточна ввиду логарифмической зависимости предела прочности от времени.

На основании приведенных выше представлений кинетической теории прочности нами предложен новый способ прогнозирования длительной прочности по величине кратковременной прочности, описанный в патенте [86] следующим образом.

Изобретение относится к области анализа материалов путем определения их физических свойств, точнее - к диагностике нагруженных материалов, в частности, - к определению длительной прочности и может найти применение для определения долговечности (срока службы) различных конструкций на стадиях их проектирования и эксплуатации.

Это достигается тем, что в известном способе определения длительной прочности, по которому в исследуемом материале измеряют кратковременную прочность и температуру, согласно формуле изобретения, строят график температурной зависимости кратковременной прочности и путем его линейной экстраполяции до пересечения с осью абсцисс находят абсолютную температуру Т*, соответствующую точке пересечения, а длительную прочность a t (Т) в течение времени t (с) при абсолютной температуре Т определяют из соотношения сг t (Т ) > сг в (Т) {1 - lg (t) / 13 [(Т*/Т) -1]}. Сущность способа заключается в следующем. В кинетической теории установлено, что разрушение нагруженных твердых тел (с любым типом межатомной связи, надатомной и дефектной структурой) является термоактивированным процессом, причем время t ожидания разрушения при напряжении ст и абсолютной температуре Т описывается выражением t = t0exp[(Uo-ya)/RT], (2.2) где R - универсальная газовая константа, t о ? Uo, у - параметры, причем lg (t , с) = - 13. Выражение (2.2) относится к случаю, когда основной причиной разрушения материала является температурно-силовое воздействие, а другие факторы, в первую очередь, - коррозия, несущественны.

Согласно (2.2), напряжение a t, вызывающее разрушение за время t, -длительная прочность есть at>[U0-RTln(t /to)]/у. (2.3) При этом кратковременная прочность aB=[U0-RTln(t*/t0)]/y, (2.4) где принимается t * = 1 с.

Подстановка (2.4) в (2.3) приводит к соотношению между длительной и кратковременной прочностями:

Gt >aB-[RTln(t /t*)]/y. (2.5) Дальнейшие шаги связаны с исключением из (2.5) параметра у (отражающего состояние дефектной структуры) путем включения величины Т*, определяемой из температурной зависимости кратковременнной прочности (2.4): ав(Т*) = 0. (2.6) Тогда с учетом численных значений t * и t о окончательно находим a t ( Т ) > а в (Т) {1 - lg (t,c) / 13 [(Т*/Т) - 1]}. (2.7) Здесь впервые удалось установить количественное соотношение между длительной прочностью, зависящей от длительности испытания и температуры, и кратковременной прочностью, содержащее всего один свободный параметр Т*, допускающий простой алгоритм определения.

В отличие от прототипа предлагаемый способ менее трудоемок, поскольку не требует проведения длительных испытаний для различных времен, температур и материалов. Реализация способа требует лишь информации о температурной зависимости кратковременной прочности, которая может быть измерена на образцах, причем ввиду линейной температурной зависимости кратковременной прочности она может быть получена всего по двум измерениям.

Способ осуществляют следующим образом. Измеряют кратковременную прочность а в исследуемого материала при различных температурах Т. Строят график зависимости с в (Т) и экстраполируют его пересечения с осью абсцисс, определяя температуру Т* в точке пересечения. Затем, задавшись долговечностью (временем до разрушения) t при температуре Т и используя соответствующее значение кратковременной прочности по соотношению (2.7) определяют длительную прочность.

Точность предлагаемого способа определяется исходным выражением (2.2). Как эмпирическое, оно установлено при достаточно малых долговечностях ( t < 1000 ч.), то есть при больших напряжениях а, и в этой связи не содержит предельного перехода ст = 0. Выражение (2.2) является нижней границей долговечностей [67], поэтому и соотношение (2.7) также определяет нижнюю границу длительной прочности. Другими словами, по формуле (2.7) длительная прочность определяется "с запасом", что позволяет на практике повысить безопасность эксплуатации.

Пример. Определялась длительная прочность никеля при 700 0 С (Т = 973 0 К). По литературным данным на рис. 2.1 построен график температурной зависимости кратковременной прочности никеля. Путем экстраполяции этого графика до пересечения с осью абсцисс определена температура Т* = 1500 ° К.

График зависимости длительной прочности от времени, нормированный на значение кратковременной прочности, рассчитанный по соотношению (2.7) для указанных значений Т и Т*, приведен на рис. 2.2 в виде сплошной линии. Точки на рис.2.2 - экспериментальные данные, приведенные в прототипе [48] и установленные путем длительных экспериментальных измерений.

Предлагаемый способ может быть использован для расчетов и прогнозирования долговечности металлоконструкций, особенно при высоких температурах, прочности горных пород в шахтах и сейсмических регионах в условиях длительного силового воздействия. ств, МПа

500

400 300 200 100 0

О 300 600 900 1200 1500 т°,к \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

Рис. 2.1. Зависимость предела прочности су в никеля от температуры Т.

CTt/(JB lg t, с

Рис. 2.2. Сравнение расчета (линия) и экспериментальных данных (точки) по отношению кратковременной и длительной прочностей.

2.3. Зависимость ресурса при статической нагрузке от коэффициента запаса прочности

В настоящее время надежность и безопасность промышленной эксплуатации технических конструкций обеспечивается увеличением коэффициента запаса прочности, являющимся отношением п предела кратковременной прочности а в к действующему напряжению ст. При этом однако остается невыясненой величина длительной прочности или ресурса в условиях квазистатического нагружения, типичного для наиболее массовых объектов промышленности - трубопроводов, сосудов, работающих под давлением, и т.д. Как отмечалось в главе 1, эта проблема является одной из основных в современной технической диагностике и ее разрешение - одна из задач диссертационной работы. Ее решение связано с переходом от механической концепции к кинетической теории разрушения.

Используем тот же подход, что и в п. 2.2, основанный на том, что описание длительной и кратковременной прочности единообразно и отличается лишь значением параметра времени. В данном случае задача заключается в перенормировке выражения (2.7), сводящейся к исключению величин ст в и ст за счет введения п и нахождения длительности пребывания под нагрузкой (ресурса) т в зависимости от коэффициента запаса прочности п. Решение этой задачи, состоящее в алгебраическом преобразовании выражения (2.7), дает lg (т,с) = (1- 1/ п) 13 [(Т*/Т) - 1]. (2.8.)

Следует помнить, что данный результат имеет характер порядковой оценки нижней границы ресурса. Однако и такая оценка представляется крайне важной. Она "перекидывает мост" между физикой разрушения -кинетической теорией, определяющей время до разрушения, ресурс, и техникой, оперирующей понятием коэффициента запаса прочности. По формуле (2.8) можно по значению коэффициента запаса прочности, заданному при проектировании конструкции, либо измеренному после ее изготовления с учетом технологических дефектов, либо измеренному после длительной эксплуатации с учетом приобретенных дефектов и явлений "старения" материала, определять начальный и остаточный ресурс конструкции. Выражение (2.8) является необходимым (хотя и не единственным) элементом кинетической теории прогнозирования ресурса.

График зависимости (2.8) приведен на рис. 2.3.

Из рис. 2.3. видно, что при "комнатной" температуре (20 0 С) промышленные металлоконструкции, проектируемые и изготовленные с коэффициентом запаса прочности больше двух, обладают гигантским ресурсом. Такой вывод допускает уменьшение значений запасов прочности уже на стадии проектирования, ведущее к снижению металлоемкости конструкций.

Из рис. 2.3 также видно, что для п =1,25 при температуре окружающей среды величина т > 100 лет. Это означает, что объект, разрушившийся при проведении стандартного перегрузочного (гидравлического, пневматического, статического) испытания при пробном напряжении, которое было на 25 % больше рабочего, без такого испытания мог бы эксплуатироваться при рабочем напряжении десятки лет.

Одновременно отсюда следует вывод, что отсутствие разрушения при перегрузочном испытании при переходе к эксплуатации при 200 0 С гарантирует ресурс всего несколько суток. Это означает, что обязательные гидравлические испытания (требуемые Правилами Госгортехнадзора) объектов, эксплуатируемых при высоких температурах ( > 200 0 С), не гарантируют их длительной безопасной эксплуатации.

20 °< : 200 °с /300 °с 400 °С

1 1 1 1 1 1

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 П

Рис.2.3. Зависимость ресурса при статической нагрузке (времени до разрушения образца) % стали от коэффициента запаса прочности п.

Установление связи т (п ) при использовании методов измерений локальных значений напряжения, предела прочности, коэффициента запаса прочности в дефектной области материала после изготовления объекта или длительной промышленной эксплуатации открывает возможность расчета индивидуального остаточного ресурса различных элементов технических конструкций и деталей машин. Это приведет к обоснованию ремонтов и очередных сроков обследования, что позволит продлить срок службы конструкций и машин и увеличить безопасность их промышленной эксплуатации.

2.4. Ресурсосбережение путем снижения коэффициента запаса прочности конструкции

Существующие нормативные документы задают коэффициенты запаса прочности п, на оснований которых определяются геометрические параметры конструкций, в частности толщины стенок F. При этом вопрос о долговечности (длительности эксплуатации, ресурсе) т остается открытым. Ясно лишь, что чем больше п, тем больше т. Однако, n ~ F, что увеличивает материало- и энергоемкость конструкции и ее стоимость.

Результаты п.2.4 открывают возможность сбережения ресурсов за счет снижения материалоемкости конструкций при обоснованном назначении коэффициентов запаса прочности. Приведем пример. ГОСТ [21] задает запас п = 2,4 . Как видно из рис. 2.3, при температурах до 400 0 С соответствующая данному запасу долговечность слишком велика. Таким образом, коэффициент запаса прочности необоснованно завышен. Длительность эксплуатации в 50100 лет при температуре до 100 0 С вполне обеспечивает коэффициент запаса 1,4 . При этом металлоемкость снижается на 70 % [81].

Снижение запаса прочности приводит к повышению чувствительности конструкции к технологическим дефектам. Увеличение безопасности эксплуатации может быть достигнуто средствами технического диагностирования и контролем за реальным остаточным ресурсом.

При практической реализации данной возможности наиболее перспективным является регистрация акустической эмиссии (АЭ) объекта в режиме его эксплуатации. Для этого при проектировании желательно предусмотреть места для установки датчиков АЭ, установить звукопроводы (волноводы) для "горячих" объектов (котлов и др.). Для наиболее опасных объектов (атомной энергетики, химической промышленности) желателен режим мониторинга, требующий строительства систем стационарной связи.

Предлагаемые мероприятия увеличивают безопасность эксплуатации, так как в этом случае конструкция проектируется из соображений как прочности, так и требуемой долговечности. Наличие у конструкции необходимого ресурса может быть подтверждено до начала эксплуатации на основе кинетической теории разрушения.

Анализ существующих ГОСТов и других нормативных документов с позиций кинетической теории разрушения представляется перспективным подходом к увеличения ресурсосбережений, уменьшению материалоемкости промышленных металлоконструкций, гидротехнических сооружений и др. при одновременном увеличении безопасности их эксплуатации.

2.5. Результаты и выводы

Благодаря тому, что в кинетической теории предел прочности физически не выделен в качестве критерия разрушения и является величиной, вызывающей разрушение за фиксированное время (задаваемое разрывной машиной), удалось установить связь для различных температур между длительной и кратковременной прочностями, не содержащую эмпирических коэффициентов, а также - впервые удалось установить аналитическую связь между ресурсом при статической нагрузке и коэффициентом запаса прочности.

Это позволяет по результатам ускоренных испытаний на стадии проектирования лучше оценивать надежность конструкций в условиях длительной эксплуатации. Появляется возможность материало- и энергосбережения за счет обоснованного снижения коэффициента запаса прочности.

Глава 3. МЕТОД ПРОДЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ КОНСТРУКЦИЙ ИСПЫТАНИЕМ ПРОБНОЙ НАГРУЗКОЙ

3.1. О перегрузочных испытаниях

Испытание пробной нагрузкой в сочетании с визуальным наружным и внутренним осмотром, называемое техническим освидетельствованием, -давно практикуемый способ продления промышленнной эксплуатации конструкции. Нагружение напряжением, превышающим эксплуатационное значение, - перегрузочное испытание является традиционным стандартным тестом на прочность промышленных конструкций. Установленные Госгортехнадзором России правила эксплуатации трубопроводов, сосудов, работающих под давлением, котлов, грузоподъемных кранов и т.д. предписывают обязательное проведение перегрузочных (гидравлических, пневматических, статических) испытаний на прочность конструкций и плотность разъемных соединений элементов испытательной нагрузкой (давлением)

Рж = (1 + а)Р, (3.1) где Р - рабочая нагрузка, ос = 0,25 - 0,5, при температуре 5° - 40° С, с выдержкой под испытательной нагрузкой в течение интервала времени A t = 5 -10 мин. (см., например, [59]).

Перегрузочные испытания базируются на механической концепции, связывающей разрушение с превышением критического напряжения - предела прочности. С этой точки зрения отсутствие разрушения при перегрузке исключает возможность разрушения при эксплуатационном напряжении.

Осутствие разрушения в процессе проведения перегрузочного испытания означает, что предельная разрушающая нагрузка соответствующая пределу прочности) Р* материала объекта не менее Р и, то есть коэффициент запаса прочности п =р*/р>ри/р = Пи> 1 + <х. (3.2) Заметим сразу, что как тест на прочность перегрузочное испытание не достигает цели, поскольку гарантирует лишь запас прочности п и , тогда как реальные конструкции рассчитаны для значений п >2. Так, например, согласно [21], для сосудов и аппаратов п = 2,4.

Заметим также, что на основании положительных результатов перегрузочного испытание утверждение о том, что коэффициент запаса прочности п >1,25 справедливо только в том случае, если объект будет эксплуатироваться при температуре не выше температуры проведения перегрузочного испытания, поскольку с увеличением температуры (выше температуры охрупчивания) прочность уменьшается. Таким образом, проведение, в частности, гидравлических испытаний котлов не гарантирует их безопасной эксплуатации при рабочих температурах.

Этот вывод опирается на кинетическую теорию разрушения и обусловлен экспериментальными данными по температурной зависимости предела (кратковременной и длительной) прочности различных сталей (углеродистых, низколегированных, хромистых, аустенитных), которые подчиняются формуле Журкова.

После введения температуры Т* (2.6), обращающей прочность в нуль, приходим к следующему выражению для температурной зависимости коэффициента запаса прочности п т= пи(Т*- Т)/(Т*-ТИ), (3.3) где п т -его значение при температуре Т, а пи-значение при температуреТи.

На рис. 3.1. представлен график зависимости (2.8) ресурса стальной конструкции от температуры в условиях зависимости (3.3) (кривая 1). Как видно, при температуре То =240°С величина х -1с, a nT= 1. Это означает, что проведение гидравлического испытания котла при комнатной температуре с положительными результатам не может исключить его разрушения в начале эксплуатации с температурами Т > То.

При Т < То значения n т> 1 - объект живет под нагрузкой, но его ресурс т, гарантируемый проведением гидравлическое испытание, при температурах эксплуатации выше 50° С практически ничтожен (меньше 1 года).

Согласно правилам для сосудов [62], работающих под давлением при температуре Т, перегрузочное испытание (гидравлическое или пневматическое в сопровождении АЭ контроля) должно проводиться испытательным давлением

Ри=(1+а)Р [Р*(20°С) /Р*(Т)], (3.4) отличающимся от (3.1) поправкой, компенсирующей температурное падение коэффициента запаса прочности при переходе от 20° С (температура перегрузочного испытания ) к эксплуатационной температуре Т. Другими словами, сосуд, выдержавший перегрузочное испытание при испытательном давлении, эксплуатируется с коэффициентом запаса прочности не менее 1,25 при любой температуре.

Температурная зависимость ресурса стали для этого случая представлена на рис. 3.1 (кривая 2). Видно, что свыше температуры 100° С ресурс уже меньше 1 года. Таким образом, проведение перегрузочного испытания с температурной поправкой на величину испытательного давления также не может обеспечить безопасной эксплуатации объектов при температурах свыше 100 0 С в период между испытаниями, равный нескольким годам (2-12 лет). lg T,C т°с

Рис.3.1. Зависимость от температуры Т ресурса т стального объекта с коэффициентом запаса прочности 1,25: 1- при комнатной температуре (в условиях ПИ), 2 - при эксплуатации.

Сказанное иллюстрируют также результаты таблицы 3.1, где приведены значения запасов прочности n т при различных температурах Т, рассчитанные по формуле (3.3) при Ти = 20° С, пи = 1,25, и соответствующие значения долговечности т, рассчитанные по формуле (2.8).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

3.1. Результаты и выводы диссертационной работы

1. Для решения актуальной проблемы технической диагностики -контроля ресурса металлических конструкций развиты количественные методы, опирающиеся на современные физические представления о разрушении (кинетическую теорию) и АЭ регистрацию повреждений.

2. Установлена аналитическая связь между кратковременной и длительной прочностью, не содержащая эмпирических коэффициентов.

3. Впервые установлена связь между ресурсом (временем до разрушения) при статическом нагружении и запасом прочности.

4. Исследована информативность АЭ-контроля при перегрузочных испытаниях.

5. Оценено сокращение ресурса при перегрузочных испытаниях.

6. Проведена модифицикация перегрузочных испытаний, ставящая в соответствие продлеваемому сроку службы величину пробной нагрузки.

7. Установлен новый АЭ критерий завершения стадии накопления микроповреждений и зарождения макротрещин.

8. Развиты количественные методы применения регистрации АЭ для долгосрочного прогнозирования ресурса и контроля времени зарождения макротрещин.

9. Разработанные методы контроля ресурса и диагностики с применением регистрации АЭ проверены в условиях циклической усталости сварных стальных конструкций и высокотемпературной ползучести.

10. Полученные результаты позволяют проводить техническое диагностирование промышленных объектов (оценивать остаточный ресурс, находить недопустимые дефекты) без вывода их из эксплуатации.

3.2. Основные защищаемые положения

1. Зависимость между кратковременной и длительной прочностями, не содержащая эмпирических коэффициентов.

2. Зависимость ресурса при статическом нагружении и различных температурах от коэффициента запаса прочности.

3. Связь величины пробной нагрузки при гидро-пневмоиспытании с продлеваемым сроком службы промышленного объекта.

4. АЭ критерий завершения стадии накопления повреждений и зарождения макротрещин.

1. Алешин Н.П., Бигус Г.А. Применение акустических методов контроля при оценке остаточного ресурса резервуаров и трубопроводов // Безопасность труда в промышленности.- 2001,- № 11.- С. 18-23.

2. Артеменков B.C., Панова И.Ф. Диагностика сильфонов// Техническая диагностика и неразрушающий контроль.- 1994.- № 1.- С.66-68.

3. Банов М.Д. Оценка накопленного повреждения материала лопаток турбин методом АЭ при программном циклическом нагружении // Дефектоскопия,-1985.-№ 11.- С.29-34.

4. Баранов В.М., Кудрявцев Е.М. Использование кинетической теории разрушения для определения параметров АЭ сигналов при докритическом росте трещин в твердых телах // Акустическая эмиссия гетерогенных материалов: Тематич. сб.- Л.: ФТИ, 1986. С.22-27.

5. Баранов В.М., Добровольский И.О. Прогнозирование усталостного разрушения хрупких материалов по сигналам акустической эмиссии // Дефектоскопия,- 1987.- № 4,- С.91-93.

6. Баранов В.М. О выборе диагностических параметров и признаков в АЭ исследованиях и контроле // Техническая диагностика и неразрушающий контроль,- 1993,-№ 1,-С.6-9.

7. Безверхий В.Ф., Бырин В.Н. О возможности прогнозирования ресурса металлических конструкций по параметрам сигналов АЭ // Дефектоскопия.-1998,- № 7.- С.15-24.

8. Бетехтин В.И., Петров А.И, Савельев В.Н. Кинетика накопления микроскопических разрывов сплошности в процессе испытания алюминия на долговечность и ползучесть // Физика металлов и металловедение.-1974,-Т.38,- Вып.4,- С.834-842.

9. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчеты на прочность деталей машин. М.: Машиностроение, 1979,- 702 с.

10. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций,- М.: Машиностроение, 1990.448 с.

11. Броек Д. Основы механики разрушения,- М.: Высшая школа,1980. 368 с.

12. Буйло С.И. Физико-механические информационные аспекты оценки достоверности результатов АЭ диагностики предразрушающего состояния материалов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль,- 1996. -№ 1.- С.40-44.

13. Буйло С.И. Определение параметров процесса накопления повреждений и оценка критерия разрушения по восстановленным значениям потока актов АЭ // Дефектоскопия.- 1997,- № 7.- С.84-89.

14. Вайнберг В.Е. и др. Применение кинетической концепции разрушения для расчета интенсивности АЭ // Дефектоскопия,- 1976,- № 3.- С.89-96.

15. Вакар К.Б. и др. Акустическая эмиссия и ее применение для неразрушающего контроля в ядерной энергетике,- М.:Атомизидат,1980.-216 с.

16. Гетман А.Ф., Кузин Ю.Н. Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления. М.: Энергоатомиздат, 1997.-288 с.

17. Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия.- М.: Изд-во стандартов, 1976.-272 с.

18. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов.

19. ГОСТ 25.002-80. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения.

20. ГОСТ 25859-83. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета расчета на прочность при малоцикловых нагрузках.

21. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты.Нормы и методы расчетов на прочность.

22. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения.

23. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

24. Гудьер Дж. Математическая теория равновесных трещин // Разрушение.-Т.2.- Сб. под ред. Либовица Г.М.- Мир.: 1975,- С. 13-82.

25. Детков А.Ю., Потапов А.И. Опыт применения метода АЭ при неразрушающем контроле композиционных материлов.-Л.:ЛДНТПД975.-40 с.

26. Дробот Ю.Б., Лазарев A.M. Применение акустической эмиссии для обнаружения и оценки усталостных трещин // Дефектоскопия- 1979.- № 2. -С. 25-42.

27. Журков С.Н. Кинетическая концепция прочности // Вестник АН СССР,-1968.-№3,-С. 46-52.

28. Журков С.Н., Куксенко B.C., Петров В.А. Можно ли прогнозировать разрушение ? // Будущее науки. Международный ежегодник.- Вып.16. М.: Знание, 1983,- С.100-111.

29. Злепко В.Ф., Бугай Н.В. О связи длительных и кратковременных свойств прочности трубных сталей // Энергетика 1970,- № 11. С.4-6.

30. Иванов В.И. Применение метода АЭ для неразрушающего контроля и исследования материалов (обзор основных проблем и задач) // Дефектоскопия.- 1980.-№ 5.- С.65-83.

31. Иванов В.И., Белов В.М. Акустико-эмиссионный контроль сварки и сварных содинений.- М.: Машиностроение, 1981.-184 с.

32. Иоффе А.Ф. Физика кристаллов,- М.-Л.: Госиздат, 1929, 192 с.

33. Карзов Г.П., Марголин Б.З., Швецова В.А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения,- СПб.: Политехника, 1993.-391 с.

34. Карзов Г.П., Никонов Ю.А., Несмашный Е.В. Схема эксплуатационного контроля конструкций методом акустической эмиссии // Техническая диагностика и неразрушающий контроль.- 1989.-№ 1.- С. 36-42.

35. Клюев В.В. и др. Неразрушающий контроль и диагностика. -М.: Машиностроение,!995.-488 с.

36. Юпоев В.В. и др. О 6-й Европейской конференции по неразрушающему контролю // Дефектоскопия.-1995.-№ 4.-С. 94-103.

37. Ковпак В.И. Прогнозирование жаропрочности металлических материа -лов.- Киев.: Наукова Думка, 1981.-320 с.

38. Кривенюк В.В. Прогнозирование длительной прочности тугоплавких металлов и сплавов,- Киев.: Наукова Думка, 1990.- 247 с.

39. Куксенко B.C., Ляшков А.И., Савельев В.Н. Акустическая эмиссия при зарождении и развитии микротрещин в сталях // Дефектоскопия.- 1980.6.-С.57-63.

40. Куксенко B.C., Станчиц С.А., Томилин Н.Г. Оценка размеров растущих трещин и областей разгрузки по параметрам акустических сигналов // Механика композитных материалов.-1983.- № 3.- С.23-28.

41. Крылов В.А. Практический подход к решению задачи АЭ диагностики оборудования АЭС// Техническая диагностика и неразрушающий контроль,-1990.-№ 1.-С.77-85.

42. Ланчаков Г.А. и др. Диагностика технического состояния трубопроводов и сосудов под давлением методом АЭ // Техническая диагностика и неразрушающий контроль,- 1995,- № 3,- С.23-26.

43. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение М.: Машиностроение, 1980.- 493 с.

44. Макмиллан Н. Идеальная прочность твердых тел // В сб. Атомистика разрушения,- М.: Мир, 1987. С.35-103.

45. Методика оценки остаточного ресурса работоспособности сосудов,-Газпром.-1995.

46. Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России. Утв. постановлением Госгортехнадзора России от 17.11.95, № 57// Безопасность труда в промышленности- 1996,- № 3, С. 45-51.

47. Нефедьев Е.Ю. и др. Связь размеров микротрещин с параметрами АЭ и структурой деформированной роторной стали // Дефектоскопия. 1986.3,- С.41-44.

48. Новик Ф.С., Клыпин Б.А. О корреляционных связях между свойствами некоторых жаропрочных сплавов // Проблемы прочности. 1972,- № 9. -С. 84-89.

49. Носов В.В., Потапов А.И. Оценка прочности корпусных изделий при их гидроиспытаниях по результатам регистрации сигналов АЭ // Дефектоскопия,- 1998.-№ 5.- С.99-107.

50. Об итогах 2000 г. и задачах на 2001 г. Постановление Коллегии ГГТН РФ от 05.02.2001 № 1 // Безопасность труда в промышленности,- 2001. № 2-С.4-9.

51. Патон Б.Е., Недосека А.Я. Акустическая диагностика несущей способности сварных конструкций // Автоматическая сварка 1982. - № 9.-С.1-8.

52. Патон Б.Е. Об основных направлениях работ в области акустической эмиссии// Акустическая эмиссия материалов и конструкций. Сб. науч.тр. 1-й Всес. конф.- Ростов-на Дону: Изд-во РГУ, 1989,- С.5-10.

53. Партон В.З. Механика разрушения. От теории к практике.- М.:Наука, 1990,- 239 с.

54. Петров В. А. Принципы кинетической теории прогнозирования макроразрушения твердых тел //Физика твердого тела.-1981.-Т.23,- Вып. 12.-С.3581-3586.

55. Петров В.А., Башкарев А.Я., Носов В.В. Прогнозирование методом акустической эмиссии работоспособности металлополимерных деталей машин // Механика композитных материалов.-1989.-№ 2.-С.254-261.

56. Петров В.А., Башкарев А.Я., Веттегрень В.И. Физические основы прогнозирования долговечности конструкционных материалов- СПб.: Политехника, 1993,- 475 с.

57. Петров В. А. О возможности собственного механизма термоактивированного зарождения трещин // В сб. К 90-летию акад. С.Н.Журкова. СПб.: ФТИ, 1995,- С.50-55.

58. Петров В.А. О перегрузочных испытаниях // Дефектоскопия. 1997. -№3,- С.92-98.

59. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов,- М.: НПО ОБТ, 1993,- 192 с.

60. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Изменение № 1.

61. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Изменение № 2.

62. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. М.: НПО ОБТ, 1995.

63. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды,- М.: НПО ОБТ.

64. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных машин. М.:НПО ОБТ- 1995.

65. Правила организации и проведения АЭ контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов. Утверждены постановлением Госгортехнадзора России 11.11.1996 (РД-03-131-97).

66. Райе Дж. Математические методы в механике разрушения // Разрушение.-Т.2.- Сб. под ред. Либовица Г.М.- Мир.:1975,- С.290-335

67. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974.- 560 с.

68. Серьезное А.Н. и др. Акустико-эмиссионная диагностика конструкций.-М.: Радио и связь, 2000- 280 с.

69. Сухарев И.П. Экспериментальные методы исследования деформации и прочности.- М.: Машиностроение, 1987,- 212 с.

70. Трунин И.А. Механическое уравнение состояния металлических материалов и прогнозирование характеристик прочности // Проблемы прочности,- 1976,- № 9,- С. 9-13.

71. Тутнов А.А., Тутнов И.А., Чуварин А.Н. Диагностика разрушения материалов на основе анализа формы сигналов АЭ // Акустическая эмиссия материалов и конструкций. Сб. науч.тр. 1-й Всес. конф,- Ростов-на Дону: Изд-во РГУ, 1989.- С.59-63.

72. Хаттон П., Орд Р. Акустическая эмиссия.- В кн.: Методы неразрушающих испытаний (под ред. Р.Шарпа). М.: Мир, 1972.- С.27-58.

73. Шухостанов В.К. Некоторые результаты внедрения АЭ-диагностики в машиностроении // Техническая диагностика и неразрушающий контроль.-1987.-№ 5.-с.70-73.

74. Dunegan H.L. АЕ a new nondestructive testing tool // Ultrasonic.- 1969. vol. 7.- № 3.- P.160-166.

75. Keizer J. Erkenntnisse und Folerrungen von metallishen Werkstoffen // Archiv for das Eisenhuttenwessen.- 1953,- H 1/2,- S.43-45.

76. Schofield B.H. Research on the sources and characterics of АЕ // AE ASTM.-STP-505.- 1972.

77. Siegel E.J. Kilocycle AE during creep in lead, Al, Cd // Physica status solidi (A).- 1971,-vol. 5,-p. 601-606.

78. Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

79. Петров Г.В. Об АЭ контроле при пневмоиспытаниях // Дефектоскопия.-1997.-№7,-С. 81-83.

80. Петров Г.В., Холодовский О., Манжула К.П. Программное обеспечение детерминированных расчетов сопротивления усталости металлоконструкций // 27 неделя науки СПбГТУ: Материалы межвуз. конф,- СПб.: СП6ГТУ.-1999,-Ч.2.-С. 72-73.

81. Петров В.А., Петров Г.В. Механическая и кинетическая концепции разрушения // Промышленная безопасность в Северо-Западном регионе.-1999,-№1/2,-С. 30-32.

82. Петров Г.В. Ресурсосбережение путем снижения запаса прочности конструкции // Технология энергосбережения, строительство и эксплуатация инженерных систем: Материалы межд. н.-пр. конф,- СПб.: СПбГТУ. 2000,-С. 140-142.

83. Петров Г.В. Сокращение ресурса вследствие перегрузочного испытания металлоконструкции, эксплуатирующейся в условиях коррозии // Дефектоскопия,- 2000,- № 3. С. 85-88.

84. Петров В.А., Петров Г.В. Новый критерий зарождения макротрещин // Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения: Труды 4-й межд. конф,- СПб: СПбГТУ,-2001,- С.241-242.

85. Петров В.А., Петров Г.В. Продление срока службы криогенных газификаторов // Промышленная безопасность в Северо-Западном регионе. -2001,- № 1.-С.55 56.

86. Петров В.А., Петров Г.В. Способ определения длительной прочности материала // Патент России № 2167404: Б.И.- 2001- № 14.

87. Петров В.А., Петров Г.В. Способ продления срокам службы нагруженной конструкции // Патент России № 2167495: Б.И.- 2001- № 14.