автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Оценка степени поврежденности аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей

На правах рукописи

ТРУТНЕВ РОМАН НИКОЛАЕВИЧ

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ПОВРЕЖДЕННОСТИ АППАРАТОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ ДВУХСЛОЙНЫХ СТАЛЕЙ

Специальность 05 02 13 - «Машины, агрегаты и процессы» (нефтегазовая отрасль, машиностроение в нефтеперерабатывающей промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ж

Уфа-2007

003177132

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете

Защита состоится « 19 » декабря 2007 года в 10-30 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 «1£>» ноября 2007 года

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Кузеев Искандер Рустемович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Абдуллин Рафиль Сайфуляйвич, кандидат технических наук Прохоров Андрей Евгеньевич

Ведущая организация ГУП «БашНИИнефтемаш»

Ученый секретарь совета

Лягов А В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Одним из приоритетных направлений исследований машин и аппаратов, как указано в пункте 7 паспорта специальности 05 02 13, является разработка и повышение эффективности методов диагностики в целях обеспечения надежной и безопасной эксплуатации и продления ресурса

Значительная часть машин и агрегатов нефтеперерабатывающих предприятий при эксплуатации подвергается комплексному воздействию различных факторов, таких как постоянные и переменные механические и тепловые нагрузки, а также влияние рабочей среды, что отрицательно сказывается на их надежности Характерным примером аппаратов, испытывающих подобные воздействия, являются биметаллические реакторы установок замедленного коксования Для такого оборудования одной из причин разрушения металла является малоцикловая 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 не-разрушающих методов контроля

В настоящее время в области обеспечения безопасной эксплуатации оборудования, работающего при знакопеременных нагрузках, актуальной является задача по оценке степени поврежденности биметаллических аппаратов Одним из путей решения этой проблемы является выполнение сравнительного анализа параметров, характеризующих структурные изменения, происходящие в биметаллах (например, акустических характеристик материала), в сочетании с информацией об изменениях, происходящих на поверхности и в приповерхностных слоях Однако существующие методы оценки технического состояния оборудования не учитывают специфики накопления повреждений и особенностей поведения биметаллов при циклическом нагружении, что обусловлено их структурно-механической неоднородностью

Необходимо также учитывать, что для физически изношенного оборудования наиболее опасным является состояние металла, когда на уровне структуры могут произойти необратимые изменения, которые определяют не только степень накоплена

повреждений в материале, но и дальнейший механизм разрушения конструкции Для достоверной оценки изменения свойств металла в процессе эксплуатации требуется применение методов и средств, позволяющих контролировать текущее состояние оборудования Перспективными в этом отношении являются ультразвуковые методы не-разрушающего контроля, чувствительность которых позволяет осуществлять раннюю диагностику исследуемых объектов

Исследования, проведенные ранее, позволяют предположить возможность применения метода газоразрядного фотографирования для регистрации изменения свойств металлов в зоне зарождения трещины Известно также, что в большинстве случаев зарождение трещин начинается в поверхностных и приповерхностных слоях металла Поэтому при оценке степени поврежденности биметаллических аппаратов необходимо использовать параметры, в которых содержится информация об изменениях, происходящих на поверхности

Все это свидетельствует о необходимости разработки научно обоснованного подхода к оценке степени поврежденности биметаллических аппаратов, с учетом реальных изменений, происходящих в материале и на его поверхности. В связи с этим исследования, направленные на решение данной проблемы, являются актуальными

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: определение степени поврежденности аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей, на основе сравнительного анализа параметров поверхностной энергии, скорости ультразвука и характера газоразрядного свечения при накоплении усталостных повреждений, применительно к оборудованию нефтеперерабатывающей промышленности

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1) исследовать влияние циклического нагружения биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и отдельно его компонентов на изменение скорости ультразвука для установления критерия выявления потенциальных зон разрушения материала оборудования,

2) построить зависимость поверхностной энергии от уровня накопления усталостных повреждений в образцах из биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и в образцах отдельно из основного металла и плакирующего слоя и выполнить сравнительный анализ полученных результатов для установления критерия выявления потенциальных зон разрушения материала оборудования,

3) определить фактический уровень поврежденное™ металла оборудования по изменению его акустических характеристик и характеристик поверхности, на примере двухслойной стали 09Г2С+12Х18Н10Т,

4) разработать, спроектировать и изготовить экспериментальную установку, позволяющую регистрировать на фотопленку газоразрядное свечение образцов, подверженных малоцикловой усталости с разной степенью поврежденности, для выявления поверхностных дефектов на ранних стадиях развития,

5) исследовать влияние малоцикловой усталости на характер газоразрядного свечения,

6) разработать метод оценки степени поврежденности аппаратов, изготовленных из плакированных металлов, на основе сравнительного анализа характеристик поверхности и скорости ультразвука

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1 Впервые установлено, что скорость распространения продольных ультразвуковых волн в биметалле 09Г2С+12Х18Н10Т с увеличением уровня накопления усталостных повреждений на начальных стадиях испытаний снижается, а поверхностная энергия основного и плакирующего слоев - возрастает Установлено, что до уровня поврежденности 1Ч/Ыр = 0,2 0,4 данная закономерность прослеживается во всех областях рабочей зоны образца, а затем выявляется одна область, в которой тенденция снижения скорости ультразвука и возрастания поверхностной энергии сохраняется в течение всего периода испытаний Доказано, что именно в этой области в дальнейшем и происходит разрушение

2 Установлена зависимость скорости распространения продольных ультразвуковых волн от уровня накопления усталостных повреждений, которая позволяет оценивать фактический уровень поврежденности металла оборудования

3 Показана возможность обнаружения возникновения локальных трещин на ранних стадиях развития в зонах концентраторов напряжений при помощи метода газоразрядного фотографирования

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

1 Разработанная «Методика определения степени поврежденности двухслойной стали при помощи ультразвукового метода контроля» используется в учебном процессе УГНТУ

2 Разработанные рекомендации по оценке степени поврежденности аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей, приняты в ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» для использования при оценке технического состояния оборудования нефтеперерабатывающих и химических производств, выполненного из двухслойных коррозионно-стойких сталей АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка и нефтехи-мия-2005», проходившей в рамках VI Конгресса нефтегазопромышленников России (г Уфа, 2005 г), III Международной научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г Пенза, 2005 г ), Межвузовской научно-методической конференции «Образование Наука. Технология Производство», посвященной 50-летию Филиала УГНТУ в г Салавате (г Салават, 2006 г), Международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка и нефтехимия-2007», проходившей в рамках VII Конгресса нефтегазопромышленников России (г Уфа, 2007 г), научно-технической конференции «Образование Наука Технология Производство», посвященной 450-летию добровольного вхождения Башкирии в состав России (г Салават, 2007 г) ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано 7 работ ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертационная работа состоит из четырех глав, основных выводов, списка использованных источников из 127 наименований, содержит 111 страниц машинописного текста, 31 рисунок, 8 таблиц и приложения ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи исследований, а также отражены научная новизна выполненных исследований и их практическая ценность

В первой главе рассмотрены и проанализированы работы, посвященные вопросам прочности биметаллических конструкций и оценки степени поврежденности машин и аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей Рассмотрены основные виды оборудования, изготавливаемого из двухслойных сталей Показано, что биметаллические реакторы установок замедленного коксования являются характерным примером оборудова-

ния, испытывающего комплексное воздействие постоянных и переменных механических и тепловых нагрузок Приведены основные характеристики данных реакторов

По данным литературных источников проведен анализ повреждений реакторов для получения кокса и рассмотрены современные подходы к расчетам долговечности аппаратов, эксплуатирующихся в условиях малоцикловой усталости Исследованиям данного направления посвящены работы Махутова Н А, Терентьева В Ф, Ивановой В С , Романова А Н , Гусенкова А П и др. Показано, что этому виду нагру-жения подвержены в большей степени сосуды, работающие под давлением, а дефекты, приводящие к отказу оборудования, чаще всего образуются в местах, где появляются изгибные напряжения

Изложен обзор исследований закономерностей накопления повреждений и разрушения биметаллов при малоцикловом нагружении В работах многих авторов (Тана-нов А И , Медведев С Ф , Коцаньда С и др ) отмечено, что подобные разрушения характеризуются медленным скрытым подрастанием усталостных трещин и объединением их в магистральную макротрещину, раскрытие которой может произойти внезапно и привести к аварийной ситуации

Показана специфика строения и свойств плакированных металлов, а также особенности их сопротивления малоцикловому деформированию Показано, что, несмотря на резко выраженную химическую, структурную и механическую неоднородность зоны соединения композиций, обеспечиваются показатели прочности на уровне металла основы, а в некоторых случаях и выше

Анализ показал, что большая часть разрушений начинается с поверхности Рассмотрены механизмы разрушения и роль в этом поверхностных слоев металла, которые освещены в работах В П Алехина, В Ф Терентьева и др Описаны параметры, характеризующие поверхность, и отмечено, что одним из них является поверхностная энергия Данные литературных источников и исследования, проведенные ранее, позволяют предположить возможность применения метода газоразрядного фотографирования для регистрации изменения свойств металлов в зоне зарождения трещины

Сделан обзор существующих машин для испытания образцов на усталость Из проведенного анализа рассмотренных вопросов сделан вывод о целесообразности и актуальности темы диссертации

Во второй главе диссертационной работы приведено обоснование и описание использованных методов исследования

В настоящее время является актуальным решение вопросов оценки степени по-врежденности корпусов коксовых камер установок замедленного коксования, проработавших определенное время В работах Кузеева И Р., Филимонова Е А, Газиева Р Р и других авторов описано, что связано это со сложностью эксплуатационного нагружения аппарата, процессами накопления повреждений и возникновением разнообразных дефектов и отказов реакторов коксования В качестве материала выбрана двухслойная сталь 09Г2С+12Х18Н10Т, широко используемая для изготовления данного оборудования Толщина биметаллической композиции 12 мм, в том числе толщина плакирующего слоя 2,5 мм, способ изготовления - пакетная прокатка. Согласно ГОСТ 10885-85, предельное отклонение по толщине листов составляло + 7 9 % от общей толщины биметалла

Кроме указанной двухслойной стали для изучения влияния наличия плакирующего слоя, как на характеристики усталостной прочности двухслойной композиции, так и на процессы деформационного старения, были исследованы стали марок 09Г2С и 12Х18Н10Т

Исследуемая двухслойная сталь по ГОСТ 10885-85 была предварительно термо-обработана Вид и режим термообработки установлены предприятием-изготовителем

Из исследуемых моно- и биметаллов вдоль направления прокатки были изготовлены две серии образцов согласно требованиям ГОСТ 25 502-79

С целью сведения к минимуму влияния механической и термической обработки на сопротивление малоцикловой усталости образцов выполнялся ряд следующих требований

- рабочая часть образца изготавливалась в соответствии с требованиями стандартов на изготовление образцов для испытания на малоцикловую усталость,

- нагрев образца при его изготовлении не вызывал структурных изменений и физико-химических превращений в металле, поверхность рабочей части после механической обработки была в зоне измерений гладкой и однородной и не имела следов трещин, коррозии, цветов побежалости и других дефектов, заключительные технологические операции по чистовой обработке (шлифование, полирование и припуски на них) сводили к минимуму деформацию поверхности образца (наклеп)-

- шероховатость поверхности рабочей части готовых образцов не превышала значения Г*а 0,32,

- для намеченной серии испытаний технология изготовления образцов из однотипных металлов была одинаковой,

- полностью изготовленный образец был маркирован

Были изготовлены две серии образцов Поверхность образцов из первой серии была гладкой на протяжении всей рабочей зоны По длине образца были равномерно нанесены 10 точек для выявления изменения контролируемых параметров Для образцов из второй серии по центру рабочей зоны наносился концентратор напряжений в виде высверловки плакирующего слоя биметалла диаметром 4 мм с целью выявления зоны максимальных напряжений и деформаций и прогнозирования места зарождения усталостных трещин и зоны разрушения образца

Испытания на усталость проводились с целью изучения поведения двухслойной стали при циклическом нагружении, получения данных, необходимых для оценки вероятных зон разрушения материала, и определения уровня накопленных усталостных повреждений

Исследование усталостной долговечности плакированных сталей выполнялось при циклическом упругопластическом нагружении по схеме чистого симметричного изгиба При проведении испытания по такой схеме образец подвержен действию постоянного по величине изгибающего момента, что создает одинаковые условия нагру-жения по всей длине рабочей части образца, упрощая регистрацию текущих параметров деформирования и анализ разрушения образца

Недостатком многих установок является использование захватов с одинарным шарниром, что приводит к возникновению осевой составляющей нагрузки Поэтому для увеличения точности получаемых результатов испытания проводились на лабораторной установке, принципиальная схема которой показана на рисунке 1

Образец 1 жестко закреплен в пассивном 2 и активном 3 захватах Осевые нагрузки, возникающие при больших изгибах образца, компенсируются за счет возможности горизонтального смещения в пассивном захвате 2.

Частота нагружения исключала возможность саморазогрева образцов, влияющего на результаты исследования, и составляла {= 0,417 Гц Сравнительные испытания

проводились при заданном уровне циклической деформации е = 0,4 %, которая определялась по результатам измерений величины максимального прогиба образца при помощи специального приспособления с микрометром часового типа и уточнялась при помощи диаграммы Веллера.

1 - образец; 2 - пассивный захват; 3 - активный захват; 4 - ползуны; 5 - направляющие; 6 - шатуны; 7 - коромысло; 8 - шатун основной; 9 - кривошип; 10 - сдвоенный шарнир Рисунок 1 - Принципиальная схема машины для испытания образцов на цикли-

В ходе испытания на малоцикловую усталость как moho-, так и биметалла через каждые 500 циклов образец подвергался исследованию на определение значения поверхностной энергии, скорости распространения ультразвуковых волн, а также проводилось газоразрядное фотографирование наиболее нагруженной зоны образца.

В связи с тем, что в большинстве случаев зарождение трещин начинается в поверхностных и приповерхностных слоях металла, информация об изменениях, происходящих на поверхности, является очень важной. Поэтому при усталостных испытаниях проводились измерения поверхностной энергии.

Исследованиям данного направления посвящены работы Наумкина Е.А., Прохорова А.Е. (установление увеличения поверхностной энергии при накоплении усталостных повреждений), Савичевой Ю.Н. (изменение поверхностной энергии при утонении металлических пластин электролитическим методом) и др.

Капля жидкости, в качестве которой была использована дистиллированная вода, наносилась при помощи стационарно установленного дозатора на предварительно

ческий изгиб

обезжиренную поверхность после остановки установки и приведения образца в исходную позицию Регистрация угла смачивания производилась с помощью цифрового фотоаппарата с последующей компьютерной обработкой результатов Исследования проводились как для двухслойной композиции 09Г2С+12Х18Н10Т, так и для сталей 09Г2С и 12Х18Н1 ОТ в отдельности

Поверхностную энергию определяли с использованием краевого угла смачивания по методике, описанной в трудах А Адамсона, Е Д Щукина, Б Д Сумма и других исследователей

Наряду с определением поверхностной энергии, состояние поверхности образцов оценивалось при помощи газоразрядного фотографирования (ГРФ), основанного на эффекте Кирлиан Как отмечено в работах Кирлиан С Д , Короткова К Г , Бойченко А П и других авторов, сущность способа заключается в изменении первоначально созданного однородного электрического поля вносимыми в него объектами В зависимости от электрогеометрических характеристик объектов (толщины, формы, рельефа поверхности, содержащихся в нем включений и пр) на регистрирующем материале формируется тот или иной характер газоразрядной информации При пропускании через исследуемый объект высокочастотного импульса тока вокруг него наблюдается газоразрядное свечение, которое фиксируется на фотопленку При этом характер свечения зависит от состояния поверхности исследуемого материала

На рисунке 2 представлена схема устройства, осуществляющего газоразрядное фотографирование Был разработан импульсный генератор высокого напряжения и высокой частоты тока со следующими характеристиками напряжение от 5 до 9 кВ, частота тока 7 кГц, а также газоразрядная камера

4 - объект, 5 - источник высокого напряжения Рисунок 2 - Схема устройства для газоразрядного фотографирования

Газоразрядное изображение формируется в результате попадания на фотоматериал электронных лавин, прямолинейно распространяющихся в разрядном промежутке, или ионов, образованных этими лавинами, а также светового излучения газового разряда

В случае гладких поверхностей электродов лавины развиваются из случайных точек разрядного промежутка, при наличии у поверхности геометрического или потенциального рельефа - из точек с наибольшей напряженностью электрического поля

При исследовании образец помещается в камеру через светонепроницаемый рукав и на него подается импульс тока В газоразрядном промежутке возникает свечение, которое фиксируется на фотопленку Далее образец извлекается из камеры

Выявлено, что газоразрядное изображение формируется с той стороны фотопленки, где расположен эмульсионный слой, время экспозиции не должно быть менее 0,5 секунд, т к изображение не успевает сформироваться, и не должно превышать 3 секунд, иначе пленка полностью засвечивается Оптимальное время экспозиции 1 секунда

После проявки пленки в фотомастерской производилось ее денситометрирова-ние на сканере, оснащенном слайд-адаптером, с высокой разрешающей способностью В результате были получены изображения с достаточным уровнем яркости и контрастности Такие изображения называют газоразрядными фотографиями

Для оценки фактического состояния материала оборудования положительно зарекомендовали себя ультразвуковые методы неразрушающего контроля, которые позволяют осуществлять раннюю диагностику исследуемых объектов

Как отмечено в работах Муравьева В В , Школьника И Э , Колесникова А Е , Клюева В В , Крауткремера Й и др, применение ультразвуковых средств контроля физико-механических свойств материалов основано на связи этих свойств с акустическими характеристиками материалов (скоростями распространения, коэффициентами затухания упругих волн и т п )

Учитывая достоинства и недостатки существующих методов измерения скорости ультразвуковых волн, в данной работе принято решение использовать ультразвуковой толщиномер «КгаЩкташег ОМ 4Е» с преобразователем О АЗ 01 5,0 МГц

В ходе усталостных испытаний биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и сталей 09Г2С и 12Х18Н10Т в отдельности через каждые 500 циклов нагружения производилось измерение скорости прохождения продольной ультразвуковой волны в материале, для чего пред-

варительно производился замер толщины образца при помощи микрометра с точностью до 0,01 мм Затем данное значение толщины заносилось в память толщиномера, который на ее основании по результатам замеров выдавал на дисплее значение скорости ультразвука. Относительная погрешность измерений скорости ультразвука составляла с,. = 0,5 %

В третьей главе диссертационной работы приведены результаты исследований изменения поверхностной энергии, скорости распространения продольных ультразвуковых волн и характера газоразрядного свечения образцов при накоплении усталостных повреждений

При проведении усталостных испытаний образцов, по длине рабочей зоны которых равномерно были нанесены 10 точек для выявления изменения контролируемых параметров, через каждые 500 циклов нагружения проводились измерения поверхностной энергии обоих слоев биметалла и скорости ультразвука в каждой из десяти точек образца

Обобщенные результаты определения зависимостей поверхностной энергии и скорости ультразвука от уровня накопления усталостных повреждений для различных точек по длине рабочей зоны образца представлены на рисунке 3 Анализируя данные, представленные на данном рисунке, можно сделать вывод, что существует конкуренция между различными зонами образца за разрушение, которая развивается до уровня поврежденности 1Ч/Ыр = 0,2 0,4 (поверхностная энергия во всех зонах возрастает, скорость ультразвука снижается)

По достижении уровня поврежденности М/Ч^р = 0,4, а в некоторых зонах и раньше, поверхностная энергия перестает возрастать, а скорость ультразвука- снижаться Борьба между зонами образца за разрушение прекращается, остается единственная зона 1, в которой тенденция возрастания поверхностной энергии и убывания скорости ультразвука сохраняется в течение всего периода испытаний, что является характерным признаком предстоящего разрушения

После достижения предельного состояния, что соответствует уровню поврежденности Ы/Нр = 0,7, вновь начинают включаться в процесс разрушения некоторые зоны, наблюдается множественность возникновения очагов разрушения (поверхностная энергия снова возрастает, скорость ультразвука - снижается), на поверхности образца в данных зонах появляются усталостные трещины (см рисунок 3), но магистральная трещина развивается в зоне 1 Именно в этой зоне впоследствии и происходит разрушение

О ор 0,4 00

Урох«кь каюятенка устиюстнш по^е жданин НЛТр

Уро жеа кшлте вм у с т» лосиок тжрежа

Рисунок 3 - Обобщенные диаграммы зависимостей скорости ультразвука и поверхностной энергии от уровня накопления усталостных повреждений для различных областей по длине рабочей зоны образца

В материале с самого начала деформирования проявляется зона разрушения, причем, если в исходном состоянии потенциально возможных областей разрушения несколько, то после достижении уровня поврежденное™ >Шр = 0,4 остается одна

Таким образом, совместное использование акустических свойств биметалла и характеристик его поверхности позволяет оценивать вероятные зоны разрушения в оболочке аппаратов, изготовленных из плакированных металлов

Однако для оценки технического состояния оборудования кроме информации о местонахождении зон повышенной концентрации напряжений необходимо знать фактический уровень поврежденности металла в данных зонах С этой целью образцы плоского типа с концентратором напряжений были подвержены разным уровням накопления усталостных повреждений в областа малоцикловых нагрузок и при каждом уровне накопления усталостных повреждений выполнялись измерения поверхностной энергии и скорости ультразвука, а также осуществлялось газоразрядное фотографирование верхней и боковой поверхности образцов

По результатам исследований получена зависимость поверхностной энергии сталей 09Г2С (рисунок 4), 12Х18Н10Т (рисунок 5) и биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т со стороны основного (сплошная линия) и плакирующего (штриховая линия) слоев (рисунок 6) от уровня накопления усталостных повреждений в зоне разрушения образца

Эксперименты показывают линейное возрастание поверхностной энергии при накоплении усталостных повреждений для монометаллов (рисунки 4 и 5), причем для обоих материалов данную зависимость можно разделить на две зоны

До уровня накопления повреждений Л/Ыр = 0,6 изменение происходит линейно, дисперсия значений невелика (см график плотное™ вероятности) После достижения уровня накопления усталостных повреждений Ы/Ыр = 0,6 изменение поверхностной энергии происходит скачкообразно, дисперсия увеличивается, что, на наш взгляд, объясняется переходом от процессов накопления повреждений к необратимому разрушению материалов Для биметалла характер изменения поверхностной энергии несколько меняется (рисунок 6), что, на наш взгляд, связано с перераспределением энергии между слоями в ходе усталостных испытаний

Состояние поверхности образцов кроме поверхностной энергии оценивалось также и при помощи газоразрядного фотографирования

2,1 2.2 2.3 2.4 2,5 2,6 2.7 Поверхностная энергия Кв. 10 й Дж

2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 Поверхностная жергия В. 10''Дж

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

Уровень накопления усталостных повреждений №Мр

Рисунок 4 - Зависимость поверхностной энергии стали 09Г2С от уровня накопления усталостных повреждений

5 I

Поверхностная зйср;ия К5..'

1.6 1.7 1.8 1.« 2 2.1 : Поверхностная энерг ия I V 10"'' Дж

О

Е

\ г ..... .../.. 1

\ 1 тЫ

I

0 0,2 0,4 0,6 0,8 I

Уровень накопления усталостных повреждений Ы/Ыр

Рисунок 5 - Зависимость поверхностной энергии стали 12Х18Н1 ОТ от уровня накопления усталостных повреждений

Уровень накопления усталостных повреждений Ы/Ыр Рисунок 6 - Зависимость поверхностной энергии слоев биметалла от уровня накопления усталостных повреждений Газоразрядные изображения образцов представляют собой относительно равномерно «засвеченный» фон Дефектам соответствуют ярко-синие участки с четко очерченными границами При наличии дефектов размерами более 1 мм на газоразрядных фотографиях наблюдаются темные области внутри контура дефектов, что объясняется резким увеличением разрядного промежутка в данной зоне образца и, как следствие этого, отсутствием газоразрядных процессов

Изображение формируется в результате попадания на фотоматериал электронных лавин, возникающих в случайных точках разрядного промежутка на бездефектной поверхности образцов и в точках с наибольшей напряженностью' электрического поля при наличии у поверхности геометрического рельефа, именно поэтому контуры дефектов на изображении имеют ярко-синюю окраску.

При усталостных испытаниях биметаллических образцов с концентратором напряжений (засверловка диаметром 4 мм) проводилось исследование состояния рабочей и боковой поверхности образцов методом газоразрядного фотографирования при различных уровнях накопления усталостных повреждений Результаты исследования верхней и боковой поверхности представлены на рисунке 7 (местонахождение усталостных повреждений показано стрелками)

При исследовании боковой поверхности биметаллических образцов, подверженных малоцикловой усталости, после достижения уровня поврежденности Ы/Нр = 0,6, в области концентратора напряжений на газоразрядной фотографии наблюдается яркое свечение (см рисунок 7) Это связано с достижением усталостной трещины границы раздела слоев биметалла и проникновением ее в основной металл композиции

сЗ> <5;

Степень поврежден-ности

Верхняя поверхность

Боковая поверхность (плакирующий слой на фото справа)

Рисунок 7 - Зависимость газоразрядного изображения верхней и боковой поверхности от степени поврежденности биметалла

1М/ЫР= 0,2

1,0

К/1МР = 0,8

Как видно из рисунка 7, метод газоразрядного фотографирования является очень чувствительным к изменению геометрического и потенциального рельефа поверхности и его можно использовать при лабораторных исследованиях биметаллических материалов для визуализации разрушения, происходящего с границы контакта слоев.

Таким образом, проведенными исследованиями показана возможность обнаружения возникновения локальных трещин на ранних стадиях развития в зонах концентраторов напряжений при помощи метода газоразрядного фотографирования.

Обобщенная зависимость относительной скорости распространения продольных ультразвуковых волн от уровня накопления усталостных повреждений для сталей 09Г2С, 12Х18Н10Т, а также для биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т представлена на рисунке 8.

Как видно из рисунка 8, скорость ультразвука при увеличении уровня накопления усталостных повреждений непрерывно снижается для всех грех материалов. Относительная скорость ультразвука V* определялась как отношение скорости в момент измерения V к скорости в исходном состоянии

Уровень накопления усталостных повреждений Ы/Ыр

Рисунок 8 - Обобщенная зависимость относительной скорости ультразвука от уровня накопления усталостных повреждений для сталей 09Г2С, 12Х18Н10Т и биметалла 09Г2С+12Х18Н1 ОТ Кривая изменения относительной скорости ультразвука для биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т занимает некоторое промежуточное положение между кривыми изменения относительной скорости ультразвука для его компонентов. Это свидетельствует о том, что структурные изменения в биметалле и изменения его механических ха-

рактеристик отличаются от изменений, происходящих в образцах, изготовленных из металла основного слоя

Таким образом, неучет композитности («эффекта пакета») двухслойного металла, т е наличия плакирующего антикоррозийного покрытия при оценке технического состояния биметаллических аппаратов является существенным недостатком существующих методик и снижает точность получаемых результатов в *

II 1

Й 4' 0,995 к >

¡I0"9

| ¡0,985 О 0£75

Область 1, А, = 1,1 % Область 2,

Лг=2,3°/о

Г'*---*— Г

* --

1 — 4

О 0.2 0,4 0,6 0,8 1

Уровень накопления усталостных повреждений К*=№ЪГр

Рисунок 9 - Зависимость относительной скорости ультразвука от уровня нако-

для

биметалла

пления усталостных повреждении 09Г2С+12Х18Н1 ОТ

Зависимость, представленную на рисунке 9, можно разделить на 2 области В первой области до уровня повреждений №Ыр = 0,7 скорость ультразвука снижается незначительно (относительное изменение скорости составляет 1,1 %) После достижения уровня накопления усталостных повреждений >Шр = 0,7 происходит резкое снижение скорости ультразвука (общее относительное изменение скорости составляет 2,3 %), что, на наш взгляд, свидетельствует о переходе биметалла к необратимому разрушению

Использование зависимости, представленной на рисунке 9, для предсказания перехода биметалла к необратимому разрушению возможно, но не дает необходимой точности, поскольку скорость ультразвука уменьшается непрерывно в течение всего периода нагружения, различаясь только темпом убывания на разных стадиях процесса Более информативным в данном случае является метод, предложенный Л Б Зуевым, который заключается в нахождении первой и второй производной от V* по Ы*, как это можно видеть на рисунках 10 и 11 соответственно

Первая производная при переходе от процессов накопления повреждений к необратимому разрушению достигает максимума и начинает убывать, однако особенно информативным является поведение второй производной, которая при переходе к не-

обратимому разрушению материала меняет знак (см. рисунок 11). Этот хорошо заметный момент фиксирует начало наиболее опасной стадии усталостного разрушения.

О ■ -0,02 ■ -0,04 ■

ау зм*

Уровень накопления усталостных повреждений Т\1*=М/Ыр

Рисунок 10 - Зависимость первой производной от V* по Ы* от уровня накопления усталостных повреждений

0,2 т ----------

Уровень накопления усталостных повреждений Ы*=М/Ыр Рисунок 11 - Зависимость второй производной от V* по Ы* ог уровня накопления усталостных повреждений Практическое использование данного метода не требует измерений скорости ультразвука в ненагруженном объекте, т.е. отсутствует необходимость изучения предыстории нагружения объекта.

Критическая стадия процесса может быть выявлена по знаку производной

д\*

*2 ПрИ небольшом числе дополнительных циклов нагружения.

В четвертой главе описан метод, позволяющий оценить степень поврежденно-сти биметаллических аппаратов, работающих в условиях циклического нагружения, который основан на анализе изменения относительной скорости ультразвука с учетом характеристик поверхности. Для реализации данного метода необходимо:

- определить по паспортным данным, цеховым журналам или иной технической документации основные технологические и конструктивные параметры исследуемого объекта, при этом необходимо учитывать температуру и давление в аппарате, состав и свойства рабочей среды, количество пусков, остановок, гидравлических или пневматических испытаний, изменение режимов работы, замену изношенных элементов, частоту проведенных ремонтных работ, а также результаты толщинометрии и технического освидетельствования ,

- сравнить полученные данные с дефектами, характерными для данного аппарата,

- исследовать нестационарность рабочих параметров в аппарате, начертить схему развертки исследуемого объекта и выявить локальные области для измерений,

- изготовить образцы из материала той же марки, что и в исследуемом аппарате, провести усталостные испытания по схеме чистого изгиба при симметричном цикле на-гружения,

- построить зависимость поверхностной энергии и относительной скорости ультразвука от уровня накопления усталостных повреждений,

- построить зависимость первой и второй производной от V* по К* от уровня накопления усталостных повреждений, по знаку второй производной определить степень поврежденности, соответствующую переходу к необратимому разрушению материала,

- согласно схеме развертки исследуемого оборудования в выявленных локальных зонах отслеживать изменения скорости ультразвука,

- определить степень поврежденности аппарата по изменению относительной скорости ультразвука и знаку второй производной от V* по Ы*

Предлагаемый метод позволяет оценить степень поврежденности биметаллических аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности, и тем самым обеспечить их безаварийную эксплуатацию

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработан метод оценки степени поврежденности биметаллических аппаратов на основе сравнительного анализа скорости продольных ультразвуковых волн и ха-

рактеристик поверхности при накоплении усталостных повреждений, применительно к оборудованию нефтеперерабатывающей промышленности

2 Впервые установлено, что скорость распространения продольных ультразвуковых волн в биметалле 09Г2С+12Х18Н10Т с увеличением уровня накопления усталостных повреждений на начальных стадиях испытаний снижается, а поверхностная энергия основного и плакирующего слоев - возрастает Установлено, что до уровня по-врежденности ЫЛМр = 0,2 0,4 данная закономерность прослеживается во всех областях рабочей зоны образца, а затем выявляется одна область, в которой тенденция снижения скорости ультразвука и возрастания поверхностной энергии сохраняется в течение всего периода испытаний. Доказано, что именно в этой области в дальнейшем и происходит разрушение

3 Исследовано влияние циклического нагружения биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и отдельно его компонентов на изменение поверхностной энергии и скорости распространения продольных ультразвуковых волн Установлены зависимости скорости ультразвука и поверхностной энергии от уровня накопления усталостных повреждений для образцов из биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и в образцах отдельно из основного металла и плакирующего слоя Показана возможность использования предложенных зависимостей для определения фактического уровня поврежденности оборудования, изготовленного из двухслойных сталей, _а также уровня поврежденности, соответствующего переходу к необратимому разрушению биметалла

4 Разработана, спроектирована и изготовлена экспериментальная установка, позволяющая регистрировать на фотопленку газоразрядное свечение образцов, подверженных малоцикловой усталости с разной степенью поврежденности, для выявления поверхностных дефектов на ранних стадиях развития

5 Установлена возможность обнаружения возникновения локальных трещин на ранних стадиях развития в зонах концентраторов напряжений при помощи метода газоразрядного фотографирования

6 Разработанная «Методика определения степени поврежденности двухслойной стали при помощи ультразвукового метода контроля» используется в учебном процессе УГНТУ

п

7 Разработанные рекомендации по оценке степени поврежденности аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей, приняты в ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» для использования при оценке технического состояния оборудования нефтеперерабатывающих и химических производств, выполненного из двухслойных коррозионно-стойких сталей

Основное содержание работы опубликовано в 7 научных трудах

1 Трутнев Р Н Диагностирование состояния конструкционных материалов на основе метода газоразрядной визуализации/ Р Н Трутнев, Р Р Газиев, Н М Захаров// «Материалы и технологии XXI века» Материалы III международной научно-технической конференции - Пенза Приволжский дом знаний, 2005 - С 242-244

2 Трутнев Р Н Диагностика повреждений материалов оборудования нефтегазо-переработки ГРВ методом/ Р Н Трутнев, Р Р Газиев, Н М Захаров// «Нефтегазопере-работка и нефтехимия 2005» Материалы международной научно-практической конференции - Уфа ГУП ИНХП РБ, 2005 - С 296

3 Трутнев Р Н Диагностика конструкционных материалов методом газоразрядного фотографирования/ Р Н Трутнев, Д С Жемчугов// «Образование Наука Технология Производство» Материалы вузовской научно-технической конференции - Уфа Изд-во УГНТУ, 2006 - С 133-135

4 Трутнев Р Н Диагностика конструкционных материалов методом газоразрядного фотографирования/ Р Н Трутнев, Р Р Газиев, Н М Захаров// Нефтегазовое дело -2006 - http //www ogbus ru/authors/tfutnev/trutnev 1 pdf -12 с

5 Трутнев Р Н Использование метода газоразрядного фотографирования для диагностики состояния конструкционных материалов/ Р Н Трутнев, И Р Кузеев, Р Р Газиев, Н М Захаров// «Нефтегазопереработка и нефтехимия 2007» Материалы международной научно-практической конференции - Уфа ГУП ИНХП РБ, 2007 -С 416-417

6 Трутнев Р Н Метод газоразрядного фотографирования как способ диагностики конструкционных материалов/ Р Н Трутнев, Р Р Газиев, Н М Захаров// Справочник Инженерный журнал -2007-№ 10 - С 23-29

7 Трутнев Р Н Особенности усталостного разрушения двухслойных сталей/ Р Н Трутнев, ИР Кузеев, Е А Наумкин//Башкирский химический журнал - 2007 - Т 14 -№4 - С 142-145

Подписано в печать 14 II 07 Бумага офсетная Формат 60x80 1/16 Гарнитура «Тайме» Печать трафаретная Уел печ л I Тираж 90 Заказ 238 Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес типографии 450062, Республика Башкортостан, г Уфа, ул Космонавтов, 1

Введение

1 Биметаллические конструкции, особенности изготовления, строения и поведения при циклическом нагружении, методы оценки усталостной прочности

1.1 Биметаллические конструкции, области применения, условия эксплуатации и анализ повреждений

1.2 Специфика изготовления, строения и определения свойств плакированных металлов

1.3 Особенности поведения биметаллов при циклическом нагружении

1.3.1 Закономерности циклического разрушения биметаллов

1.3.2 Сопротивление биметаллических композиций малоцикловой усталости

1.4 Анализ расчетных методов оценки усталостной прочности конструкций

1.4.1 Методы, основанные на проведении повторных усталостных испытаний

1.4.2 Методы исследования материалов на статическую прочность

1.4.3 Расчетные методы оценки долговечности

1.5 Методы исследования поверхности металла

1.6 Методы и средства испытаний на усталостную прочность

Выводы

2 Объекты и методы исследований

2.1 Основные характеристики исследуемых материалов

2.2 Методика проведения усталостных испытаний

2.3 Методика определения значения поверхностной энергии при накоплении усталостных повреждений

2.4 Методика газоразрядного фотографирования

2.5 Методика измерения скорости ультразвуковых волн

Выводы

3 Результаты экспериментальных исследований и их интерпретация

3.1 Изменение значения поверхностной энергии и скорости 73 ультразвука по длине рабочей зоны образца при накоплении усталостных повреждений

3.2 Изменение значения поверхностной энергии при накоплении 78 усталостных повреждений

3.3 Газоразрядное фотографирование

3.4 Изменение скорости ультразвука в металлах при накоплении 86 усталостных повреждений

Выводы

4 Метод оценки степени поврежденности аппаратов, изготовленных из 92 двухслойных сталей

4.1 Сбор информации об объекте

4.2 Построение экспериментальных зависимостей

4.3 Сравнительный анализ результатов и рекомендации

Выводы

Значительная часть машин и агрегатов нефтеперерабатывающих предприятий при эксплуатации подвергаются комплексному воздействию различных факторов, таких как постоянные и переменные механические и тепловые нагрузки, а также влияние рабочей среды, что отрицательно сказывается на их надежности. Характерным примером аппаратов, испытывающих подобные воздействия, являются биметаллические реакторы установок замедленного коксования. Для такого оборудования одной из причин разрушения металла является малоцикловая 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 в области обеспечения безопасной эксплуатации оборудования, работающего при знакопеременных нагрузках, актуальной является задача по оценке степени поврежденности аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей. Однако в существующих методах оценки текущего состояния биметаллических аппаратов не принимается во внимание наличие композиции металлов, и не учитываются как структурные изменения, происходящие в биметаллах, так и информация об изменениях, происходящих на поверхности.

Одним из путей решения этой проблемы является выполнение сравнительного анализа параметров, характеризующих структурные изменения, происходящие в биметаллах (например, акустических характеристик материала), в сочетании с информацией об изменениях, происходящих на поверхности и в приповерхностных слоях.

В связи с вышеизложенным, целью диссертационной работы является определение степени поврежденности аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей, на основе сравнительного анализа параметров поверхностной энергии, скорости ультразвука и характера газоразрядного свечения при накоплении усталостных повреждений, применительно к оборудованию нефтеперерабатывающей промышленности.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1) исследовать влияние циклического нагружения биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и отдельно его компонентов на изменение скорости распространения продольных ультразвуковых волн для установления критерия выявления потенциальных зон разрушения материала оборудования;

2) построить зависимость поверхностной энергии от уровня накопления усталостных повреждений в образцах из биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и в образцах отдельно из основного металла и плакирующего слоя и выполнить сравнительный анализ полученных результатов для установления критерия выявления потенциальных зон разрушения материала оборудования;

3) определить фактический уровень поврежденности металла оборудования по изменению его акустических характеристик и характеристик поверхности, на примере двухслойной стали 09Г2С+12Х18Н10Т;

4) разработать, спроектировать и изготовить экспериментальную установку, позволяющую регистрировать на фотопленку газоразрядное свечение образцов, подверженных малоцикловой усталости с разной степенью поврежденности, для выявления поверхностных дефектов на ранних стадиях развития;

5) исследовать влияние малоцикловой усталости на характер газоразрядного свечения;

6) разработать метод оценки степени поврежденности аппаратов, изготовленных из плакированных металлов, на основе сравнительного анализа характеристик поверхности и скорости ультразвука.

По структуре работа состоит из четырех глав.

В первой главе рассмотрены и проанализированы работы, посвященные вопросам прочности биметаллических конструкций и оценки степени поврежденности машин и аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей. Рассмотрены основные виды оборудования, изготавливаемого из двухслойных сталей. Показано, что биметаллические реакторы установок замедленного коксования являются характерным примером оборудования, испытывающего комплексное воздействие постоянных и переменных механических и тепловых нагрузок. Приведены основные характеристики данных реакторов.

По данным литературных источников проведен анализ повреждений реакторов для получения кокса и рассмотрены современные подходы к расчетам долговечности аппаратов, эксплуатирующихся в условиях малоцикловой усталости. Исследованиям данного направления посвящены работы Махутова Н.А., Терентьева В.Ф., Ивановой B.C., Романова А.Н., Гусенкова А.П. и др. Показано, что этому виду нагружения подвержены в большей степени сосуды, работающие под давлением, а дефекты, приводящие к отказу оборудования, чаще всего образуются в местах, где появляются изгибные напряжения.

Изложен обзор исследований закономерностей накопления повреждений и разрушения биметаллов при малоцикловом нагружении. В работах многих авторов (Тананов А.И., Медведев С.Ф., Коцаньда С. и др.) отмечено, что подобные разрушения характеризуются медленным скрытым подрастанием усталостных трещин и объединением их в магистральную макротрещину, раскрытие которой может произойти внезапно и привести к аварийной ситуации.

Показана специфика строения и свойств плакированных металлов, а также особенности их сопротивления малоцикловому деформированию. Показано, что, несмотря на резко выраженную химическую, структурную и механическую неоднородность зоны соединения композиций, обеспечиваются показатели прочности на уровне металла основы, а в некоторых случаях и выше.

Анализ показал, что большая часть разрушений начинается с поверхности. Рассмотрены механизмы разрушения и роль в этом поверхностных слоев металла, которые освещены в работах В.П. Алехина, В.Ф. Терентьева и др. Описаны параметры, характеризующие поверхность, и отмечено, что одним из них является поверхностная энергия. Данные литературных источников и исследования, проведенные ранее, позволяют предположить возможность применения метода газоразрядного фотографирования для регистрации изменения свойств металлов в зоне зарождения трещины.

Сделан обзор существующих машин для испытания образцов на усталость.

В последнем разделе первой главы на основе анализа литературных данных сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе диссертационной работы приведено обоснование и описание использованных методов исследования.

В настоящее время является актуальным решение вопросов оценки степени поврежденности корпусов коксовых камер установок замедленного коксования, проработавших определенное время. В работах Кузеева И.Р., Филимонова Е.А., Газиева P.P. и других авторов описано, что связано это со сложностью эксплуатационного нагружения аппарата, процессами накопления повреждений и возникновением разнообразных дефектов и отказов реакторов коксования. В качестве материала выбрана двухслойная сталь 09Г2С+12Х18Н10Т, широко используемая для изготовления данного оборудования.

Исследование усталостной долговечности плакированных сталей выполнялось при циклическом упругопластическом нагружении по схеме чистого симметричного изгиба. В ходе испытания на малоцикловую усталость как моно-, так и биметалла через каждые 500 циклов образец подвергался исследованию на определение значения поверхностной энергии, скорости распространения ультразвуковых волн, а также проводилось газоразрядное фотографирование наиболее нагруженной зоны образца.

В связи с тем, что в большинстве случаев зарождение трещин начинается в поверхностных и приповерхностных слоях металла, информация об изменениях, происходящих на поверхности, является очень важной. Поэтому при усталостных испытаниях проводились измерения поверхностной энергии.

Исследованиям данного направления посвящены работы Наумкина Е.А., Прохорова А.Е. (установление увеличения поверхностной энергии при накоплении усталостных повреждений), Савичевой Ю.Н. (изменение поверхностной энергии при утонении металлических пластин электролитическим методом) и др.

Поверхностную энергию определяли с использованием краевого угла смачивания по методике, описанной в трудах А. Адамсона, Е.Д. Щукина, Б.Д. Сумма и других исследователей.

Наряду с определением поверхностной энергии, состояние поверхности образцов оценивалось при помощи газоразрядного фотографирования (ГРФ), основанного на эффекте Кирлиан.

Для оценки изменения физико-механических свойств материалов в процессе усталостных испытаний использовались акустические средства контроля. Как отмечено в работах Клюева В.В., Муравьева В.В., Школьника Н.Э., Колесникова А.Е., Крауткремера Й. и др., применение ультразвуковых средств контроля физико-механических свойств материалов основано на связи этих свойств с акустическими характеристиками материалов (скоростями распространения, коэффициентами затухания упругих волн и т.п.). Учитывая достоинства и недостатки существующих методов измерения скорости ультразвуковых волн, в данной работе принято решение использовать ультразвуковой толщиномер «Krautkramer DM 4Е» с преобразователем DA301 5,0 МГц.

В третьей главе приведены результаты исследований изменения поверхностной энергии, скорости распространения продольных ультразвуковых волн и характера газоразрядного свечения образцов при накоплении усталостных повреждений.

Анализируя полученные экспериментальные данные, можно сделать вывод, что существует конкуренция между различными зонами образца за разрушение, которая развивается до уровня поврежденности N/Np = 0,2.0,4 (поверхностная энергия во всех зонах возрастает, скорость ультразвука снижается). По достижении уровня поврежденности N/Np = 0,4, а в некоторых зонах и раньше, поверхностная энергия перестает возрастать, а скорость ультразвука - снижаться. Борьба между зонами образца за разрушение прекращается, остается единственная зона, в которой тенденция возрастания поверхностной энергии и убывания скорости ультразвука сохраняется в течение всего периода испытаний, что является характерным признаком предстоящего разрушения.

После достижения предельного состояния, что соответствует уровню поврежденности N/Np = 0,7, вновь начинают включаться в процесс разрушения некоторые зоны, наблюдается множественность возникновения очагов разрушения (поверхностная энергия снова возрастает, скорость ультразвука - снижается). На поверхности образца в данных зонах появляются усталостные трещины, но магистральная трещина развивается в зоне, выделившейся после достижении уровня поврежденное™ N/Np = 0,4. Именно в этой зоне впоследствии и происходит разрушение.

В материале с самого начала деформирования проявляется зона разрушения, причем, если в исходном состоянии потенциально возможных областей разрушения несколько, то после достижении уровня поврежденности N/Np = 0,4 остается одна.

Таким образом, совместное использование акустических свойств биметалла и характеристик его поверхности позволяет оценивать вероятные зоны разрушения в оболочке аппаратов, изготовленных из плакированных металлов.

Однако для оценки технического состояния оборудования кроме информации о местонахождении зон повышенной концентрации напряжений необходимо знать фактический уровень поврежденности металла в данных зонах. С этой целью образцы плоского типа с концентратором напряжений были подвержены разным уровням накопления усталостных повреждений в области малоцикловых нагрузок, и при каждом уровне накопления усталостных повреждений выполнялись измерения поверхностной энергии и скорости ультразвука, а также осуществлялось газоразрядное фотографирование верхней и боковой поверхности образцов.

Эксперименты показывают линейное возрастание поверхностной энергии при накоплении усталостных повреждений. Скорость ультразвука при аналогичных условиях снижается, причем до уровня повреждений N/Np = 0,7 изменение скорости незначительно, а после достижения данного уровня накопления усталостных повреждений происходит резкое снижение скорости ультразвука, что, на наш взгляд, свидетельствует о переходе биметалла к необратимому разрушению.

Состояние поверхности образцов также оценивалось и при помощи газоразрядного фотографирования. Метод газоразрядного фотографирования является очень чувствительным к изменению геометрического и потенциального рельефа поверхности и его можно использовать при лабораторных исследованиях биметаллических материалов для визуализации разрушения, происходящего с границы контакта слоев.

В четвертой главе описан метод, позволяющий оценить степень поврежденности биметаллических аппаратов, работающих в условиях циклического нагруже-ния, который основан на анализе изменения скорости распространения продольных ультразвуковых волн с учетом характеристик поверхности.

Предлагаемый метод позволяет оценить степень поврежденности биметаллических аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности, и тем самым обеспечить их безаварийную эксплуатацию.

Автор искренне признателен своему научному руководителю д.т.н., профессору Кузееву И.Р. и научному консультанту к.т.н. Наумкину Е.А. за оказанную помощь в постановке задачи исследований и анализе результатов исследования; а также сердечно благодарен научным консультантам к.т.н. доценту Газиеву P.P. и к.т.н. доценту Захарову Н.М. за содействие в проведении испытаний, ценные советы и рекомендации и постоянное внимание к работе.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Разработан метод оценки степени поврежденности биметаллических аппаратов на основе сравнительного анализа скорости распространения продольных ультразвуковых волн и характеристик поверхности при накоплении усталостных повреждений, применительно к оборудованию нефтеперерабатывающей промышленности.

2 Установлено, что скорость распространения продольных ультразвуковых волн в биметалле 09Г2С+12Х18Н10Т с увеличением уровня накопления усталостных повреждений на начальных стадиях испытаний снижается, а поверхностная энергия основного и плакирующего слоев - возрастает. Причем до уровня поврежденности N/Np = 0,2.0,4 данная закономерность прослеживается во всех областях рабочей зоны образца, а затем выявляется одна область, в которой тенденция сни жения скорости ультразвука и возрастания поверхностной энергии сохраняется в течение всего периода испытаний. Доказано, что именно в этой области в дальнейшем и происходит разрушение.

3 Исследовано влияние циклического нагружения биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и отдельно его компонентов на изменение поверхностной энергии и скорости распространения продольных ультразвуковых волн. Установлены зависимости скорости ультразвука и поверхностной энергии от уровня накопления усталостных повреждений для образцов из биметалла 09Г2С+12Х18Н10Т и в образцах отдельно из основного металла и плакирующего слоя. Показана возможность ис пользования предложенных зависимостей для определения фактического уровня поврежденности оборудования, изготовленного из двухслойных сталей, а также уровня поврежденности, соответствующего переходу к необратимому разрушению материала.

4 Разработана, спроектирована и изготовлена экспериментальная установка, позволяющая регистрировать на фотопленку газоразрядное свечение образцов, подверженных малоцикловой усталости с разной степенью поврежденности, для выявления поверхностных дефектов на ранних стадиях развития.

5 Установлена возможность обнаружения возникновения локальных трещин на ранних стадиях развития в зонах концентраторов напряжений при помощи метода газоразрядного фотографирования.

6 Разработанная «Методика определения степени поврежденности двухслойной стали при помощи ультразвукового метода контроля» используется в учебном процессе УГНТУ.

7 Разработанные рекомендации по оценке степени поврежденности аппаратов, изготовленных из двухслойных сталей, приняты в ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» для использования при оценке технического состояния оборудования нефтеперерабатывающих и химических производств, выполненного из двухслойных коррозионностойких сталей.

1.B. Двухслойные коррозионностойкие стали/ JI.B. Меандров. -М.: Металлургия, 1970. - 230 с.

2. Махутов Н.А. Методика исследования физико-механических свойств биметаллов в условиях электрических воздействий/ Н.А. Махутов, А.И. Тананов, B.C. Акиньшин, Н.Н. Беклемишев// Заводская лаборатория-1986.-№2.- С. 60-68.

3. Биметаллические материалы/ М.И. Чепурко, В.Я. Остренко, Л.Я. Глускин и др. Л.: Судостроение, 1984. - 272 с.

4. Материаловедение: Учебник для вузов/ Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.; под общ. ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина. 5-е изд., стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 648 с.

5. Гуляев А.П. Металловедение 5-е изд., перераб./ А.П. Гуляев - М.: Металлургия, 1977. - 647 с.

6. Походенко Н.Т. Получение и обработка нефтяного кокса/ Н.Т. Походенко, Б.И. Брондз. М.: Химия, 1986.- 312 с.

7. Походенко Н.Т. Эксплуатация и пути повышения надежности работы реакторов установок замедленного коксования/ Н.Т. Походенко, Б.И. Брондз. -М.: ЦНИТЭНефтехим, 1983. 56 с.

8. Бикбулатова A.M. Этапы становления и развития отечественного производства нефтяного кокса методом замедленного коксования (на примере Новоуфимского НПЗ): Дис. канд. техн. наук: 02.00.13., 07.00.10.- Уфа, 2002. -98 с.

9. Бендеров Д.И. Процесс замедленного коксования в необогреваемых камерах/ Д.И. Бендеров, Н.Т. Походенко, Б.И. Брондз. М.: Химия, 1976.-176 с.

10. Кузеев И.Р. Взаимодействие нефтяных углеродистых веществ с поверхностью твердых тел/ И.Р. Кузеев, Ю.М. Абызгильдин// В сб. Проблемы углубления переработки нефти. Уфа, 1985. - С. 74-79.

11. Кузеев И.Р. Принципы классификации аппаратов нефтепереработки/ И.Р. Кузеев// В сб. Проблемы переработки остатков сернистых и высокосернистых нефтей и сернистых газовых конденсатов. Уфа, 1984. -С. 190-192.

12. Карзов Г.П. Сварные сосуды высокого давления. Прочность и долговечность/ Г.П. Карзов, В.П. Леонов, Б.Т. Тимофеев. JL: Машиностроение, 1982.-287 с.

13. Астров Е.И. Плакированные многослойные металлы. М.: Металлургия, 1965.-239 с.

14. Биметаллические соединения/ К.Е. Чарухина, С.А. Голованенко и др. М.: Металлургия, 1970. - 192 с.

15. ГОСТ 10885-85 Сталь листовая горячекатаная двухслойная коррозионно-стойкая. Технические условия.

16. Вайнерман А.Е. Плазменная наплавка металлов/ А.Е. Вайнерман, М.Х. Шоршоров, В.Д. Веселков, B.C. Новосадов. Л.: Машиностроение, 1969.- 192 с.

17. Голованенко С.А. Сварка прокаткой биметаллов/ С.А. Голованенко,- М.: Металлургия, 1977. 160 с.

18. Конон Ю.А. Сварка взрывом/ Ю.А. Конон, Л.Б. Первухин, А.Д. Чудновский; под ред. В.М. Кудинова. М.: Машиностроение, 1987. -216 с.

19. Кудинов В.М. Сварка взрывом в металлургии/ В.М. Кудинов,

20. A.Я. Коротеев. М.: Металлургия, 1978. - 168 с.

21. Строение и свойства биметаллических материалов/ А.И. Тананов,

22. B.Д. Катихин, И.С. Гузь и др. М.: Наука, 1975. - 124 с.

23. Шефтель Н.И. Технология производства проката/ Н.И. Шефтель. М.: Металлургия, 1976. 576 с.

24. Кобрин М.М. Методика раздельного определения остаточных и реактивных внутренних напряжений в биметалле/ М.М. Кобрин, А.Л. Бируля, Л.В. Кудрявцева// Заводская лаборатория. 1971. - № 9. - С. 34-35.

25. Повышение качества поверхности и плакирование металлов: Справочник/ Под ред. А. Кнаушнера. М.: Металлургия, 1984. 368 с.

26. Чудновский А.Д. О методах определения свойств плакированных материалов/ А.Д. Чудновский// Заводская лаборатория,-1981. № 6. - С. 82-88.

27. Махутов Н.А. Методика определения интегральных свойств биметаллов с учетом переходной зоны/ Н.А. Махутов, Н.Н. Беклемишев,

28. B.C. Акиньшин, А.И. Тананов// Заводская лаборатория. 1990. - № 7.1. C. 51-57.

29. Плакирование стали взрывом/ Под ред. А.С. Гельмана. М.: Машиностроение, 1978. -191 с.

30. Махутов Н.А. Способ построения диаграммы усталостного разрушения биметалла/ Н.А. Махутов, А.П. Черняев, А.И. Тананов// Физико-химическая механика материалов. 1984. - № 1. - С. 104-106.

31. Микляев П.Г. Методы механических испытаний многослойных листовых материалов/ П.Г. Микляев// Заводская лаборатория. 1991. - № 11. -С. 43-49.

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

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

34. Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов/ С. Коцаньда. М.: Металлургия, 1976.-455 с.

35. Медведев С.Ф. Циклическая прочность металлов/ С.Ф. Медведев. М.: МАШГИЗ, 1961.-303 с.

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

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

38. Земзин В.Н. Сварные соединения разнородных сталей/ В.Н. Земзин. М.: Машиностроение, 1966. - 232 с.

39. Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением 3-е изд., пе-рераб. и доп./ С.И. Думов. - Л.: Машиностроение, 1987. - 461 с.

40. Филимонов Е.А. Оценка напряженного состояния оболочки реактора коксования при пластическом деформировании/ Е.А. Филимонов, И.Р. Кузеев// Химия и технология топлив и масел. 1986. - № 7. - С. 25-26.

41. 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.

42. Beevers C.J. M. Micromechanisms of fatigue crack growth at low stress intensities//Met. Sci. 1980. № 8-9. P. 418-423.

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

44. 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.

45. Богачев И.Н. Влияние концентрации напряжений на циклическую прочность структурно-нестабильных сталей// Физико-химическая механика материалов/ И.Н. Богачев, А.А. Рудаков.- 1972, Т. 8, № 3, С. 110-111.

46. Валиев Р.З., Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией/ Р.З. Валиев, И.В. Александров.- М.: Логос, 2000.- 272 с.

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

48. Костина М.В. Особенности сталей, легированных азотом/ М.В. Костина, О.А. Банных, В.М. Блинов// Металловедение и термическая обработка металлов. 2000.- № 12. - С. 3-6.

49. 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.

50. 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. 65A. № 632. P. 124-125.

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

52. 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.

53. Столофф H. Механические свойства упорядочивающихся сплавов/ Пер. с англ./ Н. Столофф, Р. Дэвис.- М.: Металлургия, 1969 113 с.

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

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

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

57. Когаев В.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Справочник/ В.П. Когаев, Н.А. Махутов, А.П. Гусенков.- М.: Машиностроение, 1985.-224 с.

58. Статистические закономерности малоциклового разрушения/ Н.А. Махутов, В.В. Зацаринный, Ж.Л. Базарас и др. М.: Наука, 1989. -252 с.

59. Механика малоциклового разрушения/ Под общей ред. Н.А. Махутова, А.Н. Романова. М.: Наука, 1986. - 264 с.

60. Прочность конструкций при малоцикловом нагружении/ Под ред. Н.А. Махутова. М.: Наука, 1983. - 271 с.

61. Романов А.Н. Разрушение при малоцикловом нагружении/ А.Н. Романов.-М.: Наука, 1988.-282 с.

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

63. Савчин Б.М. Влияние малоцикловых нагружений на фазовые превращения и развитие субструктуры в стали Х18Н10Т/ Б.М. Савчин// Физико-химическая механика материалов. 1978, Т. 14, № 3. - С. 72-75.

64. Праттон М. Введение в физику поверхности./ М. Праттон.- Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. 256 с.

65. А.с. 1103071 СССР, МКИ G 03 В 41/00 Устройство для обнаружения дефектов на внутренней поверхности осесимметричных труб и отверстий/ E.JI. Гинзбург, Н.Е. Домород, В.В. Кожаринов, А.Ф. Федевич (СССР).-№ 3506971/18-25; Заяв. 20.10.82; Опубл. 15.07.84.

66. А.с. 1290120 СССР, МКИ G 01 М 3/40 Способ контроля герметичности изделий/ Н.Г. Баньковский, К.Г. Коротков (СССР). № 3700558/25-28; Заяв. 15.02.84; Опубл. 15.02.87.

67. Дежкунова С.В. Визуализация усталостных дефектов электроразрядным высокочастотным методом/ С.В. Дежкунова, А.Г. Довгялло// Дефектоскопия. 1983.-№ 2.-С. 46-50.

68. Романий С.Ф. Неразрушающий контроль материалов по методу Кирлиана/ С.Ф. Романий, З.Д. Черный//- Днепропетровск: ДГУ, 1991. 144 с.

69. Газиев P.P. О применении эффекта Кирлиан для оценки поврежденности материала конструкции/ P.P. Газиев// Мировое сообщество: проблемы и пути решения: Сб. науч. статей/ Изд-во УГНТУ. 2003. - Вып. 14. -С. 163-166.

70. Anders A. Lichtenberg figures on dielectrics in gases and vacuum// Beit. Plas-maphysics. 1985. v. 25. P. 256-258.

71. Boyers D.G., Tiller W.A. Corona discharge photography// J of applied physics. 1973. v. 44. P. 3102-3112.

72. Dakin H.S. High-voltage photography.// San-Francisco, 1975. 79 p.

73. DiBartolomeo D. Research on anomalous effects on a gas discharge// Cell A 1 year report. Iridish. 1994. P. 3-7.

74. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их результатов/

75. B. Вейбулл.- М.: Машиностроение, 1964-275 с.

76. Карпенко Г.В. Малоцикловая усталость сталей в рабочих средах/ Г.В. Карпенко, К.Б. Кацов, И.В. Кокотайло, В.П. Руденко.- Киев: Наукова думка, 1977. 112 с.

77. Серенсен С.В. Динамика машин для испытаний на усталость/

78. C.В. Серенсен, М.Э. Гарф, В.А. Кузьменко.- М.: Машиностроение, 1967460 с.

79. Трощенко В.Т. Сопротивление усталости металлов и сплавов. Справочник/ В.Т. Трощенко, J1.A. Сосновский.- Киев: Наукова думка, 1987. Т.1.-510 с.

80. Золоторевский B.C. Механические испытания и свойства металлов/ B.C. Золоторевский.- М.: Металлургия, 1974.- 303 с.

81. Шмидт В. Введение в способы испытания. В Сб.: Поведение стали при циклических нагрузках / Пер. с нем. Под ред. В. Даля.- М.: Металлургия, 1983.-568 с.

82. Лифшиц В.И. Основные положения определения остаточного ресурса сосудов и аппаратов/ В.И. Лифшиц, В.Г. Татаринов// Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2000.- № 8. - С. 8-11.

83. ГОСТ 19281-89 Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия.

84. ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.

85. ГОСТ 25.502-79 Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость.

86. Сопротивление материалов/ Г.С. Писаренко, В.А. Агарев, A.JI. Квитка и др. Киев: Вища школа, 1986. - 775 с.

87. Школьник J1.M. Методы усталостных испытаний: Справочник/ JI.M. Школьник.- М.: Металлургия, 1978. 304 с.

88. Тимошук J1.T. Механические испытания металлов/ JI.T. Тимошук.- М.: Металлургия, 1971. 224 с.

89. Газиев P.P. Оценка долговечности биметаллических аппаратов на примере реактора установки замедленного коксования: Дис. канд. техн. наук: 05.04.09.-Уфа, 1992.- 191 с.

90. Прохоров А.В. Оценка степени поврежденности оборудования, эксплуатированного в условиях малоцикловой усталости, с учетом параметров поверхностной энергии: Дис. канд. техн. наук: 05.02.13.- Уфа, 2005. 96 с.

91. Махутов Н.А. Статистические закономерности малоциклового разрушения/ Н.А. Махутов, В.В. Зацаринный, Ж.Л. Базарас и др. М.: Наука, 1989.-252 с.

92. Наумкин Е.А. Оценка степени поврежденности стали 09Г2С в условиях малоцикловой усталости с учетом параметров поверхностной энергии/

93. Е.А. Наумкин, И.Р. Кузеев, А.Е. Прохоров// Сборник научных статей. «Мировое сообщество: проблемы и пути решения» Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005.-№ 17.-С. 66-74.

94. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. Пер. с англ. АбидораИ.Г. Под ред. Зорина З.М., Муллера В.М. М.: Мир, 1979 - 568 с.

95. Щукин Е.Д. Коллоидная химия/ Е.Д. Щукин, А.В. Перцов, Е.А. Амелина.-М.: Высшая школа, 1992-414 с.

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

97. Трутнев Р.Н. Диагностика повреждений материалов оборудования нефте-газопереработки ГРВ методом/ Р.Н. Трутнев, P.P. Газиев, Н.М. Захаров// Нефтегазопереработка и нефтехимия 2005.- Уфа: ГУП ИНХП РБ, 2005.

98. Трутнев Р.Н. Диагностика конструкционных материалов методом газоразрядного фотографирования/ Р.Н. Трутнев, P.P. Газиев, Н.М. Захаров// Нефтегазовое дело.- 2006.-http://www.ogbus.ru/authors/trutnev/trutnev 1 .pdf -12 с.

99. Кирлиан С.Д. Способ получения фотографических снимков различного рода объектов. Авт. свид. № 106401. Бюлл. изобр., 1957, № 6.

100. Кирлиан В.Х. В мире чудесных разрядов 2-е изд., доп./ В.Х. Кирлиан, С.Д. Кирлиан. Краснодар: Просвещение-Юг, 2003. - 200 с.

101. Короткое К.Г. Основы ГРВ биоэлектрографии/ К.Г. Коротков. СПб.: СПбГИТМО (ТУ), 2001. - 360 с.

102. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп.// В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, А.В. Ковалев и др. - М.: Машиностроение, 2003.-656 с.

103. Романий С.Ф. Высокочастотный способ контроля диэлектрических материалов/ С.Ф. Романий, З.Д. Черный// Дефектоскопия. 1979. - № 5. -С. 47-51.

104. Бойченко А.П. Основы газоразрядной фотографии/ А.П. Бойченко, М.А. Шустов. Томск: STT, 2004. - 316 с.

105. Воробьев А.А. Техника высоких напряжений/ А.А. Воробьев. М.: Мос-энергоиздат, 1945. - 517 с.

106. Коллакот Р. Диагностика повреждений: Пер. с англ./ Р. Коллакот. М.: Мир, 1989.-512 с.

107. Крауткремер И. Ультразвуковой контроль материалов: Справочник, пер. с нем. Под ред. Волченко В.Н./ Й. Крауткремер, Г. Крауткремер. М.: Металлургия, 1991. - 752 с.

108. Колесников А.Е. Ультразвуковые измерения/ А.Е. Колесников. М.: Издательство стандартов, 1970. - 238 с.

109. Выборнов Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия/ Б.И. Выборнов. М.: Металлургия, 1985. - 256 с.

110. Кретов Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении/ Е.Ф. Кретов. СПб.: Радиоавионика, 1995. - 328 с.

111. Денель А.К. Лаборатория дефектоскопии металлов/ А.К. Денель. М.: Металлургия, 1964.- 155 с.

112. Муравьев В.В. Скорость звука и структура металлов и сплавов/ В.В. Муравьев, Л.Б. Зуев, К.Л. Комаров. Новосибирск: Наука, 1996. -184 с.

113. Школьник И.Э. Диагностика качества бетона: новые аспекты/ И.Э. Школьник.- М.: Технопроект, 1993. 328 с.

114. Королев М.В. Эхо-импульсные ультразвуковые толщиномеры/ М.В. Королев. М.: Машиностроение, 1982. - 157 с.

115. Eichler R.H. Apparatus for measurement of sound velocity in a workpiece US Pat. 3.690.155 (1972)

116. Lynnworth L.C. Sound ways to measure temperature. Acoustical techniques. Meas. Control 2 (1969) P. 414-418.

117. Roderick R.L. Truell R. The measurement of ultrasonic attenuation in solid by the pulse technique and some results in steel. J. Apple Phys. 23 (1952) P. 267-279.

118. Zauker A. Nomograph for the velocity of sound in solid media. Ultrasonics 10 (1972) P. 180-181.

119. Шербинский В.Г. Эхо-зеркальный ультразвуковой метод обнаружения и распознавания дефектов сварных швов/ В.Г. Шербинский, B.C. Белый. -М.: Машиностроение, 1980. 40 с.

120. Integrated systems & networks. Режим доступа: http://www.insynet.ru.

121. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение: Пер. с англ./ Дж. Коллинз.- М.: Мир, 1984.- 624с.

122. Mood A.M. Introduction to the theory of statistics/ A.M. Mood. New York: McGraw-Hill, 1950.

123. Elion Н.А. Recent advances in stress measurement by ultrasonics. Proc. 3rd Int. Congr. Acoustics, Stuttgart 1959 Amsterdam: Elsevier, 1960.

124. Crecraft D.I. The measurement of applied and residual stresses in metals using ultrasonic waves J. Sound Vib. 5 (1967) P. 173-192.

125. Зуев JI.Б. О признаке усталостного разрушения сталей/ Л.Б. Зуев,

126. B.В. Муравьев, Ю.С. Данилова// Письма в ЖТФ. 1999. - Т. 25, вып. 9.1. C. 31-34.

127. Кретинин М.В. Измерение температурного поля корпуса камер коксования/ М.В. Кретинин, А.В. Казачанский, Г.А. Сергеев// Химия и технология топлив и масел. 1983. - № 6. - С. 38-39.

128. Кретинин М.В. Исследование температурных полей в оболочке коксовых камер/ М.В. Кретинин, И.Р. Кузеев, А.В. Грибанов и др.// Химическое и нефтяное машиностроение. 1985. - № 7. - С. 18-20.

129. ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. М.: Издательство стандартов, 1989. - 81 с.

130. Мартынов Н.В. Методика ультразвукового контроля металла и сварных соединений биметаллических аппаратов/ Н.В. Мартынов, Б.П. Пилин, З.И. Ролдугина- Волгоград: ВНИКТИнефтехимоборудование, 1988. -40 с.