автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Оценка степени поврежденности оборудования, эксплуатируемого в условиях малоцикловой усталости, с учетом параметров поверхностной энергии

На правах рукописи

ПРОХОРОВ АНДРЕЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ ^Чп

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ПОВРЕЖДЕННОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ, ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО В УСЛОВИЯХ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ, С УЧЕТОМ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИИ

Специальность 05.02.13 - «Машины, агрегаты и процессы (машиностроение в нефтеперерабатывающей промышленности)»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2005

Работа выполнена на кафедре «Машины и аппараты химических производств» Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Защита состоится 9 сентября 2005 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета 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 « » августа 2005 года.

Ученый секретарь

Научный руководитель: кандидат технических наук

Наумкин Евгений Анатольевич.

Официальные оппоненты- доктор технических наук,

доцент Щипачев Андрей Михайлович; кандидат технических наук, доцент Газиев Радик Рашитович.

Ведущее предприятие: ОАО «Салаватнефтемаш».

диссертационного совета

М.М. Закирничная

Цййь-Н 1-156 499

ЗА'ЭХ 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Одним из приоритетных направлений исследований машин и аппаратов, как отмечено в п. 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 подвергаются действию как постоянных, так и переменных механических и тепловых нагрузок, влиянию рабочей среды, а также их комплексному воздействию, что сильно сказывается на надежности их эксплуатации. Для такого оборудования одним из доминирующих факторов повреждаемости металла является накопление усталостных повреждений, которое во многих случаях приводит к его разрушению. Подобные разрушения, являющиеся наиболее опасными, так как реализуются длительное время без макроскопической деформации и высоких скоростей распространения трещин, указывают на недостаточность классических методов оценки степени поврежденности машин и агрегатов. В то же время существующие методы неразрушающего контроля (НК), с помощью которых можно определить степень накопления усталостных повреждений, сложно назвать универсальными, позволяющими осуществить сбор полной информации об объекте.

В настоящее время выводы о техническом состоянии оборудования основываются в конечном итоге по результатам традиционных методов прочностных расчетов, выполненных с учетом коррозионно-эрозионного износа по результатам толщинометрии (ГОСТ 14249, ГОСТ 24755, ГОСТ 25859 и др.). Такие расчеты не всегда корректны, так как в них используются нормативные характеристики металлов, в частности, допускаемая амплитуда напряжений и допускаемое число циклов нагружения, основанные на постоянных значениях коэффициентов запаса прочности по количеству

циклов нагружения и по амплитуде напряжения.

Тг. ^т, гте. ^""■■Т.ТР-ПГ-"""

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ| БИБЛИОТЕКА I

возможные факторы повреждения и деградации маюриалов конструкций для условий малоцикловой усталости. Кроме того, известно, что в подавляющем числе случаев зарождение усталостных трещин начинается в поверхностных или приповерхностных слоях металла. Поэтому важно знать закономерности пластического поведения этих слоев в условиях циклического деформирования. Все это свидетельствует о необходимости учета реальных изменений, происходящих в металле и на его поверхности для разработки научно-обоснованного подхода к оценке степени поврежденности оборудования нефтепереработки. В связи с этим исследования, направленные на решение данной проблемы, являются акгуальными.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Разработка метода оценки степени поврежденности машин и агрегатов, эксплуатируемых в области малоциклового нагружения, на основе установления взаимосвязи изменения параметров поверхностной энергии, магнитных свойств и механических характеристик материала при накоплении усталостных повреждений, применительно для оборудования нефтеперерабатывающей промышленности. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Разработать метод оценки степени поврежденности оборудования нефтепереработки на основе корректировки модифицированною уравнения Коффина-Мэнсона в ГОСТ 25859 путем получения уточненной формулы для определения амплитуды напряжений с использованием характеристик поверхностной энергии.

2. Разработать, спроектировать и изготовить экспериментальную установку, позволяющую осуществлять усталостные нагружения образцов по схеме чистого симметричного изгиба для установления зависимости параметров поверхностной энергии и механических характеристик о г уровня накопления усталостных повреждений материалов машин и агрегатов неф! епереработки.

3. Установить взаимосвязь между параметрами поверхностной энергии, магнитными и механическими характеристиками при накоплении усталостных повреждений материала, используемого в оборудовании нефтеперерабатывающей промышленности.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Выявлена взаимосвязь между свободной поверхностной энергией и уровнем накопления усталостных повреждений в области упруго-пластической деформации стали 09Г2С. Установлено повышение свободной поверхностной энергии с увеличением числа циклов нагружения в малоцикловой области. Пределы изменения этого параметра для данного материала составляют (4,5 10"7 + 7,0 I О"7) ± 0,1 • 10"7 Дж/м2.

2. Скорректировано модифицированное уравнение Коффина-Мэнсона в ГОСТ 25859 путем введения в него поправочных коэффициентов, полученных с использованием параметров поверхностной энергии по результатам измерения угла смачивания поверхности металла.

3. Разработан метод оценки степени поврежденности машин и агрегатов, подверженных малоцикловой усталости.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

1. Разработанная и созданная экспериментальная установка для испытаний на усталостный изгиб используется в учебном процессе УГНТУ при проведении лабораторных работ дисциплины «Физическая природа разрушения».

2. Предложенный метод оценки степени поврежденности оборудования нефтеперерабатывающей промышленности с учетом параметров поверхностной энергии применяется в ООО НПК «Диаконт».

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: II международной научно-технической конференции "Новоселовские чтения" (Уфа, УГНТУ, 2003 г.), научно-практической конференции «Нефтепереработка и нефтехимия-2003» (Уфа, ГУЛ ИНХП, 2003 г.), II

Всероссийской ИНТЕРНЕТ-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем (Уфа, УГНТУ, 2003 i.), 55-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, УГНТУ, 2004 г.), II Всероссийской учебно-научно-методической конференции «Реализация государственных образовательных стандартов при подготовке инженеров-механиков- проблемы и перспективы» (Уфа, УГНТУ, 2004 г.), III Всероссийской научной ИНТЕРНЕТ-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем» (Уфа, УГНТУ, 2004 г.), IX Международной научно-технической конференции «Проблемы строительного комплекса России» (Уфа, УГНТУ, 2005 г.), 56-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, УГНТУ, 2005 г.), Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология» (Уфа, УГНТУ, 2005 г.).

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано тринадцать работ.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертационная работа состоит из четырех глав, основных выводов, списка использованных источников из 108 наименований, содержит 104 страницы машинописного текста, включая 20 рисунков, 3 таблицы и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение раскрывает актуальность выбранной темы диссертационной работы, в нем сформулированы основные положения, выносимые на защиту, а также отражена научная новизна выполненных исследований и их практическая ценность.

В первой главе рассмотрены и проанализированы работы, посвященные вопросам прочности конструкций и оценки степени

поврежденности машин и агрегатов, эксплуатирующихся в условиях малоцикловой усталости. Проанализированы причины отказов основного оборудования нефтеперерабатывающих заводов, работающего в условиях малоциклового нагружения. 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. Анализ показал, что большая часть разрушений начинается с поверхности. Рассмотрены механизмы разрушения и роль в этом поверхностных слоев металла. Описаны параметры, характеризующие поверхность, и отмечено, что одним из них является поверхностная энергия. Представлены способы определения поверхностной энергии и методики ее расчета.

Анализ базы данных нефтеперерабатывающих заводов показал, что одной из наиболее используемых для изготовления оборудования нефтепереработки является сталь 09Г2С, что и предопределило применение данного материала для проведения исследований.

Из литературных источников известно, что при различных видах воздействия на твердое тело электрические и магнитные свойства материала изменяются. Поэтому в данной главе также рассмотрены основные принципы магнитных и электрических методов неразрушающего контроля для измерений физических и прочностных характеристик материалов.

С точки зрения реальных условий эксплуатации оборудования наиболее перспективными являются магнитные методы НК. В соответствии с ними можно косвенно оценить текущее напряженно-деформированное состояние металлоконструкций в процессе эксплуатации через совокупность магнитных параметров, значения которых могут быть измерены. К таким параметрам относятся коэрцитивная сила, напряженность магнитного поля, остаточная намагниченность поля.

Приведены данные об изменении структурных параметров при усталостном накоплении повреждений и изменениях механических

характеристик. Описаны методы и средства экспериментальной проверки теоретических расчетов на прочность. Сделан обзор существующих машин для испытания образцов на усталость.

Из проведенного анализа рассмотренных вопросов сделан вывод о целесообразности и актуальности темы диссертации.

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

Вторая глава посвящена исследованиям некоторых особенностей малоцикловой усталости

Известно, что усталостные испытания дают большой разброс экспериментальных значений. В расчетах этот разброс учитывается выбором повышенного запаса прочности. Для сосудов и аппаратов, работающих под давлением, используются (согласно ГОСТ 25859-83 «Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках») два коэффициента запаса: по числу циклов = 10 и по напряжениям па = 2, с помощью которых можно определить допускаемую амплитуду напряжений и допускаемое число циклов нагружения. Однако это требует снижения нормативного срока эксплуатации оборудования и существенного утолщения металла, а, следовательно, повышения металлоемкости. Кроме того, использование этих коэффициентов не всегда гарантирует безопасную эксплуатацию оборудования. Поэтому требуется корректировка существующих расчетов на малоцикловую усталость. Для этого необходимо сопоставить результаты определения усталостной прочности, полученные экспериментальным и расчетным путем, отклонение которых позволит установить поправочный коэффициент.

При построении кривой Велера экспериментальным методом была выбрана схема поперечного консольного изгиба при симметричном цикле нагружения. Экспериментальная установка, на которой проводились испытания цилиндрических образцов, обеспечивает частоту 10 циклов в

минуту. Нагружение осуществлялось с помощью грузов, которые вместе с образцами жестко крепились к вращающемуся диску.

При построении кривой Велера расчетным путем в данной работе была использована методика по ГОСТ 25.859. Допускаемая амплитуда напряжений определялась по формуле:

где N - количество циклов; I - температура;

А - коэффициент (для низколегированных сталей А = 0,45 • 105); В - коэффициент (для низколегированных сталей В = 0,66а В20 -0,43стТ20); Пм - коэффициент запаса прочности по числу циклов 10); пи - коэффициент запаса прочности по напряжениям (па=2).

Результаты, приведенные в таблице 1, полученные расчетным методом по ГОСТ 25859, где в формуле определения допускаемой амплитуды напряжений были исключены коэффициенты запаса, и экспериментальным способом, показывают их значительные расхождения.

Таблица 1. Результаты исследований на усталостную прочность стали 09Г2С

Количество циклов нагружения до разрушения, Ир 6013 5400 4200 2800 2179 1301 980 535

Амплитуды напряжений экспериментальные, а зксп, МПа 471 490 520 560 596 603 636 672

Амплитуды напряжений расчетные, арасч, МПа 789 720 901 1056 1168 1452 1637 2143

Различия связаны с тем, что в методике расчета по ГОСТ 25859 не

учитывается параметр, показывающий возможные факторы повреждения и деградации материала конструкции в процессе накопления усталостных повреждений.

В формуле (1) единственной переменной величиной является количество циклов нагружения N. однако на практике точно подсчитать ее

0)

значение не всегда представляется возможным. Именно этот параметр должен учитывать все изменения, происходящие в материале в процессе накопления усталостных повреждений. Поэтому необходимо заменить величину количества циклов нагружения N некоторой функцией, учитывающей происходящие в материале изменения. В связи с тем, что большая часть разрушений начинается с поверхности материала, а, следовательно, поверхность является информативным параметром, эта функция должна содержать характеристику, отображающую изменения на поверхности. Таковой характеристикой, интегральной по своей сути, является величина поверхностной энергии.

Для того, чтобы установить влияние уровня накопления усталостных повреждений на параметры поверхностной энергии была разработана и изготовлена экспериментальная установка (рисунок 1), поскольку имеющиеся аналоги не отвечают задачам исследований. Она позволяет подвергать образцы плоского типа, изготовленные в соответствии с ГОСТ 25502-79, усталостным нагружениям по схеме чистого симметричного изгиба и отслеживать изменение угла смачивания поверхности от исходного состояния до разрушения образца. Установка состоит из: привода, включающего двигатель, редуктор и ременную передачу; блока нагружения, состоящего из узла крепления образца; кривошипно-шатунного механизма с устройством регулирования деформаций и блока регистрации экспериментальных данных. Частота нагружения исключает возможность саморазогрева образца, влияющего на результаты исследования, и составляет 10 циклов в минуту. Контроль величины прогиба образца производится с помощью специального устройства.

Капля жидкости, в качестве которой была использована дистиллированная вода, наносилась при помощи стационарно установленного дозатора на предварительно обезжиренную поверхность после остановки установки и приведения образца в исходную позицию

и

Регистрация угла смачивания производилась с помощью цифрового фотоаппарата с последующей компьютерной обработкой результатов.

1 - электродвигатель; 2 редуктор; 3 - ременные передачи, 4, 11 - узлы регулировки деформации; 5 - устройство для измерения магнитных характерно шк, 6 - коромысло, 7 - дозатор; 8 - образец; 9 - узел нагружения; 10 - узел крепления образца; 12 - станина Рисунок 1 Принципиальная схема установки для испытаний на усталость Эксперименты показали, что при усталостном нагружении краевой

угол смачивания уменьшается (рисунок 2).

Ы/Ыр = 0,6 >Шр = 0,8 Ы/Ыр = 0,9

Рисунок 2 - Фотографии, иллюстрирующие изменение краевого угла смачивания поверхности стали 09Г2С при усталостном нагружении

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

Свободная поверхностная энергия равна

Fs-ff™-S, (2)

где а™ - поверхностное натяжение твердое тело - жидкость, Дж/м2; S площадь контакта с твердой поверхностью, м2. Согласно уравнения Юнга

COS в, (3)

отсюда определяем

= ffT," Ожг cos в , (4)

где в - краевой угол смачивания, град;

(ХТ1 - поверхностное натяжение твердое тело - газ, Дж/м2;

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

где

СГ =- )

4<г"ж

диспергированное поверхностное натяжение газ-жидкость.

(5)

3000 4000 5000

Количество циклов, N

Рисунок 3 - Зависимость косинуса краево! о угла смачивания поверхности стали 09Г2С от количества циклов нагружения

Используя вышеприведенную методику, построена зависимость поверхностной энергии стали 09Г2С от уровня накопления усталостных повреждений, приведенная на рисунке 4, которая показывает увеличение поверхностной энергии.

Уровень накопления усталостныхповреждений, МТМр

Рисунок 4 - Зависимость поверхностной энергии стали 09Г2С от уровня накопления усталостных повреждений Эксперименты проводились при разных значениях деформации пагружения образцов (е = 0,05 - 0,4). Минимальное значение изменения поверхностной энергии от исходного состояния до разрушения (Р5 разр - РЕ игл) составило 4,5 ■ 10~7 Дж/м2, а максимальное - 7,0 • 107 Дж/м2, при погрешности результатов 0,1 • 10"7 Дж/м2.

В формуле (1) принимается, что такие параметры, как предел прочности и предел текучести, используемые при расчете коэффициента В, постоянны и не изменяются от числа циклов нагружения. Игнорирование данного факта также может приводить к расхождению экспериментальных и расчетных значений амплитуды напряжений. В связи с этим были проведены испытания на статическое растяжение (ГОСТ 1497) образцов с разным уровнем накопления усталостных повреждений. Испытания проводились на универсальном динамометре фирмы "Инстрон".

ь

м

е>

45" 450 к

350 Н-■-■-1-<-

0 0,2 0,4 0.6 0,8

Уровень накопления усталостных повреждений, Ы/Ыр Рисунок 5 - Зависимость временного сопротивления (1) и предела

текучести (2) стали 09Г2С от уровня накопления усталостных повреждений

ВЯрЯВЙЛВВЩ^ 0

н ШШШттШШШ 1 0,5

н шш шл 0,95

центральная зона излома промежуточная зона излома поверхностная зона иглома уровень накопления повреждений

Рисунок 6 - Фрактограммы при разных уровнях накопления

усталостных повреждений и в разных зонах по сечению излома

После разрыва образца замер сечения шейки в месте излома проводился с использованием инструментального микроскопа ИМЦ-150 50Б,

оснащенного электронным цифровым измерителем УЦО-2, позволяющим проводить измерения с точностью до 0,005 мм.

Результаты испытаний показали, что при усталостном нагружении временное сопротивление и предел текучести стали 09Г2С уменьшаются незначительно (рисунок 5), поэтому в расчетных формулах ГОСТ 25859 коэффициент В корректировать нет необходимости.

Кроме этого, изломы, полученные при статическом растяжении отциклированных образцов, были подвержены фрактографическому анализу, который показывает различия структур изломов образцов как в зависимости от количества циклов, так и по их сечению (рисунок 6). Это происходит потому, что средняя зона образца в меньшей мере подвергается изгибным напряжениям и, увеличиваясь, достигает максимума в поверхностной зоне.

Учитывая, что магнитные методы контроля чувствительны к структурным изменениям металла в процессе циклического нагружения, в данной работе для исследований был выбран именно этот метод, а в качестве измеряемого параметра - напряженность магнитного поля.

Рисунок 7- Зависимость градиента напряженности магнитного поля по длине рабочей части образца от уровня накопления усталостных повреждений * Измерения проводились магнитоизмерительным феррозондовым * Эксперименты выполнены совместно с Кондрашовой О Г

прибором Ф-205 ЗОА. Магнитные параметры металла измерялись после каждого уровня накопления усталостных повреждений - от исходного состояния через каждые 250 циклов до полного разрушения образцов. В качестве измеряемою параметра использовался градиент напряженности магнитного поля в.

Полученные результаты (рисунок 7) показали, что при циклическом деформировании материала наблюдается увеличение величины градиента напряженности магнитного поля, особенно в зоне разрушения образца.

При сопоставлении результатов изменения магнитных характеристик и поверхностной энергии отчетливо выделяется зона, где концентрируются измеряемые параметры. Границы этой зоны позволяют определить начало и завершение интенсивного накопления повреждений, при выходе из которой наступает процесс раскрытия трещины.

Градиент напряженности магнитного поля, G, А/м

Рисунок 8 - Связь поверхностной энергии и градиента напряженности магнитно! о поля при накоплении усталостных повреждений Полученный график показывает, что существует три области накопления усталостных повреждений: область начального повышения магнитных характеристик металла (I), хаотического их изменения (II) и возврат в исходную позицию (III).

Третья глава посвящена корректировке формулы расчета на прочность при малоцикловом нагружении в ГОСТ 25859.

Для получения более точных расчетов на прочность при малоцикловых нагрузках в данной работе решалась задача по уточнению формул, используемых в ГОСТ 25859, введением в них поправочных коэффициентов. Согласно данного документа амплитуда напряжений [<тА] определяется по формуле (1).

Критическое состояние эксплуатации оборудования возникает при максимальных напряжениях, приводящих к разрушению. Учитывая, что максимальное напряжение соответствует значениям, полученным по данной формуле без коэффициентов запаса, исключив их, получаем: ( 2300 -Л А

Чтобы заменить величину N функцией, учитывающей факторы повреждения и деградации материала конструкции в процессе накопления усталостных повреждений, была использована формула, полученная из графика, представленного на рисунке 3:

со ^О-т-И+р, (7)

где ш и р коэффициенты, зависящие от типа применяемой в экспериментах жидкости для определения угла смачивания.

Отсюда количество циклов И:

со &в-р

Н =-(8)

т.

Подставляя формулу (8) в формулу (6) получаем:

Г2300-Л А |

V 2300 ) [со1<Г-р + ■ ^

т

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

ТГ С

К — эксп

Таким образом, уточненная формула принимает следующий вид:

сг = К-

(2300 -г \ 2300 .

сов0 - р

т

или для стали 09Г2С:

С086> = 4-Ю"5Л/ЧО,2597

сг - 0,0633

со-р

26626 -ЛГ-0'4079

0,4985

т

(2300 — / V 2300

А

СОБ в - р

т

■ + В.

(П)

(12)

(13)

(14)

Сравнительные графики изменения количества циклов до разрушения от амплитуды напряжений стали 09Г2С, полученные по методике ГОСТ 25859, экспериментальные и рассчитанные по уточненной, с учетом поправочных коэффициентов, формуле, представлены на рисунке 9.

2200 ■

2000

4000

5000

Количество циклов до разрушения, N

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

Из графика видно, что результаты, полученные по уточненной формуле, более точно соответствуют экспериментальным данным, чем рассчитанные по ГОСТ 25859.

Таким образом, предлагаемая в данной работе уточненная формула расчета на прочность с использованием поправочных коэффициентов в ГОСТ 25859, позволяет оценить степень поврежденности оборудования, используя параметры поверхностной энергии, определяемой по величинам краевого угла смачивания и, тем самым, повысить сходимость теоретических и экспериментальных значений.

В четвертой главе описан метод расчета на усталостную прочность, позволяющий оценить степень поврежденности оборудования, основанный на использовании формул, предложенных выше Для реализации данного метода необходимо:

- определить по паспортным данным, цеховым журналам или иной технической документации количество циклов нагружения на данный момент времени. При этом необходимо учитывать количество пусков, остановок, гидравлических или пневматических испытаний, изменение режимов работы, замену изношенных элементов, частоту проведенных ремонтных работ;

- изготовить образцы по ГОСТ 25502-79, сформировать в них различные уровни накопленных повреждений и замерить величину краевого угла смачивания, по результатам которых построить зависимость поверхностной энергии от уровня накопления усталостных повреждений <ТТГ=АСЫ/ЫР);

- в образцах с различными уровнями накопленных усталостных повреждений произвести измерения магнитных характеристик и по полученным результатам построить график взаимосвязи поверхностной энергии и градиента магнитного поля при накоплении усталостных повреждений;

преобразовав расчетные формулы определения амплитуды напряжений и количества циклов до разрушения (ГОСТ 25859), используя параметры поверхностной энергии, получить поправочные коэффициенты;

- построить экспериментальную зависимость амплитуды напряжений от количества циклов до разрушения (кривая Велера) и расчетную по ГОСТ 25859. Сравнивая функции а = { полученные экспериментально и аналитически, установить поправочный коэффициент;

- используя результаты поправочных коэффициентов определить степень поврежденности аппарата, по изменению величины параметров поверхностной энергии.

Предлагаемый метод позволяет повысить точность расчетов на малоцикловую усталость сосудов и аппаратов, находящихся под воздействием повышенных давлений, и обеспечить безаварийную эксплуатацию машин и агрегатов нефтеперерабатывающей промышленности.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан метод оценки степени поврежденности машин и аппаратов, подверженных малоцикловой усталости, по изменению величины параметров поверхностной энергии на основе корректировки расчетных формул в ГОСТ 25859 введением в них поправочных коэффициентов. Данный метод внедрен в ООО НПК "Диаконт" и применяется при проведении технического освидетельствования и оценки технического состояния нефтезаводского оборудования.

2. Разработана и изготовлена экспериментальная установка для испытаний на усталость сталей, применяемых при изготовлении аппаратов, работающих в нефтеперерабатывающей промышленности, оснащенная комплексом измерительных приборов и устройств, позволяющая осуществлять усталостные ншружения образцов по схеме чистого симметричного изгиба и установить зависимость параметров поверхностной

энергии и механических характеристик от уровня накопления усталостных повреждений.

3 Установлено, что в малоцикловой области нагружения стали 09Г2С происходит повышение свободной поверхностной энергии при накоплении усталостных повреждений. Пределы изменения этого параметра для данного материала составляют (4,5 10"7 -г 7,0 10"7) ± 0,1 • 107 Дж/м2.

4. Экспериментально установлено, что в стали 09Г2С при накоплении усталостных повреждений существует связь между такими параметрами как поверхностная энергия и градиент магнитного поля, которая характеризуется наличием трех характерных зон- начального увеличения магнитных характеристик металла, хаотического их изменения и возврата к исходному состоянию, и позволяет применять метод оценки степени поврежденности оборудования на реальном объекте.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

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

2. Наумкин Е.А., Прохоров А.Е. Оценка уровня усталостных повреждений в зоне сваржн о шва стали 09Г2С с использованием акустических методов контроля. /Сборник научных статей. «Мировое сообщество' проблемы и пути решения» - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. №14 С.135-142.

3. Насретдинов Д.Б., Баязитова Г.А., Наумкин Е.А., Прохоров А Е Изменение угла смачивания поверхности при накоплении усталостных повреждений. /Материалы II Всероссийской научной ИНТЕРНЬГ-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и

органической химии и механики многофазных систем».- Уфа: Изд-во «Реактив», 2003- С. 196.

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

5. Баязитова Г.А., Наумкин Е А., Прохоров А.Е. Поверхностная энергия материала как параметр для оценки остаточного ресурса оборудования. /Материалы 55-й научно-технической конференции студентов аспирантов и молодых ученых УГНТУ, - Уфа: УГНТУ, 2004. - С.287.

6. Бакиров A.A., Насретдинов Д.Б., Прохоров А.Е., Бессарабова Е.В., Наумкин Е.А. Установка для испытаний на усталость. /Там же. - С.325.

7. Наумкин Е.А., Кузеев И.Р., Кондрашова О.Г., Прохоров А.Е. Изменение магнитных параметров при накоплении усталостных повреждений в стали 09Г2С. /Сборник научных статей. "Мировое сообщество: проблемы и пути решения" - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004.- №16. С.106-111.

8. Наумкин Е.А., Кондрашова О.В., Шарипкулова А.Т., Прохоров А.Е. Влияние уровня накопленных усталостных повреждений в стали 09Г2С на изменение магнитных параметров. /Материалы III Всероссийской научной ИНТЕРНЕТ-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем». -Уфа: Изд-во «Реактив», 2005. - С.75-76.

9. Наумкин Е.А., Кондрашова О.В., Шарипкулова А.Т., Прохоров А.Е. Влияние циклического и статического изгиба на изменение магнитных параметров С1али 09Г2С. /Материалы IX Международной научно-технической конференции «Проблемы строительного комплекса России».-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. С.66-67.

10. Наумкин Е.А., Кондрашова О.В., Прохоров А.Е. Изменение магнитного состояния материала при механическом деформировании. //Башкирский химический журнал. - 2005,- Т12 - № 1.- С. 6 - 10.

11. Яковлев А.Р., Хамадеев P.A., Прохоров А.Е., Наумкин Е.А. Изменение поверхностной энергии стали 09Г2С при накоплении усталостных повреждений. /Материалы Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология». Казань.- 2005. - С.268.

12. Наумкин Е.А., Кондрашова О.Г., Прохоров А.Е., Шарипкулова А.Т. Влияние механического деформирования на изменение магнитного состояния материала. /Сборник научных трудов "Инжиниринг, инновации, инвестиции", Вып. 6 / Под ред. Р.П. Чапцова. - Челябинск: Издание ЧНЦ РАЕН, РУО МАИ, ЧРО МАНПО, ЧРО МААНОИ, ЧелЦНТИ, 2005,- С.33-40.

13. Наумкин Е.А., Кузеев И.Р., Прохоров А.Е. Оценка степени поврежденности стали 09Г2С в условиях малоцикловой усталости с учетом параметров поверхностной энергии. /Сборник научных статей. «Мировое сообщество: проблемы и пути решения» - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005.- № 17,-С.66-74.

Подписано в печать 27 07 2005 Бумага офсетная Формат 60x84 1/16 Печать трафаретная Уел -печ л 1 0 Уч -изд л 0,9 Тираж 90 экз Заказ 10

Типография DISETAN г Уфа. Проспект Октября, 133

»14407

РНБ Русский фонд

2006-4

8932 ]

ВВЕДЕНИЕ 5 1 АНАЛИЗ ПРИЧИН ОТКАЗОВ СОСУДОВ И АППАРАТОВ, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ,

И СПОСОБОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ

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

1.1.1 Роль усталости в разрушении конструкции

1.1.2 Влияние состава и структурного состояния на сопротивление усталости металлических материалов

1.1.3 Влияние состояния поверхностного слоя на циклическую прочность материалов

1.2 Анализ расчетных методов оценки усталостной прочности конструкций

1.2.1 Метод, основанный на проведении повторных усталостных испытаний

1.2.2 Использование статических испытаний для оценки долговечности

1.2.3 Расчетные методы оценки долговечности

1.3 Методы исследования поверхности металла

1.3.1 Существующие подходы к анализу поверхности металла

1.3.2 Методы определения удельной свободной поверхностной энергии

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

1.5 Методы и средства испытаний на усталостную прочность

Выводы

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ

2.1 Методика проведения испытаний на усталость

2.1.1 Выбор материала и его основные характеристики

2.1.2 Изготовление образцов

2.2 Расчеты на усталостную прочность стали 09Г2С по стандартной методике

2.3 Исследование изменения параметров поверхностной энергии при накоплении усталостных повреждений

2.3.1 Влияние величины деформации на характер изменения поверхностной энергии

2.4 Механические испытания на растяжение

2.5 Фрактографические исследования изломов

2.6 Измерения магнитных характеристик

2.7 Взаимосвязь магнитных характеристик и поверхностной энергии при накоплении усталостных повреждений

Выводы

3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ УТОЧНЕНИЯ

МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ПО ГОСТ 25 859

3.1 Введение поправочных коэффициентов в модифицированное уравнение Коффина - Мэнсона по ГОСТ 25859

3.2 Пример применения уточненной формулы расчета на прочность для стали 09Г2С

Выводы

4 МЕТОД ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ПОВРЕЖДЕННОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ

4.1 Сбор информации об объекте

4.2 Построение экспериментальных и аналитических калибровочных зависимостей

4.3 Сравнительный анализ результатов и рекомендации

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. 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 выводы о техническом состоянии оборудования основываются в конечном итоге на результатах традиционных методов прочностных расчетов, выполненных с учетом коррозионно-эрозионного износа по данным толщинометрии (ГОСТ 14249-80, ГОСТ 24757-81, ГОСТ 25859-83 и др.). Такие расчеты не всегда корректны, так как в них используются нормативные характеристики металлов, то есть не учитываются возможные факторы повреждения и деградации материалов конструкций. Одним из способов решения этой проблемы является использование в расчетах параметров, в которых содержится информация об изменениях, происходящих на поверхности и в приповерхностных слоях металла, поскольку известно, что в большинстве случаев зарождение усталостных трещин начинается именно в данной зоне. Поэтому требуются корректировки существующих методик расчета на прочность.

В связи с этим в данной работе, была поставлена следующая цель: разработать метод оценки степени поврежденности машин и агрегатов, эксплуатируемых в области малоциклового нагружения, на основе установления связи между изменением параметров поверхностной энергии, магнитными свойствами и механическими характеристиками материала при накоплении усталостных повреждений, применительно к оборудованию нефтеперерабатывающей промышленности.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Разработать метод оценки степени поврежденности оборудования нефтепереработки на основе корректировки модифицированного уравнения Коффина-Мэнсона (ГОСТ 25859-83) путем уточнения формулы для определения амплитуды напряжений с использованием параметров поверхностной энергии.

2. Разработать, спроектировать и изготовить экспериментальную установку, позволяющую осуществлять усталостное нагружение образцов по схеме чистого симметричного изгиба для установления зависимости параметров поверхностной энергии, механических и магнитных характеристик от уровня накопления усталостных повреждений материалов машин и агрегатов нефтепереработки.

3. Установить связь между параметрами поверхностной энергии, магнитными и механическими характеристиками при накоплении усталостных повреждений в стали 09Г2С, используемой для изготовления оборудования нефтеперерабатывающей промышленности.

По структуре работа состоит из четырех глав.

В первой главе приведен обзор работ посвященных вопросам прочности конструкций и оценки степени поврежденности машин и агрегатов нефтеперерабатывающих заводов, эксплуатирующихся в условиях малоцикловой усталости. 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. 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. Представлены способы определения поверхностной энергии и методики ее расчета. В данной главе также рассмотрены основные принципы магнитных и электрических методов неразрушающего контроля для измерений физических и прочностных характеристик материалов.

Приведены данные об изменении структурных параметров при усталостном накоплении повреждений и изменениях механических характеристик. 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 проведен сравнительный анализ расчетных значений амплитуды напряжений по ГОСТ 25859-83 и экспериментальных на примере стали 09Г2С. Установленные различия связаны с тем, что в методике расчета по ГОСТ 25859-83 не учитывается параметр, показывающий возможные факторы повреждения и деградации материала конструкции в процессе накопления усталостных повреждений. Этим параметром является количество циклов нагружения N, который необходимо заменить некоторой функцией, учитывающей происходящие в материале изменения.

В связи с тем, что большая часть разрушений начинается с поверхности материала [4, 5], а, следовательно, поверхность является информативным параметром, предложено использовать характеристику поверхностной энергии в качестве параметра отображающего изменения, происходящие в материале по величине краевого угла смачивания.

Для того чтобы установить влияние уровня накопления усталостных повреждений на параметры поверхностной энергии была спроектирована и изготовлена экспериментальная установка и разработана методика проведения испытаний. Полученная зависимость показывает увеличение поверхностной энергии стали 09Г2С при накоплении усталостных повреждений.

Проведенные испытания на статическое растяжение (ГОСТ 1497-84) образцов с разным уровнем накопления усталостных повреждений показали, что при усталостном нагружении временное сопротивление и предел текучести стали 09Г2С уменьшаются незначительно [94].

Магнитные параметры металла измерялись после каждого уровня накопления усталостных повреждений - от исходного состояния через каждые 250 циклов до полного разрушения образцов. Полученные результаты показали, что при циклическом деформировании материала наблюдается увеличение величины градиента напряженности магнитного поля, особенно в зоне разрушения образца [106].

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

В третьей главе предложено скорректировать формулы расчета на прочность при малоцикловом нагружении в ГОСТ 25859-83. Предлагаемая в данной работе уточненная формула расчета на прочность с использованием поправочных коэффициентов в ГОСТ 25859-83, позволяет оценить степень поврежденности оборудования, используя параметры поверхностной энергии, определяемой по величинам краевого угла смачивания и, тем самым, повысить сходимость теоретических и экспериментальных значений.

В четвертой главе описан метод оценки степени поврежденности оборудования, основанный на использовании формул, предложенных выше, позволяющий повысить точность расчетов на малоцикловую усталость сосудов и аппаратов, находящихся под воздействием повышенных давлений, и обеспечить безаварийную эксплуатацию машин и агрегатов нефтеперерабатывающей промышленности.

Автор искренне признателен своему научному руководителю к.т.н. Наумкину Е.А. и д.т.н., профессору Кузееву И.Р. за оказанную помощь при постановке задачи и анализе результатов исследования.

1 АНАЛИЗ ПРИЧИН ОТКАЗОВ СОСУДОВ И АППАРАТОВ, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ, И СПОСОБОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан метод оценки степени поврежденности машин и аппаратов, подверженных малоцикловой усталости, по изменению величин параметров поверхностной энергии на основе корректировки расчетных формул (ГОСТ 25859-83) введением в них поправочных коэффициентов. Данный метод внедрен в ООО НПК «Диаконт» и применяется при проведении технического диагностирования и оценке технического состояния нефтезаводского оборудования.

2. Разработана и изготовлена экспериментальная установка для испытаний на усталость сталей, применяемых при изготовлении аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности, оснащенная комплексом измерительных приборов и устройств которая позволяет осуществлять усталостное нагружение образцов по схеме чистого симметричного изгиба, отслеживать изменение их магнитных параметров и краевого угла смачивания поверхности.

3. Установлено, что в малоцикловой области нагружения стали 09Г2С происходит повышение свободной поверхностной энергии при накоплении усталостных повреждений. Пределы изменения этого параметра для данного материала составляют (4,5 - 7,0) • 10"7 ± 0,1-10"7 Дж.

4. Экспериментально установлено, что в стали 09Г2С при накоплении усталостных повреждений существует связь между параметрами поверхностной энергии и градиентом напряженности магнитного поля, которая показывает наличие трех характерных зон: начального увеличения магнитных характеристик металла, хаотического их изменения и возврата к исходному состоянию, и позволяет применять метод оценки степени поврежденности оборудования на реальном объекте.

95

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

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

3. Халимов А.Г., Зайнуллин Р.С., Халимов А. А. Техническая диагностика и оценка ресурса аппаратов. Учебное пособие. Уфа: УГНТУ, 2001 -408с.

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

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

6. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: Справочник. Ч. 1 и 2. Киев.: Наукова думка, 1987 - 1324 с.

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

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

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

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

11. Nakajima К., Terao К., Miyata Т. Effect of Microstructure on Short Fatigue Crack Growth of o&(3 Titanium Alloys // ISIJ International. 1999, v. 39. № 1. p. 69-74.

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

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

14. 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.

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

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

17. Котречко С.А. Статистическая модель хрупкого разрушения ферритно-перлитных сталей // Металлофиз. и нов. техн. 2001, v. 23, №1, с. 103122.

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

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

20. 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.

21. 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.

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

23. 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

41. Stolarz J., Baffle N., Madelaine-Dupuich О. Effect of microstructure on fatigue short crack behaviour in multiphase materials: Proc. of the 13th European Conf. on Fracture (6-9 September 2000, San Sebastian, Spain), Elsevier Science, 2000, P. 50-57.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

52. Форрест П. Усталость металлов / Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1968-352 с.

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

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

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

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

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

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

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

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

61. Праттон М. Введение в физику поверхности. М.:2000. 367 с.

62. Карпенко Г.В., Похмурский В.И. Каличак Т.Н. Заводская лаборатория, 1971, № 10. с. 1243-1246.

63. А.с. № 356512 (СССР) /Карпенко Г.В., Погорецкий Р.Г., Похмурский В.И. и др. Опубл. в Б,И., 1972, № 32. с. 72.

64. Карпенко Г.В., Ткаченко Н.Н., Копчушко Б.Ф. и др. Физ.-.хим. механика материалов, 1971, №2. с. 82-84.

65. Яцкевич С.И., Науменков Н.Е., Завод, лаб. 1957, № 6. с. 734-738.

66. Кушнаренко В.М., Фот А.П., Узяков Р.Н. Завод, лаб. 1991, № 7. с.47.48.

67. Машины и установки для испытаний при термомеханическом малоцикловом нагружении. Методические указания. М. 1988-42 с.

68. Лоцов К.Б., Руденко В.П., Заруцкий Г .Я. Вестник машиностроения. 1975,№ 1-е. 66-68.

69. Усталость металлов. М., Изд-во АН СССР. 1960.

70. Карпенко Г.В., Ткаченко Н.Н., Зафийовский Ю.М. Заводская лаборатория. 1972, № 8.- с. 994-995.

71. Тушинский Л.И., Тихомирова Л.Б., Муратов В.М., Сизых Н.М. Заводская лаборатория. 1973, №4. с. 491-492.

72. Горобец Г.К., Кузьмин Н.Ф., Шинкаренко В.И., Решетникова Е.К. Заводская лаборатория. 1974, №3. с. 330-331.

73. Ривкин Е.Ю., Васнин A.M. Заводская лаборатория. 1971, №5. с. 611-612.

74. Ральцевич Н.В. Заводская лаборатория. 1959, №3. с. 356-357.

75. Земское Г.В. Заводская лаборатория. 1975, №4. с. 484-485.

76. Липский И.В., Малькевич А.В. Заводская лаборатория. 1972, №5. -с. 612-613.

77. Вейбул В. Усталостные испытания и анализ их результатов. М.: Машиностроение, 1964-275 с.

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

79. Кацов К.Б., Куслицкий А.Б. И др. Установка для программных испытаний листовых материалов на малоцикловую усталость в рабочих средах //Физико-химическая механика материалов. 1975, №2.-с. 112.

80. Кудрявцев И.В., Саввина Н.М. Исследование усталостной прочности соединений, выполненных электрощлаковой сваркой на образцах большого сечения //Сварочное производство. 1956, №11. с. 1-6.

81. Серенсен С.В., Гарф М.Э., Кузьменко В.А. Динамика машин для испытаний на усталость. М.: Машиностроение, 1967 460 с.

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

83. 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.

84. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник/ В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В.Н.Филинов и др.; Под ред. В.В. Кюева. М: Машиностроение, 1995-488с.

85. Валитов A.M. и др. Приборы и методы контроля толщины покрытий. Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1970 120 с.

86. Кузеев И.Р., Паширов М.Г. Электромагнитная диагностика оборудования нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств: Учебное пособие. Уфа.: УГНТУ, 2001 294 с.

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

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

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

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

91. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. М., Высшая школа, 1992 414 с.

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

93. ГОСТ 1497-84 (СТ СЭВ 471-77), ГОСТ 9651-84 (СТ СЭВ 1194-78), ГОСТ 11150-84, ГОСТ 11704-84. Металлы. Методы испытания на растяжение. М.: Изд-во стандартов, 1985 63 с.

94. Руководство по эксплуатации МКИЯ. 427633.001-3OA РЭ. Прибор магнитоизмерительный феррозондовый комбинированный Ф-205.30А

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

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

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

98. ГОСТ 1050-88. Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия. М., Изд-во стандартов, 1990 25 с.

99. ГОСТ 4543-71. Прокат легированной конструкционной стали. Технические условия. М., Изд-во стандартов, 1990 67 с.

100. ГОСТ 5520-79. Прокат листовой из углеродистой, низколегированной и легированной стали для котлов и сосудой, работающих под давлением. Технические условия. М., Изд-во стандартов, 1979 14 с.

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

102. Бакиров А.А., Насретдинов Д.Б., Прохоров А.Е., Бессарабова Е.В., Наумкин Е.А. Установка для испытаний на усталость. /Там же. С.325.

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