УСТАНОВКА ДЛЯ ОЦЕНКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ СТАЛЕЙ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ

Полезная модель относится к области оценки трещиностойкости металла труб и сварных соединений магистральных газопроводов.
7
Известна установка для оценки склонности металла труб и сварных соединений к стесс-коррозии, состоящая из образца испытуемой трубы и жесткой вставки с проточкой в центральной ее части и силовой рамы, на которой закреплена ячейка с агрессивной средой (см. патент №88149, МПК G01N 3/08, опубл. 27.10.2009 г.).
Недостатками аналога являются то, что при оценке трещиностойкости не учитывается упругая энергия перекачиваемого газа в магистральных газопроводах, т.к. не создают требуемое плоское напряженное состояние в трубе,
7
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является установка для оценки склонности металла труб к стресс-коррозии, состоящая из образца испытуемой трубы с жесткой вставкой с проточкой в ее центральной части и силовой рамы (см. патент №80237, МПК G01N 3/08, опубл. 27.01.2009 г.).
Недостатками прототипа являются то, что геометрические размеры жесткой вставки не моделируют давление перекачиваемого газа в магистральных газопроводах, которое необходимо учитывать при оценке трещиностойкости сталей и сварных соединений газопроводов.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение точности оценки трещиностойкости сварных соединений магистральных газопроводов, путем моделирования влияния давления перекачиваемого газа на трещиностойкость металла труб.
Решение технического результата достигается тем, что в известной установке для оценки трещиностойкости сталей сварных соединений труб, состоящей из образца испытуемой трубы с жесткой вставкой с проточкой в центральной ее части и силовой рамы, согласно полезной модели, образец установлен на двух опорах, при этом расстояние между ними определяют из выражения:
L≥В, где
L - расстояние между опорами,
В - ширина образца.
Толщина (h) жесткой вставки определена по формуле:
,
где Р - давление на образец от силовой рамы, т
D - диаметр образца испытуемой трубы, м;
2
S - площадь образца испытуемой трубы, м;
А - упругая энергия испытуемой трубы образца, Дж;
Е - модуль упругости, МПа.
Данная установка позволит повысить точность оценки трещиностойкости сталей сварных соединений магистральных труб.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре изображен общий вид установки.
Установка для оценки трещиностойкости сталей сварных соединений труб состоит из образца испытуемой трубы 1, с жесткой вставкой 2 и проточкой 3 в ее центральной части, сварных швов 4, соединяющих образец 1 с жесткой вставкой 2, силовой рамы 5 для приложения циклических нагрузок, двух опор 6, на которые опирается образец 1, при этом опоры расположены друг от друга на расстоянии L≥В.
Установка для оценки трещиностойкости сталей сварных соединений труб работает следующим образом.
Из реального трубопровода вырезали образец шириной 110 мм, при этом в образце сохраняются конструкторско-технологические признаки реальной трубы, а именно: ее кривизна, толщина, масштабность, технологическая наследственность, а при наличии сварных швов обеспечивается сохранение остаточных сварных напряжений. Для моделирования влияния упругой энергии перекачиваемого газа на трещиностойкость металла и сварных соединений труб, образец 1 из реальной трубы соединяли с помощью сварки с жесткой вставкой 2 аналогичной кривизны. Механические характеристики и химический состав испытуемого на трещиностойкость образца 1 из испытуемой трубы и жесткой вставки 2 должны быть идентичными. Однородность химического состава образца 1 из испытуемой трубы и жесткой вставки 2 обеспечивала качественную сварку при соединении образца 1 со вставкой 2 и совместную деформацию при нагружении в процессе испытания.
В процессе испытания образец 1, установленный на две опоры 6, нагружали по схеме изгиба при действии сосредоточенной нагрузки передаваемой на образец 1 через силовую раму 5 и при соблюдении L≥В позволяли выравнивать эпюры напряжений по толщине (h) образца 1, а толщину (h) определяли по формуле: .
Использование данной установки позволит по сравнению с прототипом повысить точность оценки трещиностойкости сталей сварных соединений магистральных труб и эффективность ее использования.