RU2465565C1 - Способ изготовления образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость - Google Patents
Способ изготовления образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465565C1 RU2465565C1 RU2011118416/05A RU2011118416A RU2465565C1 RU 2465565 C1 RU2465565 C1 RU 2465565C1 RU 2011118416/05 A RU2011118416/05 A RU 2011118416/05A RU 2011118416 A RU2011118416 A RU 2011118416A RU 2465565 C1 RU2465565 C1 RU 2465565C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- equipment
- oil
- stress
- samples
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Заявленное изобретение относится к способу изготовления образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость. Способ включает выбор места вырезки, вырезку металла из бывшего в эксплуатации оборудования и нагружение его до получения в нем трещины. Предварительно проводят уточненный расчет на прочность и оценку напряженно-деформированного состояния исследуемого металла, по результатам которого определяют зону максимальных напряжений и деформаций и строят график их изменений. На графике отмечают пик максимальных деформаций и напряжений, который является центром образцов. При этом концентраторы напряжений расположены на необработанной стороне контактировавшего с рабочей средой оборудования так, что один из них располагают в центре образца, а два других - по сторонам от него. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении достоверности оценки прочности и ресурса нефтегазового оборудования при проведении испытания на циклическую трещиностойкость. 5 ил.
Description
Изобретение относится к диагностированию нефтегазового оборудования, длительно эксплуатируемого в сероводородсодержащих средах, вызывающих коррозионное растрескивание металла, и может быть использовано для оценки несущей способности и остаточного ресурса нефтегазового оборудования при диагностировании с целью продления сроков их эксплуатации с учетом фактических характеристик циклической трещиностойкости металла.
Известен способ изготовления контрольного образца для дефектоскопии трубопроводов (Патент РФ №2364850, опубл. 20.08.2009 г.), включающий вырезку образца и нагружение его в присутствии рабочей среды до получения в нем трещины. Вырезку образца осуществляют из бывшего в эксплуатации трубопровода в месте возможного развития трещины на его поверхности. Направление вырезки образца выбирают перпендикулярно действующей в трубопроводе циклической нагрузке, а нагружение образца проводят при катодной поляризации, обеспечивая соответствие потенциала эксплуатационному.
Недостатком известного способа является искусственное создание условий эксплуатации металла, что приводит к погрешности при проведении дефектоскопических обследований.
Техническим результатом изобретения является достоверная оценка прочности и ресурса нефтегазового оборудования при проведении испытания на циклическую трещиностойкость.
Техническая задача решается тем, что в способе изготовления образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость, включающем выбор места вырезки, вырезку металла из бывшего в эксплуатации оборудования и нагружение его до получения в нем трещины, предварительно проводят уточненный расчет на прочность и оценку напряженно-деформированного состояния исследуемого металла, по результатам которого определяют зону максимальных напряжений и деформаций и строят график их изменений, где отмечают пик максимальных деформаций и напряжений, который является центром образцов, при этом концентраторы напряжений расположены на необработанной стороне контактировавшего с рабочей средой оборудования так, что один из них располагают в центре образца, а два других по сторонам от него.
Совокупность существенных отличительных признаков заявленного изобретения дает возможность достижения поставленной задачи за счет того, что образцы вырезают из бывшего в эксплуатации несущего элемента конструкции оборудования, что позволяет использовать металл, естественно подготовленный к трещинообразованию под действием механической нагрузки и сероводородсодержащей среды.
Известно, что структура поверхности металла конструкции под действием коррозионно-активной сероводородсодержащей среды в высоконагруженной области металла в ходе эксплуатации оборудования изменяется гораздо интенсивнее и становится нестойкой к зарождению и развитию трещиноподобных дефектов.
На фиг.1 показана схема расположения места вырезки образцов в объеме металла фланцевого соединения корпуса сосуда, на фиг.2 - распределение эквивалентных напряжений (по Мизесу) во фланцевом соединении корпуса сосуда, на фиг.3 - изменение расчетных эквивалентных деформаций в сечении фланца по линии А-Б, на фиг 4 - схема нанесения концентраторов напряжения на образцах, на фиг.5 - приспособление для испытания образцов на циклическую трещиностойкость.
Для изготовления образцов могут использоваться фрагменты конструктивных элементов нефтегазового оборудования, таких как штуцера, крышки, обечайки, фланцевые соединения и т.п.
Способ изготовления образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость поясняется схемой расположения места вырезки образцов в объеме металла фланцевого соединения корпуса сосуда, где образцы располагают на обечайке 1 фланца 2, соединенных сваркой 3. Зона максимальных напряжений 4 в сечении фланцевого соединения хорошо видна по результатам расчета на прочность и оценку напряженно-деформированного состояния исследуемого металла. Испытания на циклическую трещиностойкость проводят с помощью приспособления, включающего опору 5, на которой помещают образец 6, и пуансон 7.
Место отбора проб определяется уточненным расчетом на прочность и оценкой напряженно-деформированного состояния (НДС) методом конечных элементов (МКЭ). На примере крепления фланца 2 к обечайке 1 на расчетной конечно-элементной модели представлены распределение эквивалентных напряжений по теории удельной энергии формоизменения (по Мизесу).
По результатам расчетов НДС МКЭ на поверхности, контактирующей с рабочей средой, выбирается расчетный путь А-Б. По выбранному расчетному пути строиться график изменения расчетных эквивалентных деформаций, на котором определяется расстояние (Н) от т.А до пика (т.М) максимальных деформаций. Т.е. в этой точке будет центр образцов 6 для испытаний. В ней будет искусственно созданная трещина. Это условие обеспечивает создание искусственного концентратора на образцах 6 в зоне максимальных напряжений и деформаций 4. Для обеспечения совпадения центра образцов 6 с областью максимальных напряжений и деформаций выдерживается условие l+L/2=H.
Размечается место расположения и необходимое количество отбираемых образцов 6. Вырезаются образцы 6. Для исключения перегрева заготовки образцов 6 режутся при минимальной скорости и с охлаждающей жидкостью.
Образцы 6 изготавливаются с тремя острыми надрезами, выполненными фрезой или эрозионной технологией. При этом искусственные концентраторы (трещины) располагаются по центру образцов в зонах максимальных напряжений и деформаций, а также на расстоянии а от них в растянутой зоне металла.
Для испытания образцов 6 применяется приспособление для испытания образцов на циклическую трещиностойкость. Опора 5 приспособления для проведения испытаний изготовлена из стали с пределом текучести не ниже 400 МПа. Образец 6 располагается на опоре 5, с приложением пульсирующей нагрузки по центру, которую осуществляет пуансон 7. При испытании каждого образца определяются кинетические кривые роста трещин.
Таким образом, по сравнению с прототипом возможно изготовление образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость, позволяющих провести достоверную оценку прочности и ресурса нефтегазового оборудования.
Claims (1)
- Способ изготовления образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость, включающий выбор места вырезки, вырезку металла из бывшего в эксплуатации оборудования и нагружение его до получения в нем трещины, отличающийся тем, что предварительно проводят уточненный расчет на прочность и оценку напряженно-деформированного состояния исследуемого металла, по результатам которого определяют зону максимальных напряжений и деформаций и строят график их изменений, где отмечают пик максимальных деформаций и напряжений, который является центром образцов, при этом концентраторы напряжений расположены на необработанной стороне контактировавшего с рабочей средой оборудования, так, что один из них располагают в центре образца, а два других по сторонам от него.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011118416/05A RU2465565C1 (ru) | 2011-05-06 | 2011-05-06 | Способ изготовления образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011118416/05A RU2465565C1 (ru) | 2011-05-06 | 2011-05-06 | Способ изготовления образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2465565C1 true RU2465565C1 (ru) | 2012-10-27 |
Family
ID=47147552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011118416/05A RU2465565C1 (ru) | 2011-05-06 | 2011-05-06 | Способ изготовления образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2465565C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616671C2 (ru) * | 2014-08-20 | 2017-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ") | Способ изготовления модельного образца для определения деформаций |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1312471A1 (ru) * | 1985-08-23 | 1987-05-23 | Предприятие П/Я В-8662 | Способ определени момента образовани и скорости роста усталостной трещины |
SU1795338A1 (en) * | 1990-07-04 | 1993-02-15 | Mo I Stali I Splavov | Method for determining mechanical properties of bimetal articles |
CN2179971Y (zh) * | 1993-11-10 | 1994-10-19 | 上海第一钢铁厂 | 试样切割机 |
RU2172929C2 (ru) * | 1998-06-10 | 2001-08-27 | Шабуневич Виктор Иванович | Способ оценки опасности дефектов трубопровода |
RU2190831C2 (ru) * | 2000-10-12 | 2002-10-10 | Курганский государственный университет | Способ изготовления датчиков для контроля циклических деформаций |
RU2191366C2 (ru) * | 2000-10-19 | 2002-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Испытательный центр по сертификации трубной продукции "Сертицентруба" | Образец для испытания металла цилиндрических изделий на ударный изгиб |
RU2191996C1 (ru) * | 2001-02-28 | 2002-10-27 | Волгоградский государственный технический университет | Образец для испытания материалов на трение |
RU2364850C2 (ru) * | 2007-08-09 | 2009-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" | Способ изготовления контрольного образца для дефектоскопии трубопроводов |
RU2368888C1 (ru) * | 2008-03-28 | 2009-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет | Способ испытания труб на коррозионную стойкость |
JP2009221901A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Toyota Central R&D Labs Inc | 定量ポンプ用ダイヤフラム |
-
2011
- 2011-05-06 RU RU2011118416/05A patent/RU2465565C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1312471A1 (ru) * | 1985-08-23 | 1987-05-23 | Предприятие П/Я В-8662 | Способ определени момента образовани и скорости роста усталостной трещины |
SU1795338A1 (en) * | 1990-07-04 | 1993-02-15 | Mo I Stali I Splavov | Method for determining mechanical properties of bimetal articles |
CN2179971Y (zh) * | 1993-11-10 | 1994-10-19 | 上海第一钢铁厂 | 试样切割机 |
RU2172929C2 (ru) * | 1998-06-10 | 2001-08-27 | Шабуневич Виктор Иванович | Способ оценки опасности дефектов трубопровода |
RU2190831C2 (ru) * | 2000-10-12 | 2002-10-10 | Курганский государственный университет | Способ изготовления датчиков для контроля циклических деформаций |
RU2191366C2 (ru) * | 2000-10-19 | 2002-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Испытательный центр по сертификации трубной продукции "Сертицентруба" | Образец для испытания металла цилиндрических изделий на ударный изгиб |
RU2191996C1 (ru) * | 2001-02-28 | 2002-10-27 | Волгоградский государственный технический университет | Образец для испытания материалов на трение |
RU2364850C2 (ru) * | 2007-08-09 | 2009-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" | Способ изготовления контрольного образца для дефектоскопии трубопроводов |
JP2009221901A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Toyota Central R&D Labs Inc | 定量ポンプ用ダイヤフラム |
RU2368888C1 (ru) * | 2008-03-28 | 2009-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет | Способ испытания труб на коррозионную стойкость |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616671C2 (ru) * | 2014-08-20 | 2017-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ") | Способ изготовления модельного образца для определения деформаций |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lindley et al. | Fatigue-crack initiation at corrosion pits | |
RU2582911C1 (ru) | Способ испытания трубных сталей на коррозионное растрескивание под напряжением | |
Maruschak et al. | Degradation of the main gas pipeline material and mechanisms of its fracture | |
Nykyforchyn et al. | Feature of stress corrosion cracking of degraded gas pipeline steels | |
Li et al. | Corrosion induced degradation of fatigue strength of steel in service for 128 years | |
CN107764721A (zh) | 金属材料延迟裂纹敏感性评价方法 | |
RU2465565C1 (ru) | Способ изготовления образцов высоконагруженного металла нефтегазового оборудования для испытания на циклическую трещиностойкость | |
Tian et al. | Non-destructive testing techniques based on failure analysis of steam turbine blade | |
Krechkovska et al. | Substantiation of the critical structural and mechanical state of low-alloy heat-resistant steel from steam pipelines of thermal power plant | |
Hosseini | Assessment of crack in corrosion defects in natural gas transmission pipelines | |
Opačić et al. | Application of advanced NDT methods to assess structural integrity of pressure vessel welded joints | |
Larsson | Evaluation of current methods for creep analysis and impression creep testing of power plant steels | |
Sánchez et al. | High strength steels fracture toughness variation by the media | |
Bradaï et al. | Study of crack propagation under fatigue equibiaxial loading | |
Rentala et al. | Generation of POD curves in the absence of service-induced cracked components–an experimental approach | |
Kang et al. | Full-scale stress corrosion crack growth testing of an X70 spiral-welded pipe in near-neutral pH soil environment | |
CN110806357A (zh) | 一种基于低温破断断口评估高温蠕变损伤的方法 | |
Hanafi et al. | Acoustic emission study of corrosion fatigue and fatigue for API 5L X70 gas pipeline steel | |
Chvostová et al. | Creep test with use of miniaturized specimens | |
Łabanowski | Evaluation of reformer tubes degradation after long term operation | |
Kuskov et al. | The peculiarities of fatigue failure for pipe steels of different strength classes (pipes with welds) | |
Nykyforchyn et al. | Specific features of the in-service bulk degradation of structural steels under the action of corrosive media | |
RU2457478C1 (ru) | Способ выявления зон предразрушений в сварных соединениях теплоустойчивых сталей | |
Emilianowicz et al. | Application of the corrosion tester in corrosion tests using the acoustic emission method | |
Vo | Effect of Mechanical Loading Conditions on Near-neutral pH Stress Corrosion Cracking (NNpHSCC) Initiation and Early-stage Growth for Bent Pipeline |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130507 |