Методические указания предназначаются для инженерно-технических работников, занимающихся обследованием действующего оборудования и установлением сроков его дальнейшей эксплуатации. Общие положения
| Вид материала | Методические указания |
- Методические указания по обследованию специальных металлургических кранов рд 10-112-6-03, 1763.74kb.
- Временная инструкция по монтажу и эксплуатации трубопроводов из стальных труб с внутренним, 65.38kb.
- Пособие к сниП 03. 11-85 по контролю состояния, 2191.02kb.
- Методические рекомендации утверждены начальником вниипо мвд россии Н. П. Копыловым, 1434.83kb.
- Методические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольных работ для студентов, 391.34kb.
- Типовая инструкция по технике безопасности при изготовлении стальных конструкций всн, 2014.85kb.
- Методические указания по организации и проведению подрядных торгов, подготовке тендерной, 360.21kb.
- Управление техническими системами, 228.86kb.
- Методические указания и контрольные задания для студентов технических ссузов заочного, 496.09kb.
- Методические указания по оценке технического состояния воздушных линий электропередачи, 408.12kb.
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ
| Термин | Определение | ГОСТ |
| 1 | 2 | 3 |
| Надежность | Свойства объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания , хранения и транспортировки | ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. |
| Безотказность | Свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение, некоторого времени или наработки | -//- |
| Работоспособность | Состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют нормативно-технической и /или/ конструкторской /проектной/ документации | -//- |
| Предельное состояние | Состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно | -//- |
| Критерий предельного состояния | Признак или совокупность признаков предельного состояния объекта, установленные нормативно-технической и /или/ конструкторской /проектной/ документацией. В зависимости от условий эксплуатации для одного и того же объекта могут быть установлены два и более критериев предельного состояния | -//- |
| Отказ | Событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта | -//- |
| Наработка | Продолжительность или объем работы объекта | -//- |
| Остаточный ресурс | Суммарная наработка объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние | -//- |
| Назначенный ресурс | Суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния | -//- |
| Назначенный срок службы | Календарная продолжительность эксплуатации, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния | -//- |
| Цикл нагружения | Последовательность изменения нагрузки, которая заканчивается первоначальным состоянием и затем повторяется | ГОСТ 25859-83 /СТ СЭВ 3648-82/. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках. |
| Трещиностойкость /вязкость разрушения/ | Способность материала сопротивляться развитию трещин при механических и других воздействиях | ГОСТ 25.506-85 Методы механических испытаний металлов. Определения характеристик трещиностой кости /вязкости разрушения/ при статическом напряжении |
| Коэффициент интенсивности напряжений К | Величина, определяющая напряженно-деформированное состояние и смещения вблизи вершины трещины для упругого тела, независимо от схемы нагружения, формы и размеров тела и трещины | -//- |
| Коэффициент интенсивности напряжений К1 /Кп или Кш/ | Значение К для модели трещины типа I — трещина отры-ва /типа П — трещина поперечного сдвига или типа Ш —трещина продольного сдвига/ | -//- |
| Критический коэффициент интенсивности напряжений К1с | Силовая характеристика трещиностойкости для модели трещины типа I при продольном стеснении пластических деформаций у вершины трещины | -//- |
| Раскрытие трещины | Смещение берегов непосредственно у вершины трещины | -//- |
| Раскрытие в вершине трещины  | Раскрытие трещины при максимальной нагрузке, действующей на образец. Деформационный критерий разрушения | -//- |
| J — интеграл | Величина, характеризующая работу пластической деформации и разрушения, а также поле напряжений и деформаций при упругопластическом деформировании вблизи вершины трещины /аналогично коэффициенту интенсивности напряжении К для упругого тела/ | -//- |
| Критический J — интеграл Jс/J1c/ | Значения J — интеграла, характеризующие сопротивление материала начал распространения трещины независимо от вида разрушения. Энергетический критерий разрушения | -//- |
| Критическая температура хрупкости | Температура, принимаемая за температурную границу изменения характера разрушения материала от хрупкого к вязкому | -//- |
| Температура стенки расчетная | Температура, при которой определяются физико-меха-нические характеристики, допускаемые напряжения материала и проводится расчет на прочность элементов сосуда | Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением |
| Температура рабочей среды максимальная (минимальная) | Максимальная (минимальная) температура среды в сосуде при нормальном протекании технологического процесса | -//- |
Приложение 2
КОМПЛЕКСНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ СВЫШЕ 16 МПа /160 кгс/см2/ ДО 45,0 МПа /450 кгс/см2/
1. Выбор методов контроля и объем контроля согласно п.1.4 настоящих МК осуществляет организация, выполняющая обследование.
2. Изучение, технической и эксплуатационной документации проводят в соответствии с п .2.1. настоящих МУ.
3. Визуальный осмотр наружной и внутренней поверхности проводят в соответствии с п.2.2 настоящих МУ.
Осмотру подлежат корпус, фланцы, крышки, основной крепеж, обтюраторы, монтажные цапфы и другие детали, относящиеся к сосуду и влияющие на его прочность при эксплуатации и транспортировке.
При осмотре внутренней поверхности корпуса, при необходимости, проводят поиск сварных швов методом травления уплотнительных поверхностей.
При наличии футеровки проверяют плотность прилегания футеровки, дефекты последней /разрывы, трещины и др./.
4. Толщинометрию несущих элементов проводят в соответствии с П.2.3 настоящих МУ.
5. Испытания на твердость проводят в соответствии с требованиями п.2.4 настоящих МУ.
Испытанию на твердость подлежат корпус, фланцы, основной крепеж, обтюраторы и другие детали, относящиеся к сосуду и влияющие на его прочность при эксплуатации и транспортировке.
6. Дефектоскопию узлов и деталей сосуда проводят в соответствии с требованиями п.2.5 настоящих МУ.
Обязательному контролю подлежат уплотнительные поверхности, локально поврежденные участки сосуда.
7. Микроструктурные исследования проводят на внутренней поверхности корпуса, крышек, в местах, имеющих заниженную или завышенную твердость, в местах, подвергшихся перегреву, а также при необходимости уточнения характера выявленного дефекта.
Обязательно подвергают металлографическим исследованиям те места деталей сосудов, где проводился микроструктурный анализ металла при предыдущем обследовании сосудов или при использовании новых деталей. Исследования проводят на шлифах, приготовленных непосредственно на объектах обследования, с помощью переносных металлографических приборов или методом реплик.
Объем и методы проведения микроструктурных исследований устанавливают специалисты, выполняющие обследование. При этом следует руководствоваться п.2.6 настоящих МУ.
8. Химический состав металла элементов конструкции или деталей определяют в случаях, когда воздействие среды или режимов эксплуатации могут привести к его изменению /например, обезуглероживание внутренней поверхности корпусов и крышек "горячих" аппаратов при водородной коррозии, образование нитридов в средах, содержащих азот/. При этом условия П.2.7.1 МУ соблюдаются.
При необходимости в сосудах, работающих при температуре свыше 200°С с водородосодержащими средами, проверяют содержание хрома.
Химический анализ содержания отдельных элементов проводят на отобранных пробах или методом стилоскопирования.
9. Если корпус сосуда или концевые элементы имеют механические повреждения или коррозионные дефекты, которые превышают допускаемые, сосуд подвергают расчетно-теоретическому или экспериментальному исследованию напряженно-деформированного состояния /тензометрированию/ в соответствии с п.2.9 МУ.
При тензометрировании измеряют деформации в поврежденных зонах, определяют коэффициент концентрации напряжений. При необходимости измеряют продольную/для спирально-рулонных сосудов/ или поперечную /для рулонированных сосудов/ деформации.
По полученным напряжениям в соответствии с настоящими МУ производят оценку прочности конструкции и определяют возможность ее дальнейшей эксплуатации.
10. После завершения всех исследований проводят гидроиспытания на пробное давление в соответствии с требованиями "Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением".
11. Результаты проведенного обследования оформляют, в соответствии с разд. 4 настоящих МУ.
Приложение 3
/рекомендуемое/
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
СТАЛЕЙ ПО ЗНАЧЕНИЯМ ТВЕРДОСТИ
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее приложение к Методическим указаниям содержит рекомендуемые методы определения предела прочности
, условного предела текучести 
относительных удлинения d и сужения y и ударной вязкости КСV по характеристикам твердости, полученным при измерении твердости металла непосредственно на обследуемых объектах.1.2. Данный материал рекомендуется использовать при проведении расчетов механических характеристик сталей Ст20, 15Х5М, 09Г2С, 12Х18Н10Т, наиболее распространенных в материальном оформлении оборудования.
1.3. Наряду с изложенными методами и формулами допускается использование для расчета других расчетных методик и формул, позволяющих получить результаты с большей точностью.
1.4. Наибольшее распространение и практическое значение имеет твердость при пластическом вдавливании:
шарика - твердость по Бринелю и по Роквеллу /шкала В/;
конуса - твердость по Роквеллу /шкала С/;
пирамиды - твердость по Виккерсу.
НВ - мера твердости по Бринелю; НУ — мера твердости по Виккерсу; НКВ — мера твердости по шкале В Роквелла, НRC — мера твердости по шкале С Роквелла.
1.6. Величины твердости, определенные различными методами, могут отличаться. Твердость НВ и НV до 350-400 кгс/мм2 равны между собой. Выше 400 кгс/мм2 твердость по Бринелю оказывается заниженной по отношению к НV.
1.7. При испытаниях на твердость следует учитывать, что при помощи твердости оцениваются механические свойства в том месте, где производится ее определение. А так как металл неоднороден, причем неоднородность выражается в том, что поверхностный слой отличается по своим свойствам от однородной сердцевины, то в этом случае определение механических свойств по твердости на поверхности дает информацию о свойствах металла только поверхностного слоя. Поэтому для получения информации о свойствах сердцевины необходима при определении твердости поверхностный слой удалить.
2. КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ ЗНАЧЕНИЯМИ ТВЕРДОСТИ И МЕХАНИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
2.1. Для материалов, дающих при растяжении шейку, определена зависимость /1/:
/П.3.1/где НВ — мера твердости по Бринелю;
— предел прочности при растяжении.Для конструкционных сталей коэффициент k=0,33-0,36.
2.2. Таблицы для пересчета НВ на
приведены в ГОСТ 22761-77.2.3. Статистическая обработка результатов измерений в работе /4/ позволила выявить для конструкционных углеродистых и перлитных низколегированных сталей в области твердости /1500£НВ£5000/ МПа соотношение вида:
=0,345 НВ. /П 3.2./2.4. В табл. П. 3.1 даны формулы зависимости
от НВ для легированных сталей перлитного класса /2, 3/. По формулам рассчитаны значения предела прочности.2.5. Метод пересчета
по значениям НВ можно использовать для ориентировочного определения условного предела текучести.На основании статистической обработки экспериментальных данных /4/ для твердостей НВ³1500 МПа
=0,367 НВ — 240, /П.3.3/для твердостей НВ<1500 МПа
=0,2 НВ / П 3.4./2.6. В табл. П.3.2 приведены формулы зависимости
от НВ/2, 3, 4/. По формулам рассчитаны значения условного предела текучести.2.8. По известной характеристике
косвенно определяют условный предел текучести относительное сужение y и ударную вязкость КСV /5/. Соотношения механических характеристик конструкционных сталей приведены в табл. П 3.3, П.3.4.Таблица П.3.1.
Величины
, рассчитанные по измеренным значениям НВ| , МПа | |||||||||
| Измеренное | ПО ГОСТ | работа /3/ | работа /2/ | ||||||
| значение НВ, МПа | 22761-77 | 0,337 НВ+21 /12МХ/ | 0,337 НВ+17 /15ХМ/ | 0,335 НВ+17 /12 ХІМФ/ | 0,312 НВ+70 /15 ХІМФ/ | 0,35 НВ-11 /20ХМЛ/ | 0,29 НВ+80 /15 ХІМІФЛ/ | 0,328 НВ+20 /20ХМЛ, 20 ХМФЛ и 15 ХІМІФЛ/ | |
| 1000 1250 1500 2000 2500 | 385 457 532 686 840 | 358 438 521 695 851 | 354 433 517 691 847 | 352 431 515 687 843 | 382 460 536 694 850 | 340 425 514 689 860 | 370 442 515 660 804 | 348 430 513 676 840 | |
| | | | | | | | | | |
3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИИ НА ТВЕРДОСТЬ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПО ЗНАЧЕНИЯМ ТВЕРДОСТИ
3.1. Твердость следует определять в соответствии с требованиями инструкции на твердомер.
3.2. Площадка для измерений должна быть не менее 25 см2.
3.3. Снятие поверхностного слоя на глубину не менее 0,1 мм необходимо проводить напильником или с помощью зачистных машинок.
3.4. Для измерений подготавливают поверхность шероховатостью Rz=1,25 мкм.
3.5. Проводят не менее 3-х измерений, при этом относительная погрешность каждого измерения не должна превышать 5 %. Значения твердости рассчитывают как среднее арифметическое всех измерений.
3.6. По полученным значениям твердости определяют предел прочности
, используя таблицы ГОСТ 22761-77, либо формулу /П.3.2/, или таковые, приведенные в табл.П.3.1.3.7. Условный предел текучести
рассчитывают по формулам /П.3.3/, /П.3.4/ или приведенным в табл. П.3.2.3.8. Значения характеристик пластичности и ударной вязкости получают, используя соотношения, приведенные в табл.П.3.3.,П.3.4.
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. - М.: Машиностроение, т. 2, 1974. -368 с.
2. Бугай Н.В., Ткаченко А.Н. Определение механических характеристик сварных соединений и литых деталей электрооборудования безобразцовым способом: Тр. Ворошиловградской науч.-практич. конф. Косвенные методы оценки свойств материалов., 1976. -С.58-60.
3. Букин Ю.А., Дрозд М.С. и др. Определение твердости и механических свойств энергетического оборудования безобразцовым методом. // Энергетическое строительство. - 1976. -М.3. -С. 35-36.
4. Марковец М.П. Определение механических свойств металла по твердости. - М.: Машиностроение, 1979. - 191 с.
5. Гуляев А.П. К вопросу о механических свойствах конструкционных сталей. // МИТОМ. - 1989. -№7.- С.23-25.
Таблица П.3.2.
Величины
, рассчитанные по измеренным значениям НВ| Изме- ренное значение НВ, МПа | , МПа | | | ||||||||||||||
| Работа /4/ | Работа /3/ | Работа /2/ | | ||||||||||||||
| 0,367НВ-240; НВ> 1500 | 0,2 НВ; НВ< 1500 | 0,25 НВ- 19; 12МХ | 0,25 НВ- 23,5; 15 ХМЛ | 0,31 НВ- 152; 20ХМ | 0,235 +ІВ; 12 ХІМФ | 0,38 НВ- 235; 15 ХІМІФ | 0,29 НВ- 114; НВ > 2000 15 ХІМІФЛ | 0,57 НВ- 627; НВ< 2000 15 ХІМІФ | 0,29 НВ, ЭП44 /20 ХМФБР/, ЭПІ82 / ХІМІФІТР/ ЭП182 /20 ХІМІФІТР/ ЄИ723 /25 Х2МІФ/ | 0,3 НВ- 50 | 1,03 | 0,328 НВ- 129 | 1,21 | 0,328 НВ- 231 | 0,87 | | |
| | | | | | | | | | | 16ГНМ | НВ<1600 | НВ>1600 | | ||||
| | | | | | | | | | | | 20ХМЛ, 20ХМФЛ, 15ХІМІФЛ | | |||||
| 1250 1500 2000 2500 3000 | - 310 500 680 860 | 250 300 - - - | 290 356 481 606 731 | 285 351 476 601 726 | 238 314 470 625 780 | 235 371 488 606 724 | 240 335 525 715 905 | 248 320 466 - - | - - 515 795 1080 | - - 580 725 870 | - 388 534 680 825 | 232 306 - - - | - - 425 590 753 | | |||
| | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Таблица П.3.3.
Соотношения величині твердости по Бринелю со значениями механических характеристик
, d конструкционных сталей| НВ, МПа | ,МПа | d, % |
| 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 | 195-225 240-275 275-325 330-380 385-445 440-520 500-600 555-675 665-830 725-900 880-980 950-1050 1030-1130 110-1220 1170-1290 1235-1365 1310-1450 | 40-48 34-40 30-34 26-30 23-27 21-24 19-21 17-19 15-17 14-16 13-14 12-13 11-12 10-12 10-11 9-10 9-10 |
Таблица П.3.4.
Соотношение механических характеристик конструкционных сталей
| , МПа | Разброс свойств | ||
| | , МПа | y, % | KCV, Дж/см2 |
| 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 | 700-750 800-850 900-950 1000-1050 1050-1150 1100-1250 1200-1350 1250-1400 1300-1500 1350-1600 1350-1700 1400-1700 1400-1800 1400-1800 1400-1800 | 65-75 60-70 55-70 55-65 50-65 48-62 45-60 45-58 43-57 42-56 40-55 38-52 35-52 30-45 25-40 | 180-240 120-180 90-150 70-120 50-110 40-90 40-80 30-80 25-80 25-70 22-70 20-65 20-60 20-60 20-50 |
Приложение 4
РЕЗУЛЬТАТЫ
анализа химического состава основных элементов конструкции
| Наименование места отбора пробы | Результаты химического анализа | Марка стали |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| Заключение | | |
| | | |
| | | |
| Химический анализ | проводился в лаборатории | |
| | | наименование |
| | | |
| | | |
| | | |
“____”____________________199_г.
Приложение 5