Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Методы контроля и диагностика в машиностроении

Диссертационная работа:

Комов Михаил Евгеньевич. Разработка методики и средств определения высоты трещиноподобных дефектов в стыковых сварных швах трубопроводов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.02.11 Москва, 2006 162 с. РГБ ОД, 61:06-5/3099

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

Введение 7
Глава 1. Особенности контроля аустенитных сварных швов и

ремонтной наплавки 10

  1. Изготовление трубопроводов из аустенитных сталей 10

  2. Дефекты трубопроводов из аустенитных сталей 15

  3. Ремонт трубопроводов из аустенитных сталей усиливающей наплавкой 23

  4. Особенности ультразвукового контроля сварных соединений из аустенитных сталей 28

  5. Особенности ультразвукового контроля аустенитной наплавки 37 Выводы к главе 1 42 Глава 2. Обзор методов ультразвукового контроля позволяющих оценить высоту плоскостного дефекта 44

2.1. Анализ существующих методов ультразвукового
контроля позволяющих проводить оценку высоты плоскостных
дефектов 44

2.2. Определение высоты дефектов с помощью зеркально-
теневого метода 49

2.3. Определение высоты дефектов с помощью дельта-
методик 54

  1. Определение высоты дефектов с помощью дифракционно-временного метода 57

  2. Определение высоты дефектов с помощью когерентных методов обработки данных 66

  3. Оценка высоты трещины дельта-методом 73

Стр.
Выводы к главе 2 79

Глава 3. Теоретическое и экспериментальное обоснование дельта
метода 81

3.1. Акустический тракт дифрагированной волны от
вершины трещины 81

3.2. Акустический тракт головной волны отраженной от
донной поверхности 90

3.3. Сравнение теоретических и экспериментальных
зависимостей 95
Выводы к главе 3 98
Глава 4. Экспериментальное определение параметров необходимых

для разработки методики и средств оценки высоты трещиноподобных
дефектов 99

  1. Экспериментальное обоснование дельта-метода 99

  2. Выбор частот преобразователей для определения

высоты несплошностей в изделиях различной толщины 103

  1. Выбор угла ввода излучателя 110

  2. Выбор расстояния между преобразователями 113

4.5. Проверка выбранных параметров на образцах с
искусственными и реальными дефектами 116

4.5.1. Оценка высоты трещины в аустенитном сварном

шве 116

4.5.2. Оценка высоты трещины в аустенитном сварном
шве, отремонтированном с помощью наплавки 122

4.6. Статистический анализ данных полученных в
результате оценки высоты трещины по дельта методике 126

Выводы к главе 4 131

Стр.

Глава 5. Разработка методики и средств определения высоты трещины

в аустенитных сварных швах 133

5.1. Разработка средств определения высоты трещин в
аустенитных сварных швах, отремонтированных с помощью наплавки 133

5.1.1. Разработка специального PC преобразователя

для оценки высоты трещин в аустенитных сварных швах 133

5.1.2. Разработка механического приспособления для
оценки высоты трещин в аустенитных сварных швах,
отремонтированных с помощью наплавки 143

5.2. Разработка методики определения высоты трещины в
аустенитных сварных швах, отремонтированных с помощью наплавки 144
Выводы к главе 5 152
Основные результаты и выводы. 153

Список литературы.

Введение к работе:

Конструкция современных АЭС включает большое число трубопроводов, включая главные, и большое количество вспомогательных трубопроводов различных диаметров и назначений. Общая протяженность трубопроводов на атомной станции - несколько километров.

Проектированию трубопроводов атомной станции должно уделяться большое внимание, так как стоимость их достигает 10% общей стоимости оборудования станции, а от надежности их эксплуатации во многом зависит надежность работы всей станции в целом.

Для изготовления трубопроводов на АЭС используют, в основном, нержавеющие аустенитные стали. Ремонт трубопроводов из аустенитных сталей на АЭС чрезвычайно затруднителен, поэтому качеству сварки уделяется особое внимание, так как от этого во многом зависит срок службы трубопроводов. Проблема обеспечения максимально возможного срока службы, "замедления" старения ядерных энергетических установок АЭС и системы их энергообеспечения, продления их сроков эксплуатации, в условиях жестко ограниченных средств (финансовых возможностей, человеческих ресурсов и, др.), является одной из актуальнейших проблем для ученых, экономистов и технических специалистов различных стран. Последствия возникновения отказов, неисправностей или дефектов в таких системах могут приводить к последствиям вплоть до трагических: глобальным катастрофам, поражению окружающей среды, человеческим жертвам, большим финансовым и материальным потерям. Так, затраты на проведение мероприятий по неразрушающему контролю (НК) и связанных с ним работ во время эксплуатации АЭС составляют не менее 50% всех затрат, связанных с эксплуатацией станции [1]. Категоричность требований общественности о необходимости исключения техногенных катастроф, делает проблему безопасности систем еще более актуальной.

Наиболее слабым местом во всей системе трубопроводов являются сварные швы, а точнее, зона термического влияния (ЗТВ). В основном именно здесь в результате длительного воздействия остаточных напряжений, агрессивной внутренней среды, циклических нагрузок и других факторов, происходит образование дефектов на внутренней поверхности трубы (в корне шва) и их развитие к поверхности шва, которые имеют характер межкристаллитной коррозии под напряжением (МКРПН). Анализ случаев выхода из строя трубопроводов из аустенитных сталей на АЭС, по причине межкристаллитной коррозии, показал, что разрушение обьгано происходит как в сварных швах, так и по зоне термического влияния; иногда корродирует и основной металл. Чаще всего межкристаллитные трещины начинают развиваться от непроваров и других дефектов сварки.

Эти дефекты снижают эксплуатационную надежность трубопровода и всего объекта в целом. В соответствии с действующими нормативными правилами ремонт с вырезкой дефектного участка и его заваркой из-за высокой вероятности образования новых трещин запрещен. Как правило, раньше сварные швы с такими дефектами ремонтировали путем вырезки участка трубы со сварным швом и вставкой нового отрезка трубы с образованием двух новых швов.

Можно ли оставить в эксплуатации сварное соединение с трещиноподобным дефектом, а если нет, то отремонтировать его без вырезки и разделки шва?

Мировой опыт эксплуатации аналогичных трубопроводов показывает, что это возможно. Но при этом необходимо обоснованно (научно и практически) изменить подход служб надзора и контроля к оценке допустимости дефектов.

Общеизвестно, что нормы оценки допустимости дефектов при изготовлении (они же, как правило, распространяются и на эксплуатацию) установлены, прежде всего, для поддержания технологической дисциплины на производстве и исключения пропуска в эксплуатацию технологических

7 дефектов, являющихся дополнительными концентраторами напряжений.

Поэтому на этапе изготовления нормы браковки ужесточены для обеспечения

выявления самых мелких дефектов, которые позволяют обнаруживать

существующие методики НК.

На начальном этапе развития физических методов неразрушающего контроля решалась относительно простая задача - обнаружение несшіошностей, которые могут существенно ограничивать работоспособность изделия. Поэтому с самого начала развития ультразвуковых методов контроля, наряду с другими задачами, решалась задача оценки обнаруженных несшіошностей. Постепенно с развитием средств и методов, накоплением опыта работы приходило понимание о возможностях неразрушающих методов и ультразвуковых методов, в частности. К концу 70х годов начала формироваться потребность в измерении физических размеров несшіошностей. Это объяснялось успешным развитием расчетных методов механики разрушения и, следовательно, возможностью количественных оценок прочностных свойств объекта, имеющего несплошности.

Как показывают прочностные расчеты и практический опыт, сварные соединения продолжают работать и при наличии дефектов, значительно превышающих нормы допустимости дефектов при изготовлении. В настоящее время для отдельных сварных соединений разработаны и узаконены нормы оценки качества при эксплуатации. Однако для большинства сварных соединений нормы оценки качества при эксплуатации практически отсутствуют.

С другой стороны, в мировой практике имеется опыт ремонта сварных соединений с трещиноподобными дефектами без удаления сварного шва -нанесением дополнительной усиливающей наплавки на сварное соединение. Такая технология ремонта начинает внедряться и в России [2].

Технология ремонта методом наплавки усиления на внешнюю поверхность сварного соединения обеспечивает восстановление несущей способности элемента конструкции до необходимого уровня и создает дополнительный барьер развитию трещин. Наплавка, кроме восстановления

8 несущей способности конструкции, создает сжимающие напряжения на

внутренней поверхности трубы и в зоне трещины, что уменьшает склонность

сварных соединений к межкристаллитному коррозионному растрескиванию

под напряжением.

При таком подходе от служб неразрушающего контроля требуется решение задач иного уровня не выявления дефектов, а следить за их развитием, для этого необходимо определять размеры дефектов с высокой точностью, порядка ±0,5 мм.

Определение размеров дефекта особенно его реальной высоты дает возможность правильно оценить эксплуатационную надежность соединений, следить за развитием дефекта в процессе дальнейшей эксплуатации, задать соответствующий размер ремонтной наплавки.

Поэтому для повышения надежности работы и срока эксплуатации трубопроводов из аустенитных сталей на атомных электростанциях необходимо разработать новую методику и средства определения высоты трещиноподобных дефектов в сварных соединениях трубопроводов из аустенитной стали. Методика должна обеспечивать:

выявление технологических и эксплуатационных несплошностей плоскостного характера высотой более 1,5 мм с ориентацией 0, 45, 70 относительно оси сварного шва, возникающих при монтаже, ремонте и эксплуатации трубопроводов, особенно трещин, развивающихся по механизму межкристаллитной коррозии под напряжением;

определение реальной высоты несплошности.

Для достижения поставленной цели - повышения надежности работы и срока эксплуатации трубопроводов из аустенитных сталей на атомных электростанциях - необходимо решить следующие задачи:

  1. Проанализировать возможные методы определения высоты трещиноподобных дефектов.

  2. Разработать формы и виды образцов с искусственными отражателями.

9 4. Провести эксперименты на образцах с искусственными отражателями,

обработать результаты и получить параметры необходимые для разработки

методики определения высоты трещиноподобных дефектов.

5. Провести эксперименты на образцах с реальными дефектами с использованием полученных параметров.

7. Разработать методику и средства определения высоты трещиноподобных дефектов в стыковых сварных швах трубопроводов из аустенитных сталей на основании полученных данных.

Подобные работы
Игнатов Виталий Викторович
Разработка методики акустико-эмиссионного диагностирования подземных технологических трубопроводов
Стрелков Петр Борисович
Разработка методики акустико-эмиссионного контроля оборудования и трубопроводов атомных электростанций
Тихонов Дмитрий Сергеевич
Разработка методов и аппаратуры для ультразвуковой дефектометрии сварных соединений трубопроводов АЭС
Сыркин Михаил Михайлович
Разработка устройств и технологий повышения достоверности автоматизированного ультразвукового контроля сварных трубопроводов
Хайретдинов Валерий Умярович
Разработка методики контроля вибродинамической нагруженности внутриреакторного оборудования ВВЭР-1000
Власов Константин Владимирович
Разработка методики акустико-эмиссионного контроля несущих элементов пролетных строений железнодорожных мостов
Поляков Александр Михайлович
Разработка методики и технических средств расчетного и экспериментального определения токов короткого замыкания от аккумуляторных батарей с учетом изменения их параметров в процессе эксплуатации
Лоскутов Юрий Васильевич
Разработка методики расчета многослойных композитных трубопроводов летательных аппаратов
Кривошеева Светлана Яковлевна
Разработка методики расчета околорезонансных колебаний гофрированных оболочек трубопроводов ГПА
Кузнецова Елизавета Петровна
Разработка методики и средств измерения давления под движителями сельскохозяйственной техники

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net