Destruction of high pressure vessels in pipeline structures

• Autorzy: Rahimova Mahluqa S. , Abbasov Sakit H. , Ahmadov Alihikmat A.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2023.05.07

Warianty tytułu

PL

Uszkodzenia zbiorników wysokociśnieniowych w konstrukcjach rurociągów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article indicates that engineering design criteria do not provide measures to prevent failures; this is evidenced by the occurrence of many accidents. Fracture prevention criteria should be derived from the principles of fracture mechanics, what should be developed further. However, the current concepts of fracture mechanics, when properly applied, provide an opportunity to ensure the reliability of the structure or organise the supervision of expensive structures to ensure their safe operation. These methods of preventing damage can be divided into two large groups: 1) checking for the formation of cracks and 2) monitoring their development. Both methods are based on similar principles; it would be easier to explain them with examples. To ensure the safe operation of the pressure vessel used in the reactor, the maximum allowable initial crack size should be known. The size of this crack should not expand to a critical point during the entire operation of the reactor. Knowing how the process of crack propagation proceeds and how the structure behaves during failure, it is possible to calculate the critical size of the defect and, based on this, calculate the maximum allowable size of the crack at the beginning of operation. Proper inspection of the new vessel will eliminate the possibility of shells that are larger than the original size. Checking for the presence of cracks, and determining their rate of growth during operation, presents significant difficulties. Therefore, checks should be avoided during operation. If the fracture and crack growth calculations, as well as the initial checks, are carried out correctly, then checks made during operation are an optional extra. However, in practice, such checks should still be performed. For vessels used in reactors, remote observation of crack growth using ultrasonic waves is a particularly useful method. If a crack is found, measures must be taken to either repair or replace the partially destroyed element.

PL

W artykule wskazano, że kryteria na etapie tworzenia projektu technicznego często nie uwzględniają środków zapobiegających awariom, o czym świadczą liczne wypadki przy pracy. Kryteria zapobiegania powstawaniu pęknięć powinny być wyprowadzane z zasad mechaniki powstawania pęknięć, co wymaga dalszego rozwoju. Jednak obecne koncepcje mechaniki powstawania pęknięć, przy ich właściwym stosowaniu, dają możliwość zapewnienia niezawodności konstrukcji lub zorganizowania nadzoru nad kosztownymi konstrukcjami, aby zapewnić ich bezpieczną eksploatację. Te metody zapobiegania uszkodzeniom można podzielić na dwie duże grupy: 1) kontrola pod kątem powstawania pęknięć, 2) monitorowanie ich wzrostu. Obie metody opierają się na podobnych zasadach i lepiej wyjaśnić je na przykładach. W celu zapewnienia bezpiecznej eksploatacji zbiornika ciśnieniowego używanego w reaktorze należy znać maksymalną dopuszczalną początkową wielkość pęknięcia. Wielkość takiego pęknięcia nie powinna wzrosnąć do wartości krytycznej przez cały czas pracy reaktora. Wiedząc, jak przebiega proces propagacji pęknięć i jak zachowuje się konstrukcja podczas uszkodzenia, można obliczyć krytyczną wielkość uszkodzenia i na tej podstawie obliczyć maksymalną dopuszczalną wielkość pęknięcia na początku eksploatacji. Prawidłowa kontrola nowego zbiornika wyeliminuje możliwość wystąpienia pęknięć większych niż o pierwotnym rozmiarze. Kontrole pod kątem obecności pęknięć i określenie tempa ich wzrostu podczas pracy wiążą się z dużymi trudnościami. Dlatego należy unikać wykonywania kontroli podczas pracy. Jeżeli obliczenia dotyczące pęknięć i ich wzrostu, jak również kontrole wstępne, zostały przeprowadzone prawidłowo, to kontrole podczas eksploatacji byłyby opcjonalnym dodatkiem. Jednak w praktyce takie kontrole i tak są przeprowadzane. W przypadku zbiorników używanych w reaktorach szczególnie przydatną metodą jest zdalna obserwacja wzrostu pęknięć za pomocą fal ultradźwiękowych. W przypadku stwierdzenia pęknięcia należy podjąć działania w celu naprawy lub wymiany częściowo zniszczonego elementu.

Słowa kluczowe

EN

fracture; crack growth; operation; high pressure; crack retardation; stresses; design; fracture mechanics

PL

pęknięcia; propagacja; eksploatacja; wysokie ciśnienie; opóźnianie rozwoju pęknięć; naprężenia; projekt; mechanika powstawania pęknięć

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 79, nr 5
• Strony: 360--364
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Rahimova Mahluqa S.

• Azerbaijan State Oil and Industry University

autor

Abbasov Sakit H.

• Azerbaijan State Oil and Industry University

autor

Ahmadov Alihikmat A.

• Azerbaijan State Oil and Industry University

Bibliografia

• Broek D., 1982, Elementary engineering fracture mechanics. Martinus Nijhoff Publishers, The Hague, 1–469.
• Gnilke W., 1981. Lebensdauer-Berechnung der Maschinenelemente. VEB Verlag Technik, 1–144.
• Kerimov Z.H., 1970. Dynamic calculations of the drill string. Nedra, Baku, 160.
• Kerimov Z.H., 2009. Longevity of machine parts. Science, Baku, 1–113.
• Kerimov Z.H., Mamedzade O.A., 1976. Application of the method of galvanic copper plating to assess the degree of damage to machine parts under non-stationary cyclic loading. Machine Science, 4: 94–97.
• Kerimov Z.H., Mamedzade O.A., 1977. Methods for determining stresses and strains by galvanic copper plating. Problems of Strength, 5:116–119.
• Kochanov L.M., 1974. Fundamentals of fracture mechanics. Nauka, 1–312.
• Mammadzade O.A., Arabov R.B., Gafarov F.M., Rahimova M.S., 2023. Destruction of machines and structures. Textbook. Azerbaijan State Oil and Industry University, 1–196.
• Ragimova M.S., 2013. Calculation of the thickness of seals for flange joints of oilfield equipment. Oilfield Business, 5: 36–38.
• Rahimova M.S., Mansurova S.I., 2022. Methods for calculating the fatigue and strengths machine parts. Nafta-Gaz, 78(12): 888–892. DOI:10.18668/NG.2022.12.06.
• Schuts W., 1974. Fatique life prediction of aircraft structures – past, present and future. Engineering Fracture Mechanics, 6(4): 745. DOI:10.1016/0013-7944(74)90071-X.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).