Badania własności zmęczeniowych stali 1.4541 na rurociągi przemysłowe z uwzględnieniem czasu eksploatacji

• Autorzy: Śnieżek L.

Warianty tytułu

EN

Experimental research on fatigue properties of 1.4541 steel used in industrial pipelines with taking operation time into consideration

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych zmian właściwości wytrzymałościowych statycznych i cyklicznych oraz struktury stali 1.4541, zastosowanej do konstrukcji rurociągu przemysłowego. Zmiany zostały spowodowane wieloletnią eksploatacją w środowisku tlenku azotu. Badania wykonano na próbkach wyciętych z dostarczonych rur o średnicy 600 i 900 mm i grubości ścianki 5-7 mm. Próbki poddano osiowemu rozciąganiu z amplitudą zmian naprężenia σ _a opisaną blokowym programem opracowanym na podstawie zbioru przebiegów zmian ciśnienia, zarejestrowanych w wybranym, 5,5-letnim okresie eksploatacji rurociągu. Uzyskane wyniki mogą być wykorzystane do przewidywania trwałości rurociągów chemicznych w celu uniknięcia zagrożeń związanych z rozszczelnieniem instalacji podczas przesyłania substancji niebezpiecznych.

EN

The paper presents experimental results of the changes in static and cyclic strength properties as well as in the structure of 1.4541 steel, used for construction of industrial pipelines, as a result of their many-year exploitation. Tests were conducted on specimens cut from the delivered 5-7-mm-thick pipes of 600- and 900-mm diameters. The specimens were subjected to axial tension under the stress amplitude σ _a, characterized by a block stress programme prepared on the basis of a set of courses of pressure changes recorded in a selected 5.5-year period of pipeline operation. The obtained results may be used for predicting fatigue life of chemical pipelines in order to prevent danger connected with installation unsealing while transferring hazardous substances.

Słowa kluczowe

PL

budowa i eksploatacja maszyn; rurociągi chemiczne; stal austenityczna; trwałość zmęczeniowa

EN

mechanical engineering and machinery maintenance; chemical pipelines; austentic steel; fatigue fife

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 59, nr 1
• Strony: 153--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Śnieżek L.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Katedra Budowy Maszyn, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] L. Śnieżek, V. Gliha, V. Hutsaylyuk, T. Vuherer, Modelling fatigue crack growth in heat affected zone of welded area, The Archive of Mechanical Engineering, 3, 2008, 4.
• [2] L. Śnieżek, S. Stępień, Trwałość zmęczeniowa rurociągu chemicznego z propagującym pęknięciem półeliptycznym, WAT, Warszawa, 2007.
• [3] L. Śnieżek, Cz. Goss, A. Mazur, Experimental and Theoretical Investigations of Fatigue Life of Chemical Pipelines, Archives of Civil Engineering, 52, 1, 2007, 75-84, 4.
• [4] L. Śnieżek, J. Mierzyński, J. Torzewski, Analiza propagacji pęknięć półeliptycznych w stali austenitycznej z wykorzystaniem metody spadku potencjału, Biul. WAT, 2007, 56, 1(645), 259-272.
• [5] L. Śnieżek, Cz. Goss, A. Mazur, Analysis of chemical pipeline loads after some estimated operational-use interval, First International Conference on Engineering Failure Analysis, Lisbona, P2.25, 2004.
• [6] L. Śnieżek, W. Krasoń, M. Lech-Grega, Analysis of Residual Stresses in Welded Chemical Pipelines made of the Austenitic Steel 1H18N9T, European Congress on Advanced Materials and Processes, Prague-Czech Republic 2005, 55, www.euromat2005.fems.org.
• [7] ASTM Description E 606-80, Standard Recommended Practice for Constant-Amplitude Low-Cycle Fatigue Testing.
• [8] K. Werner, Analiza rozwoju półeliptycznych pęknięć zmęczeniowych, Wydawnictwo Politechniki Częstochowkiej, Częstochowa, 2000.
• [9] K. Werner, Pomiary pęknięć i odkształceń, Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmarskiego, Katowice, 2003.
• [10] A. Likowski, Badania prędkości pękania i kształtu pęknięć w elementach ze stali o podwyższonej wytrzymałości 20G2ANbY przy zmiennym zginaniu, rozprawa doktorska, WAT, Warszawa, 1981.
• [11] S. Kocańda, Zmęczeniowe pękanie metali, Warszawa, WNT, 1985.
• [12] Problemy badań i eksploatacji techniki lotniczej, t. 2, praca zbiorowa pod red. J. Lewitowicza, J. Borgonia, W. Ząbkowicza, Wyd. ITWL, 1993.
• [13] L. L. Jr Mishnaevsky, Methods of the theory of complex system in modelling of fracture: a brief review, Engng. Fract. Mech., 56, 1, 1997, 47.
• [14] H. O. Fuchs, R. I. Stephens, Metal fatigue in engineering, a Wiley-Interscience Publication, 1980.
• [15] J. Polák, Cyclic Plasticity and Low Cycle Fatigue Life of Metals, Materials Science Monographs, 63, Elsevier, Amsterdam, 1991.
• [16] S. Kocańda, J. Szala, Podstawy obliczeń zmęczeniowych, Warszawa, PWN, 1991.
• [17] Cz. Goss, Doświadczalna i teoretyczna analiza własności stali o podwyższonej wytrzymałości w zakresie małej liczby cykli obciążenia, Biul. WAT, 11, Warszawa, 1982.
• [18] S. Kłysz, Wpływ przeciążeń i sekwencji obciążeń na własności niskocyklowe stali 18G2A i St3SY, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, 4, 124, 2000, 139-154.
• [19] J. Szala, Ocena trwałości zmęczeniowej elementów maszyn w warunkach obciążeń losowych i programowalnych, Zeszyty Naukowe ART, Mechanika 2, 1980.
• [20] W. Sobczykiewicz, Metoda oszacowania okresów przeglądowych silnie obciążonych węzłów konstrukcji stalowej na przykładzie połączenia skrzydło-kadłub wybranego samolotu, praca n-b, PW, nr 121/501/119/9, Warszawa, 1983.
• [21] E. Gassner, W. Schutz, The significance of constant load amplitude tests for the fatigue evaluation of aircraft structures, Pergamon Press, 1961.
• [22] Recommended practices for monitoring gas turbine engine life consumption, RTO/AGARD-WG, 28, 1999.
• [23] J. C. Newman, I. S. Raju, An empirical stress-intensity factor equation for the surface crack, Engineering Fractire Mechanics, 15, 1-2, 1981, 185-192.
• [24] J. Polák, M. Klesnil, J. Helešik, The hysteresis loop.2. analysis of the loop shape. Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct., l.5, 1982, 33-44.
• [25] N. Dowling, Mechanical behaviour of materials, 2nd edition, Prentice Hall International, New Jersey, 1999.