Artykuł dotyczy badań zmian właściwości wytrzymałościowych statycznych i cyklicznych oraz struktury stali zastosowanych do konstrukcji rurociągu po wieloletniej jego eksploatacji. Zakres niniejszej pracy obejmuje także badania porównawcze trwałości zmęczeniowej elementów modelowych wyciętych z obiektów rzeczywistych oraz poznanie charakteru pękania elementów modelowych z karbem półeliptycznym odwzorowującym wadę materiału rodzimego z uwzględnieniem spiętrzenia naprężeń w miejscu inicjacji pęknięcia. W toku przeprowadzonych badań opracowano probabilistyczny model propagacji pęknięć zmęczeniowych.
EN
The intended aim of the paper is to investigate into both static and cyclic mechanical properties and structures of steels used to build pipelines, after the many-years' operational use thereof. The scope of work comprises also: trade-off studies of lives of model components cut out from real objects and recognition of the nature cracking of model components with semi-elliptic notches which represent defects in the native material or the weld, with account taken of stress concentrations where a crack has been initiated. In the course of the study a probabilistic model of fatigue crack propagation has been formulated to provide probability density distributions of crack lengths and areas.
W pracy przedstawiono wyniki analizy numerycznej odkształcenia i naprężenia w strefie złącza spawanego odcinków rurociągu przemysłowego eksploatowanego w Zakładach Azotowych w Tarnowie. Badane wycinki rurociągu przeznaczono do włączenia do instalacji produkcji kwasu azotowego. Wyniki obliczeń umożliwiły wyznaczenie współczynników spiętrzenia naprężenia w strefie karbu spawalniczego. Wartości tych współczynników zostaną wykorzystane w opracowywanym, analitycznym modelu obliczeniowym opartym na kryterium odkształceniowym, umożliwiającym wyznaczenie trwałości zmęczeniowej badanych połączeń spawanych. W obliczeniach numerycznych uwzględniono obecność wady w postaci szczeliny półeliptycznej, zlokalizowanej na granicy lica i materiału rodzimego. Geometrię zarysu modelowanych spoin ustalono na podstawie pomiarów charakterystycznych wymiarów złącza, przeprowadzonych na obiektach rzeczywistych. Wyniki uzyskane na podstawie opracowanego modelu numerycznego odniesiono do wyników obliczeń analitycznych przeprowadzonych w oparciu o metody Jewdokimowa, Lawrence'a oraz Ushirokawy i Nakayamy.
EN
In the paper, results of numerical analysis of strain and stress in the zone of welded joint of the chemical pipeline [operating at the Nitrogen Works in Tarnów (ZAwT)] are shown. Pipelines elements under investigation were included as a part of a production line of the nitric acid. The results were used to calculate stress concentration factor in the welding notch surrounding. Calculated factors are going to be used as a part of elaborated, analytical calculation model based on strain criteria allowing determination of fatigue strength of welded joints under investigation. In the numerical calculation, existence of the welding notch in the shape of semi-elliptical, located on the border of the face of weld and the based material was taken into account. Geometry of the modelled welds was achieved from measurements of the characteristic weld dimensions of the actual objects.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The small artificial surface defects in the coarse-grain steel are studied. The size of the used defects is smaller than the most relevant microstructural unit of steel, i.e. the average grain size. The samples of coarse-grain steel are prepared using a welding thermal-cycle simulator and a laboratory furnace. The defects are made by indenting with a Vickers pyramid. One of the final results of the defect making is the existence of local residual stresses. The influence of residual stresses on the crack initiation from those artificial defects is discussed in the article.
PL
W pracy dokonano analizy inicjacji pęknięć zmęczeniowych w obrębie defektu powierzchniowego w zamodelowanej strefie wpływu ciepła złącza spawanego elementów ze stali konstrukcyjnej. Próbki z pasmami ziaren o strukturze martenzytycznej wykonano z wykorzystaniem termocyklicznego symulatora spawania oraz pieca laboratoryjnego. Inicjator pękania wykonano w obszarze struktury gruboziarnistej za pomocą wgłębnika twardościomierza Vickersa, uzyskując lokalne spiętrzenie naprężeń. Wielkość uzyskanego odcisku nie przekraczała wielkości pojedynczego ziarna. Badane próbki poddano stałoamplitudowemu zginaniu z częstotliwością f podobne do 115 Hz, przy współczynniku asymetrii R podobne do 0. Otrzymane wyniki badań poddano analizie a pracę zakończono wnioskami.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.