На основании данных по оценке технического состояния и остаточного ресурса специализированной организацией, проводившей техническое диагностирование и оценку остаточного ресурса объекта, принимается решение о его дальнейшей судьбе: продолжение эксплуатации при паспортных параметрах после выполнения необходимого ремонта; дальнейшая эксплуатация на пониженных рабочих параметрах; прекращение эксплуатации объекта и его списание. Для оценки (прогнозирования) остаточного ресурса могут быть использованы следующие основные методы:
• математическое моделирование деградационных процессов и на этой основе расчет предполагаемого ресурса до достижения определяющими параметрами их предельного значения;
• графическая или аналитическая экстраполяция трендов определяющих параметров при наличии сведений об их величине за предыдущий период (трендом параметров называют тенденцию их изменения, а графическое или аналитическое продолжение тренда в будущее время - экстраполяцией);
• анализ статистических данных об отказах и ресурсах аналогич
ных объектов, эксплуатируемых в тех же или похожих условиях.
При наличии большого числа наблюдений последний метод позволяет определить гамма-процентный ресурс по кривой распределения ресурсного показателя и является наименее трудоемким.
В экстраполяционных методах на базе трендирования, нашедших наибольшее распространение, ожидаемый ресурс объекта устанавливается достижением определяющими параметрами предельной величины. Оценка вероятности исчерпания остаточного ресурса при этом возможна, но, как правило, представляет большие трудности и производится только тогда, когда известен закон распределения определяющего параметра.
Применение экстраполяционных методов позволяет эффективно прогнозировать остаточный ресурс, если контроль параметров технического состояния объекта осуществлялся в течение длительного времени. Эти методы с использованием результатов вибродиагностики являются основными для роторных машин, в первую очередь для ГПА большой единичной мощности, компрессоров и др. Прогнозируемая величина остаточного ресурса при этом определяется с учетом доверительных границ, обусловленных погрешностями методики измерений (см, например, РД 153-39.4Р-124-02).
Критерии перехода оборудования в предельное состояние определяются типом оборудования и условиями его эксплуатации. Так, для оборудования, работающего при повышенных температурах, основным критерием работоспособности является длительная прочность. Параметром, определяющим остаточный ресурс оборудования, при этом является степень структурных повреждений материала, определяемая в результате металлографических исследований. Дня сосудов, аппаратов и трубопроводов нефтегазовой промышленности основными критериями перехода в предельное состояние являются: статическая или циклическая прочность; устойчивость несущих металлоконструкций; нарушение герметичности.
Определяющими параметрами в зависимости от критерия предельного состояния и доминирующего механизма повреждения являются: глубина и площадь поверхностного разрушения (износа, эрозии, поверхностной или язвенной коррозии); напряженное состояние материала и его механические характеристики; состояние изоляции; величина переходного сопротивления изоляции; величина и характер прилагаемых нагрузок и др. Разработанные в настоящее время методики оценки остаточного ресурса по различным определяющим параметрам приведены в специальной технической литературе и нормативно-технических документах. Расчетное значение остаточного ресурса используют не только для назначения срока службы оборудования до перехода его в неработоспособное или предельное состояние, но и для установления последующей периодичности технического диагностирования и разработки компенсирующих мероприятий с целью снижения скорости развития доминирующих механизмов повреждений в процессе дальнейшей эксплуатации.
Вместе с тем следует отметить, что в настоящее время из-за недостаточности научных данных остаточный ресурс не может быть определен с требуемой достоверностью в целом ряде случаев: например, при развитии коррозийного растрескивания под напряжением, зернограничного и водородного охрупчивания и т. п. Наиболее часто применяемые методики оценки остаточного ресурса рассмотрены ниже.
12.2. Оценка ресурса при поверхностном разрушении
Оценка остаточного ресурса при поверхностном разрушении локальных участков технологического оборудования производится по наихудшим результатам сплошного измерения утонения стенок этих участков. Случайная составляющая, влияющая на величину ожидаемого остаточного ресурса, минимальна, определяется точностью измерений и в расчетах не учитывается. Расчетный остаточный ресурс в этом случае определяется из выражения
где 
- фактическая толщина стенки элемента, мм; Sр - расчетная минимально допустимая толщина стенки по условию прочности или устойчивости, мм; аср — средняя скорость поверхностной коррозии (эрозии или износа), мм/г:
где Sном - номинальная толщина стенки оборудования по его паспорту, мм; Со - допуск на толщину стенки, мм; Tэ - время от начала эксплуатации до момента измерения Sф, с.
Поверхности технологического оборудования нефтегазовой промышленности достигают большой величины - десятков и сотен квадратных метров, поэтому измерить глубину разрушения на всех участках этих поверхностей практически невозможно. В связи с этим измерение глубин разрушения осуществляют выборочно в местах наибольшего разрушения. В тех случаях, когда такие места легко выявляются и известны причины повышенной скорости разрушения (повышение температуры, скорости или концентрации технологической среды), оценка остаточного ресурса по средней скорости коррозии также оказывается эффективной. Если же условия эксплуатации для всех участков обследуемой поверхности одинаковы, а неравномерность глубины разрушения в различных точках поверхности существенна и при этом невозможно (или нецелесообразно) измерить глубины разрушения на всех участках, измерения осуществляют выборочно.
В общем случае выборочным называют контроль, при котором отношение F/ Fо <1, где F - площадь контролируемой поверхности; Fо - площадь элементарного участка измерения. Достоверность результатов при выборочном контроле зависит от величины отношения F/F0 и степени неравномерности коррозии. Результаты этих измерений подвергают обработке вероятностно-статистическими методами. Аналитическая оценка ресурса с использованием выборочного контроля при поверхностном разрушении, приводящем к утонению стенок оборудования вследствие изнашивания, коррозии или эрозии, выполняется по алгоритму, рекомендованному методическими указаниями «Оценка надежности химического и нефтяного оборудования при поверхностном разрушении» (РД ). Гамма-процентный ресурс рассчитывают по формуле
где Uy — квантиль нормального распределения с заданной вероятностью у; Vт — коэффициент вариации ресурса, определяемый по РД 26-10—87 в зависимости от коэффициента вариации глубин разрушения.
Средний ресурс Tср определяют по формуле
где hпред — предельно допустимая глубина разрушения стенки силового элемента сосуда до достижения расчетной толщины (без суммы прибавок); Кbt — параметр распределения Вейбулла; 
- установленная доля поверхности разрушения на предельно допустимую глубину
hпред, = 5 %.
Предельно допустимая глубина разрушения hпред на дату выполнения оценки ресурса определяется как разница между начальным запасом толщины стенки hнач и средней глубиной разрушения hср, полученной в результате измерений:
Для иллюстрации рассмотренной методики расчета остаточного ресурса по РД рассмотрим пример, приведенный в работе и СБ. Киченко «Сравнение результатов расчета остаточного ресурса резервуара с поверхностными коррозийными дефектами» // Безопасность труда в промышленности. — М., 2001. — № 7. - С. 27-28.
Пример. Требуется определить остаточный ресурс нефтяного резервуара, находившегося в непрерывной эксплуатации (с момента ввода до контроля толщины стенок) пять лет (Тэ = 5) с вероятностью 0,95.
В качестве основного силового элемента, по которому рассчитывается ресурс, принят нижний пояс резервуара. Внутренний диаметр D и высота его нижнего пояса Hп равны соответственно 16 и 2 м. Площадь контролируемой поверхности А ~ 100 м2. Номинальная толщина стенки нижнего пояса SК0М = 10 мм, расчетная толщина, т. е. минимально допустимая, Sр = 6 мм.
При диагностировании нижнего пояса резервуара изнутри была обнаружена его равномерная поверхностная коррозия, явных локальных повреждений металла в виде язв и питтингов не имелось. При измерении толщины стенок нижнего пояса резервуара в 13 точках (в 12 равномерно расположенных на четырех диаметрально противоположных образующих точках, а также в одной дополнительной, произвольно взятой точке) ультразвуковым толщиномером получили следующие результаты: 8,7; 8,8; 8,5; 8,6; 9,0; 8,9; 8,6; 8,4; 8,8; 8,6; 8,0; 8,3 и 8,6 мм.
Диаметр пьезоэлектропреобразователя (ПЭП) ультразвукового толщиномера составляет 8мм, а площадь Fо = 50 мм2.
После обработки соответственно получили: hср = 1,4 мм; hmах = 2 мм; аср = 0,28 мм/г; 
= 0,95; b, = 9,5; Vt = 0,0527. Тогда
В дополнение к рассмотренному примеру следует отметить, что коррозийный процесс отличается нестабильностью интенсивности протекания во времени, его скорость нуждается в уточнении.
12.3. Прогнозирование ресурса при язвенной коррозии
Данный вид коррозии является наиболее труднопредсказуемым и сложным для оценки степени опасности конкретно выявленных дефектов из-за нестабильности своего развития. Иногда коррозийный процесс затормаживается настолько, что язвы практически не растут. Часто развитие язвенного коррозийного дефекта после достижения каких-то определенных размеров значительно затормаживается или вовсе прекращается в плане (по площади) и происходит в дальнейшем только в глубину.
До последнего времени для оценки реальной остаточной прочности объектов с коррозийными язвенными дефектами использовались гидравлические испытания. Вместе с тем хорошо известно, что на объектах, связанных с добычей и транспортировкой газа, содержащего Н2S, а также сернистой нефти, оставшаяся после испытаний вода может послужить основной причиной их последующего интенсивного коррозийного повреждения. Кроме того, возникают дополнительные сложности из-за необходимости использования огромного количества воды для испытаний (например, при заполнении магистральных трубопроводов и нефтехранилищ) и негативных экологических последствий при сбросе загрязненной воды в окружающую среду.
Рис. 12.1. Схема коррозийного повреждения, используемого при анализе прочности по критерию B31G
Гидравлические испытания иногда наносят вред изделию, увеличивая размеры имеющихся микротрещин и снижая рабочий ресурс. В отличие от прошлых лет, когда обнаруженные дефекты удалялись (в трубопроводах путем вырезки «катушек»), такая практика ремонта в настоящее время неприемлема. Это обусловлено тем, что в результате своевременной диагностики количество выявляемых дефектов неизмеримо возросло, при этом далеко не все из них представляют реальную угрозу и их удаление или ремонт не являются обязательными.
Для оценки степени опасности язвенных дефектов в трубопроводах в мировой практике с середины 1980-х годов стал широко применяться расчетный метод, разработанный американскими и канадскими специалистами и известный как критерий ВЗ1G. В России он также начинает применяться и развивается рядом специализированных организаций, в том числе , «Газпром», «Оренбурггазпром», ВНИИГАЗ и др.
Расчетный метод по критерию В31С базируется на малом количестве исходных данных — двух размерах дефекта (протяженности его вдоль оси трубопровода и глубине относительно номинальной толщины стенки) и механической характеристике материала — минимальном пределе текучести.
Исходя из этих параметров рассчитывается критическое сочетание длины и глубины дефекта, которое может привести к разрушению. По данным *, при большей длине (рис. 12.1) вдоль оси трубопровода критический дефект будет иметь меньшую глубину, и наоборот.
На этой основе, зная бtmin можно построить график (рис. 12.2), определяющий по сочетанию длины L и глубины h mах при толщине стенки S критические язвенные дефекты, представляющие
Рис. 12.2. Схема определения критических язвенных дефектов: зона I – дефекты (1 – 5), требующие немедленного устранения; зона II – допустимые дефекты (6 – 8), требующие контроля за их развитием
реальную опасность для данного трубопровода.
Очевидно, что с помощью того же графика можно определять и остаточный ресурс трубопровода. Критерий предельного состояния трубы в данном случае — сочетание глубины и протяженности вдоль оси трубы коррозийного дефекта, отраженное на графике граничной кривой, разбивающей поле графика на две зоны. Предположив, что конкретный дефект затормозил свое развитие в плане (по площади) и растет далее в основном в глубину, для ориентировочной оценки ресурса можно исходить из средней скорости коррозии аср, определяемой из выражения
где hmax - глубина дефекта в зоне максимальных повреждений, мм; Тэ - срок
службы объекта с начала его эксплуатации, г.
Предельно допустимую глубину дефекта (язвы) hпред определяют по графику (см. рис. 12.2) при известной протяженности дефекта вдоль трубы Б.
• См.: , Киченко остаточного ресурса трубопроводов, эксплуатирующихся на объекте предприятия «Оренбурггазпрома // Безопасность труда в промышленности.— М., 2001 — № 3. — С. 30—32.
Тогда остаточный ресурс можно определить из выражения
Например, если для язвенного дефекта 7 (см. рис. 12.2) глубиной 3 мм с протяженностью проекции вдоль оси 135 мм при номинальной толщине стенки трубы 20 мм критическая глубина составляет 7,5 мм, а средняя скорость коррозии на момент обнаружения язвы - 1 мм/г, то определенный в данный момент времени расчетный остаточный ресурс
В связи с тем, что вероятность распределения остаточного ресурса здесь не определялась, ресурс назначают, основываясь на расчетной величине Tост, а также степени ответственности объекта и тяжести возможных последствий при его разрушении. Учитывая нестабильность скорости коррозии, ее желательно уточнить в процессе эксплуатации в пределах назначенного ресурса объекта и на этом основании корректировать величину Тост.
Аналогичная по смыслу методика начинает применяться и в нормативно-технических документах, действующих в России. Так, в РД 12-4«Инструкция по диагностированию технического состояния подземных стальных газопроводов» указывается, что повреждение труб в виде коррозийных язв (питтингов) приводит к неравномерному распределению напряжений в стенке газопровода, увеличивая их в местах наиболее глубоких повреждений. Расчетный остаточный ресурс с учетом размеров язвенной (питтинговой) коррозии и действующих напряжений определяют по формуле
где hпред - критическая (предельная) глубина дефекта при действующем уровне напряжений и наибольшем размере L коррозийной язвы по ее верхней кромке:
где SН0М - начальная (номинальная) толщина стенки трубы, мм; Pф - фактическое рабочее давление в газопроводе, МПа; бт - предел текучести металла трубы, МПа; акt - усредненная скорость роста коррозии, мм/г:
12.4. Прогнозирование ресурса по трещиностойкости и критерию «течь перед разрушением»
Важнейшим фактором, определяющим работоспособность конструкций, является их сопротивлямость воздействию циклических нагрузок. По мере увеличения числа циклов нагружений в металле происходит накопление повреждений в виде образования полос скольжения, скопления дислокаций в зернах и снижения их когезивной прочности, что в последующем приводит к зарождению и развитию микро - и макротрещин.
Помимо числа циклических нагружений процесс накопления повреждений определяется механическими характеристиками материала и уровнем действующих напряжений вне зависимости от их природы: как эксплуатационных, так и остаточных (начальных). Циклические нагрузки могут быть детерминистическими или случайными. Примерами простейших детерминистических нагрузок являются циклы заполнения и опорожнения резервуаров, пульсация давления в трубопроводах и др. К случайным воздействиям можно отнести ветровые нагрузки, нагрузки от атмосферных осадков, сейсмические волны в грунте при землетрясениях и др.
Так, вертикальные цилиндрические резервуары могут находиться под действием пульсационного давления ветра. Для вертикальных цилиндрических резервуаров характерны малые периоды собственных колебаний, находящихся в области спектра пульсаций скорости ветра. Для полых резервуаров диаметром 46 м и высотой 12 м при толщине стенки 15 мм период основного тона (гармоники) собственных колебаний равен 0,03 с, а для заполненных на всю высоту водой - 0,27 с. Для таких сооружений учитывают низкочастотную часть ветрового спектра [14].
Область разрушения при числе циклов нагружения от 103 до 5-105 называется малоцикловой. Она характеризуется тем, что разрушение происходит при числе циклов меньше базового (при котором определяется предел выносливости материала), а напряжения при заданном числе циклов нагружений превышают предел ограниченной выносливости.
В настоящее время используют два основных метода расчета остаточного ресурса при малоцикловых нагрузках: по ГОСТ «Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках»; по известным закономерностям кинетики развития усталостных трещин в соответствии с канонами механики разрушения.
По ГОСТ выполняют (без учета деградации свойств материалов и др.) расчет ресурса, обеспечивающий получение гарантированного запаса. Расчет сводится к определению коэффициента U, который должен быть меньше единицы:
где Ni , [Ni]]— фактическое и допустимое число циклов нагружений при действии напряжений i-го вида.
Допустимое число циклов нагружений [Ni]определяют по кривой усталости соответствующей марки стали в малоцикловой области. Условно считается, что при достижении U = 1 возможно образование трещин в металлоконструкциях и их ресурс исчерпан. На самом деле металлоконструкции до своего разрушения при медленном росте трещин могут работать еще длительное время.
Процесс разрушения конструкций с трещинами является двустадийным. Первая стадия характеризуется стабильным ростом трещин до достижения ими некоторого критического значения. Вторая стадия — лавинообразный рост трещин, приводящий к разрушению конструкции. Соотношение продолжительности этих стадий определяется свойствами конструкционного материала. Для пластичных (вязких) материалов стабильный рост трещины продолжается вплоть до полного разрушения конструкции, при этом в окрестности трещины наблюдаются значительные пластические деформации. Для высокопрочных сталей пластические деформации в зоне трещины минимальны, и ее стабильное развитие прекращается при достижении критического значения.
Наиболее опасная ситуация имеет место при хрупком и квазихрупком разрушении, когда стадия стабильного развития трещины и сопутствующая пластическая деформация резко уменьшаются и происходит лавинообразное разрушение конструкции, характеризуемое минимальной работой разрушения (см. 11.5). Это состояние может возникнуть при эксплуатации оборудования при низких температурах (ниже минимальных температур, разрешенных для данных марок сталей), при деградации механических свойств, сопровождающейся снижением вязкости разрушения (охрупчивания) материала. В механике разрушения (механике трещин) в качестве основного параметра, определяющего трещиностойкость конструкций, используют коэффициент интенсивности напряжений K1 под которым понимается относительный рост максимальных напряжений в вершине трещины. Коэффициент K1, учитывает размер и форму элемента конструкции В, протяженность трещины l и уровень номинальных напряжений бн, т. е.
Процесс разрушения материала под действием циклических напряжений называется усталостью. Закономерности зарождения и роста усталостных трещин рассматривают, используя зависимость ее скорости V = dl/dn от максимального значения kmax или размаха k коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины.
Графическое представление зависимости скорости роста усталостной трещины от параметра разрушения называется кинетической диаграммой усталостного разрушения (КДУР). Типовая КДУР, построенная в логарифмических шкалах по обеим осям, приведена на рис. 12.3. Область развития трещины ограничивается пороговым (kп) значением коэффициента интенсивности напряжений, ниже которого трещина не растет, и критическим коэффициентом интенсивности напряжений Кu, при достижении которого происходит разрушение.
Рис. 12.3. Кинетическая диаграмма усталостного разрушения: А – зона зарождения и начального роста; В – зона непрерывного роста; С – зона приближения к статическому разрушению
В дополнение необходимо отметить, что даже уже возникшие в констукции микроскопические усталостные трещины при определенных условиях могут полностью приостановить свой рост. Например, перераспределением напряжений при пластическом деформировании конструкций, созданием препятствий на пути движения трещины (засверливание, создание зоны термических напряжений) и др.
Полное математическое описание КДУР представляют в виде набора различных уравнений. Средний участок КДУР (зона В), представляющий наибольший интерес для оценки остаточного ресурса, аппроксимируется уравнением
где l - длина трещины; N - число циклов нагружения; С, т — экспериментальные константы материала, зависящие в основном от предела текучести [14]; K - размах коэффициента интенсивности напряжений:
где Ктах, Ктiп — максимальное и минимальное значения коэффициентов интенсивности напряжений в вершине трещины, соответствующие действующим в течение цикла максимальным бmax и минимальным бmin напряжениям:
где у - коэффициент, зависящий от геометрии трещиноподобного дефекта и толщины элемента конструкции, для стального листа с трещиной на краю у = 1,12.
Расчет остаточного числа циклов до разрушения при наличии распространяющихся усталостных трещин выполняют путем интегрирования уравнения скорости роста трещины в пределах ее развития от начальной l0 до критической lК длины.
Заменим 
.
Разделим переменные и проинтегрируем
Условно обозначим 
, тогда интеграл преобразуется к табличному и его решение имеет вид
Данную формулу используют при высокочастотном нагружении и большом числе циклов нагружении при действии сравнительно малых напряжений (обычная усталость), когда усталостные повреждения накапливаются параллельно с повреждениями от ползучести. Сосуды, аппараты и трубопроводы нефтегазовой промышленности в течение своего жизненного цикла испытывают обычно малое число циклов нагружении (от нескольких сотен или тысяч) с медленной скоростью. При этом процесс накопления повреждений, приводящих к последующему разрушению, является в основном следствием ползучести (малоцикловая усталость). Поэтому для условий ползучести и малоцикловой усталости принимают бmin= 0.
Начальную длину l0 можно принять: равной нулю, если объект новый и нет других данных; по данным УЗК или измерительного контроля; равной 1...2,2 мм - размеру трещины, пропускаемому большинством методов НК.
Конечную длину трещины lк, при которой происходит долом конструкции, определяют из условия
отсюда
Критический коэффициент интенсивности напряжений К1с определяют по результатам соответствия испытаний ГОСТ 25.506-85 «Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении».
Пример. Имеется резервуар, работающий под давлением, максимальные напряжения в стенке атах = 300 МПа, критический коэффициент интенсивности напряжений К1с = 100 МПам1/2.
Тогда
Предположим, что в сероводородной среде из-за охрупчивания К1с уменьшился до 50 МПа м1/2. Тогда
Раскрытие трещины, предшествующее полному разрушению, может привести к разгерметизации конструкции, что для технологического оборудования в большинстве случаев является недопустимым. Для обеспечения герметичности необходимо, чтобы длина трещины не превышала толщину стенки конструкции. Условие трещиностойкости по критерию «течь перед разрушением» может быть записано в виде
где S — толщина стенки элемента; пе - коэффициент запаса по критическому размеру дефекта.
12.5. Оценка ресурса по коэрцитивной силе
Согласно представлениям энергетической теории прочности, каждый материал характеризуется своим значением удельной энергии разрушения. При этом считается, что удельная энергия разрушения не зависит от способа подвода энергии. Для оценки остаточного ресурса необходимо знать две величины: предельное значение энергии разрушения для данного материала и текущее значение поглощенной энергии. Одним из таких методов, позволяющих оценить величину поглощенной энергии, является метод оценки по величине коэрцитивной силы, относящийся к магнитному виду неразрушающего контроля. Установлено, что для ряда конструкционных сталей, относящихся к классу разупрочняемых, с увеличением энергии, затраченной на накопление дефектов и повреждений, одновременно растет и коэрцитивная сила, являющаяся энергетической характеристикой. Работы последних лет в области магнитного контроля напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурса металлоконструкций различных объектов позволили установить тесную корреляционную связь (коэффициент корреляции > 0,9) зависимости изменения коэрцитивной силы Нс с механическими свойствами конструкционных сталей (углеродистых СтЗ, Ст20, Ст65, малолегированных 09Г2С, 10ХСНД, 17ПС и др.), с нагруженностью конструкций и накоплением ими повреждений*. Это объясняется единством природы намагничивания металла, упругопластической деформации, накопления повреждений и роста коэрцитивной силы.
Установлено, что запас энергии, затрачиваемой на накопление повреждений и разрушений, и соответствующая величина коэрцитивной силы Нс примерно одинаковы для исследованных марок конструкционных сталей как при статическом, так и при переменном, циклическом (усталостном) нагружении. Этот факт является экспериментальным подтверждением энергетической теории разрушения, позволяющей определить базовые параметры для контроля за состоянием металла магнитным методом по величине коэрцитивной силы. В зависимости от состояния стали различают:
Н0c - исходное значение коэрцитивной силы; в отожженном состоянии Н0с - минимальное для каждой марки стали;
Нст - значение силы, соответствующее уровню внутренних напряжений, равных пределу текучести стали бт;
Нсв - значение силы, соответствующее достижению предела статической прочности стали св;
Hсуст - значение силы, соответствующее достижению предела
усталостной прочности.
Величины коэрцитивной силы для некоторых марок сталей в различных состояниях приведены в табл. 12.1. Порядок измерения коэрцитивной силы и соответствующая аппаратура рассмотрены в 7.7.
Таблица 12.1
Марка стали | Коэрцитивная сила, А/см | |||
Hc0 | HcT | HcВ | Hcуст | |
Ст3 | 2,0 | 5,3 | 6,0 | 5,8 |
09Г2С | 4,0 | 7,8 | 9,5 | 9,5 |
10ХСНД | 5,0 | 11,5 | 14,5 | 13,5 |
20 | 4,5 | 10,5 | 13,5 | 13,0 |
ДС | 5,0…6,0 | 8,0…8,5 | 10,0…11,0 | 9,5…10,5 |
В первом приближении остаточный ресурс может быть оценен отношением Нс/Нвс. При приближении этого отношения к единице остаточный ресурс уменьшается до нуля. Более точно оценить остаточный ресурс можно по номограммам для соответствующей марки стали, приведенным в РД ИКЦ «КРАН» 009-99 «Магнитный контроль напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурса сосудов, работающих под давлением, при проведении экспертизы промышленной безопасности». Так, на рис. 12.4 приведены номограммы для контроля малоцикловой усталости и остаточного ресурса конструкций из сталей ВСтЗсп5, 09Г2С, ДС. По вертикали номограмм откладывается число циклов нагружений N, по горизонтали — максимальное значение коэрцитивной силы металла контролируемого объекта Hсmах, А/см. В качестве примера оценим остаточный ресурс сосудов-воздухосборников I и II, результаты контроля которых приведены на рис. 7.14. В соответствии с номограммой для стали ВСтЗсп5 (см. рис. 12.4) воздухосборник II, максимальное значение коэрцитивной силы в котором составляет Нстах = 5,6 А/см, находится в критическом режиме и его эксплуатация должна быть прекращена. Воздухосборник I с Нсmах = 3,5 А/см может работать и далее без ограничений по рабочим параметрам и остаточному ресурсу.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
