Способ определения предельного состояния материала магистральных газопроводов



Способ определения предельного состояния материала магистральных газопроводов
Способ определения предельного состояния материала магистральных газопроводов
Способ определения предельного состояния материала магистральных газопроводов
Способ определения предельного состояния материала магистральных газопроводов
Способ определения предельного состояния материала магистральных газопроводов
G01N29/07 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Владельцы патента RU 2691751:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (RU)

Использование: для определения предельного состояния материала магистральных газопроводов в процессе эксплуатации. Сущность изобретения заключается в том, что предельное состояние конструкции определяют по отношению ударной вязкости материала конструкции к нормативной ударной вязкости или ударной вязкости, соответствующей хрупкому разрушению материала. Для определения ударной вязкости материала конструкции устанавливают корреляционную зависимость между ударной вязкостью материала образцов в различных структурных состояниях и скоростью звука этих образцов. Измеряют также скорость звука конструкции в исследуемой зоне, по которому и по корреляционной зависимости определяют ударную вязкость материала конструкции. Технический результат: обеспечение возможности исключения необходимости вырезки образцов из конструкции при определении предельного состояния материала магистральных газопроводов. 4 ил.

 

Изобретение относится к диагностике конструкций и может быть использовано при оценке предельного состояния материала конструкций, в частности, магистральных газопроводов в процессе эксплуатации.

При длительной эксплуатации газопроводов вследствие протекания деградационных процессов в материале труб снижается уровень сопротивления материала к хрупкому разрушению, и как следствие, происходит снижение остаточного ресурса работы всей конструкции.

Известны наиболее близкие к предлагаемому патенту аналоги:

1. Известен способ определения остаточного ресурса металла труб, включающий вырезку образцов, проведение механических испытаний, по результатам которых определяют ресурс металла (Патент РФ №2226681, «Способ определения остаточного ресурса металла труб магистрального трубопровода, предназначенных для повторного использования», авторы Будзуляк Б.В., Демаков М.В., Гайдт Д.Д., Кудрявцев В.В., Шайхутдинов А.З., Сметанин Ф.Е., Салюков В.В., Никитюк А.В. опубл. 10.04.2004 г.). Недостатками способа являются необходимость разрушения металла и, соответственно, невозможность определения ресурса на действующем трубопроводе.

2. Известен способ определения остаточного ресурса трубопроводов, включающий дефектоскопию металла труб, измерение твердости поверхности, оценку металлографических структур, вырезку образцов металла, исследование механических свойств, включая испытания на усталость, химического состава, микроструктуры металла на образцах и последующую оценку ресурса металла с учетом коррозионного или эрозионного износа (Патент РФ №2413195, «Способ определения остаточного ресурса трубопроводов», авторы Сандаков В.А., Бакиев А.В. опубл. 27.02.2011 г.).

К недостаткам относят:

1. Сложность реализации способа.

2. Проведение сложных усталостных испытаний, требующих использование точных приборов и испытательных машин.

3. Необходимость вырезки образцов металла из обследуемого трубопровода, что делает невозможным использования данного способа на работающем трубопроводе.

3. Известен способ определения остаточного ресурса конструкции, взятый нами в качестве прототипа, включающий измерение магнито-шумового сигнала металла конструкции, определение значения ударной вязкости по ранее полученной на образцах, подвергнутых различной степени деформационному старению, зависимости и определение остаточного ресурса по отношению полученного значения ударной вязкости к нормативному значению или к значению ударной вязкости, соответствующей хрупкому разрушению материала (Патент РФ 2108560, «Способ определения остаточного ресурса конструкции», авторы Пашков Ю.И., Ситников Л.Л., Ершов В.В., Волков B.C., Демаков М.В., опубл. 10.04.1998 г.).

Недостатками способа являются следующее:

1. Низкая достоверность способа, вследствие того, что, как правило, коэффициент корреляции между ударной вязкостью и остаточным ресурсом металла не превышает 0,5.

2. На полученные значения магнито-шумового сигнала влияют дополнительные факторы: внешние магнитные поля, собственное напряженное состояние металла конструкции и другие, что снижает достоверность способа.

Техническая задача изобретения заключается в возможности диагностирования предельного состояния материала магистрального газопровода в процессе эксплуатации без вырезки образцов.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе определения предельного состояния материала конструкции, заключающегося в том, что определяют ударную вязкость материала конструкции и судят по ней о предельном состоянии материала конструкции, отличающийся тем, что на образцах, изготовленных из того же, что и исследуемая конструкция, материала, в различных структурных состояниях, определяют ударную вязкость и измеряют скорость звука, устанавливают корреляционную зависимость между ударной вязкостью и скоростью звука, измеряют скорость звука конструкции в исследуемой зоне, по этому значению и корреляционной зависимости определяют ударную вязкость материала конструкции и по отношению к нормативной ударной вязкости или ударной вязкости, соответствующей хрупкому разрушению материала, судят о предельном состоянии материала конструкции.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых представлены корреляционные зависимости величин ударной вязкости и скорости звука для низколегированной стали 09Г2С, а также предельные значения этих величин (фиг. 3, 4).

Для построения корреляционной зависимости между величинами ударной вязкости и скорости звука материала, вырезаются образцы из труб магистрального газопровода одной партии и одного проката: 1 образец из аварийного запаса; 2 образец из трубы после длительной эксплуатации, один из которых подвергают термическому старению для достижения предельного состояния. С помощью измерителя скорости акустических волн измеряют величину скорости звука на каждом образце. После, из тех же образцов изготовляют образцы по ГОСТ 9454-78 и испытывают их на ударный изгиб.

Представленные экспериментальные данные (Фиг. 1, 2) свидетельствуют, что с увеличением срока эксплуатации и дополнительного искусственного старения, происходит снижение, как ударной вязкости, так и значения скорости звука аналогичной закономерностью.

С увеличением срока эксплуатации и старения материала, излом в образце переходит из вязкого в квази-хрупкий, а при достижении предельного состояния становится полностью кристаллическим, что свидетельствует о хрупком разрушении. Значение ударной вязкости (ан), когда в образце обнаруживается 100%-ный кристаллический излом, принимается за предельное состояние, и дальнейшая эксплуатация конструкции с такими свойствами становится опасной. Данный подход к оценке предельного состояния конструкции относится к ситуации, когда в нормативных актах (документах) отсутствуют нормативные требования по показателю ударной вязкости. Если задается нормативная величина ударной вязкости (ан) оценка предельного состояния материала, проводится относительно этой характеристики.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить оперативность сбора информации параметров надежности конструкции, снизить трудоемкость диагностирования предельного состояния материала конструкции. С экономической стороны, значительно снизить материальные затраты на ведение планово-предупредительных ремонтов магистральных газопроводов и других конструкций.

Способ определения предельного состояния материала конструкции, заключающийся в том, что определяют ударную вязкость материала конструкции и судят по ней о предельном состоянии материала конструкции, отличающийся тем, что на образцах, изготовленных из того же, что и исследуемая конструкция, материала, в различных структурных состояниях определяют ударную вязкость и измеряют скорость звука, устанавливают корреляционную зависимость между ударной вязкостью и скоростью звука, измеряют скорость звука конструкции в исследуемой зоне, по этому значению и корреляционной зависимости определяют ударную вязкость материала конструкции и по отношению к нормативной ударной вязкости или ударной вязкости, соответствующей хрупкому разрушению материала, судят о предельном состоянии материала конструкции.



 

Похожие патенты:

Заявляемые технические решения относятся к области техники и технологий исследования процессов баллистики метаемых тел на всех этапах баллистического цикла, а именно: на этапе внутренней баллистики, в процессах разгона метаемого тела внутри ствола от казенной его части до дульного среза; на этапе промежуточной и внешней баллистики, в процессах движения тел до мишени и на этапе терминальной (конечной) баллистики, при действии тела по объекту или исследуемой среде.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки физических свойств конструкции дорожного покрытия. Устройство содержит нагрузочную плиту, приспособленную для удара об испытуемую поверхность, средство передачи усилия, приспособленное для передачи усилия к нагрузочной плите, амортизирующее средство и груз, приспособленный для удара указанного средства передачи усилия посредством указанного амортизирующего средства.

Изобретение относится к области строительства, а именно для определения с помощью механических испытаний на ударную вязкость пригодности элементов конструкций, изготовленных из тонколистового проката толщиной от 0,4 до 2,9 мм, для применения в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях, где расчетная температура достигает минус 65°C.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд содержит стол для закрепления объекта испытаний (ОИ), установленный в центральной части связанного с основанием упругого элемента, средство создания ударной нагрузки в виде падающего груза.

Изобретения относятся к исследованию материалов путем определения их физических свойств и могут быть использованы для статического и динамического сжатия образцов горных пород и определения совокупности физических величин, характеризующих начальную стадию процесса их разрушения, например спектра упругих колебаний от образования микротрещин.

Изобретение относится к материаловедению, а именно к способам исследования образцов металлических материалов путем приложения к ним динамической (ударной) кратковременной нагрузки, и может быть использовано для определения вязкости металлических материалов.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний на ударные воздействия различных приборов и оборудования. Стенд состоит из силового каркаса в виде прямоугольной рамы на ножках с продольными направляющими для установки через амортизаторы подпружиненной платформы, выполненной в виде резонансной плиты, поперечная собственная частота которой соответствует частоте перехода на требуемом ударном спектре ускорений, и рамы для крепления маятника с бойком, состоящим из стержня с профилированным торцом и резьбой, для установки и фиксации дополнительных грузов.

Изобретение относится к области научно-исследовательских методов, применяемых при выявлении причин разрушения изделий, а также используемых при изучении свойств твердых тел и механизмов их разрушения, и может быть использовано в химической, нефтехимической, энергетической, машиностроительной и металлургической промышленности, на объектах транспорта для контроля качества и оценки работоспособности материалов, при прогнозировании эксплуатационной надежности изготовленных из них деталей и узлов машин производственного назначения.

Изобретение относится к определению механических свойств металла, а именно к способам разделения ударной вязкости на работу зарождения и работу распространения трещины при испытании на ударный изгиб, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения параметров удара о преграду зерен алмазно-абразивных порошков, имеющих неправильные геометрические формы.

Предложен способ и измерительное устройство для определения параметров качества газа, в котором газ или газовая смесь протекает как через ультразвуковой расходомер (4), так и через микротермический датчик (7), и первый используют для определения скорости звука и течения, а с помощью второго определяют теплопроводность и теплоемкость газа или газовой смеси.

Использование: для возбуждения акустических колебаний в компактных, дискретных, влагонасыщенных и жидких средах. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют термоциклическую обработку акустических волноводов в теплообменниках с помощью нагретой и охлажденной жидкости, при этом жидкость может быть представлена в виде суспензии с материалом гранул твердого теплоносителя со средним размером менее 0,5 мм, который подбирают схожим или инертным по химическому составу с материалом акустического волновода, но близким к нему по плотности.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Прибор содержит процессорный блок (ПБ) 10 с узлом определения полного и остаточного ресурса (УОР) 17 и с клеммными разъемами (КР) 11, 12 для подключения выносного ферритометрического наконечника (ВФН) 20 и выносного ультразвукового толщиномера (ВУЗТ) 30, клавиатуру 40 для ввода необходимых дополнительных величин, а также данных необходимых измерений штатными измерительными средствами электростанции и дисплей 50 для визуализации выходных данных.

Изобретение относится к исследованию низкотемпературных свойств нефтепродуктов путем пропускания через них ультразвуковых волн и может быть использовано для экспрессного контроля температуры застывания и текучести в аналитических лабораториях нефтехимических предприятий, университетов и научно-исследовательских центров.

Использование: для диагностики качества лазерного сварного шва, выполненного между двумя деталями из пластика. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют следующие этапы: а) измерение совокупности значений ослаблений ультразвука, характеризующих указанный лазерный сварной шов, посредством перемещения ультразвукового датчика вдоль указанного лазерного сварного шва; b) вычисление взвешенной ширины Lp указанного лазерного сварного шва на основании картины, отображающей совокупность значений ослабления ультразвука; c) сравнение указанной взвешенной ширины Lp с заранее определенной пороговой взвешенной шириной Ls, при этом сварной шов считается приемлемым, если значение Lp превышает или равно Ls.

Использование: для обнаружения и классификации сигнала в системах контроля. Сущность изобретения заключается в том, что обнаружение и классификация сигнала основаны на механизме обнаружения сигнала с использованием метода накопления и определения характеристик случайного сигнала, при этом сигнал после каждой итерации измеряется с помощью идентификационного тестера, получаемые оценки идентификационного параметра сравниваются с некоторым наперед заданным пороговым значением, при достижении которого итерации прекращаются.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам ультразвуковой диагностики. Ультразвуковая система диагностики с временной компенсацией усиления (TGC) ультразвуковых эхо-сигналов содержит панель управления ультразвуковой системы и множество средств управления TGC, расположенных на панели управления ультразвуковой системы и сконфигурированных с возможностью установки в номинальное положение или регулировки в другие положения для управления временной компенсацией усиления, множество подсвечивающих устройств, каждое из которых расположено на одном из средств управления TGC.

Изобретение относится к средствам проверки ценного документа заданного типа ценного документа. Технический результат заключается в повышении надежности проверки ценных документов на наличие по меньшей мере одной нерегулярности по меньшей мере одного заданного типа, например нерегулярности в форме по меньшей мере одного налипания, преимущественным образом клейкой ленты, и/или по меньшей мере одной складки и/или удаления материала.

Использование: для контроля физико-технических параметров керамических изделий. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют сканирование ультразвуковой волной изделия, регистрацию отраженных сигналов, измерение времени их распространения до изделия, измерение геометрических размеров эталонного изделия с известной плотностью и изделия контроля.

Использование: для поверки ультразвукового дефектоскопа. Сущность изобретения заключается в том, что проверку каждого из пьезоэлектрических ультразвуковых датчиков ультразвукового дефектоскопа осуществляют с использованием приспособления, выполненного со сквозной цилиндрической полостью, при этом в сквозную цилиндрическую полость устанавливают меру и пьезоэлектрический ультразвуковой датчик с обеспечением их фиксации в приспособлении, заполняют жидкостью пространство между линзой пьезоэлектрического ультразвукового датчиком и мерой и осуществляют проверку работоспособности пьезоэлектрического ультразвукового датчика.

Использование: для определения предельного состояния материала магистральных газопроводов в процессе эксплуатации. Сущность изобретения заключается в том, что предельное состояние конструкции определяют по отношению ударной вязкости материала конструкции к нормативной ударной вязкости или ударной вязкости, соответствующей хрупкому разрушению материала. Для определения ударной вязкости материала конструкции устанавливают корреляционную зависимость между ударной вязкостью материала образцов в различных структурных состояниях и скоростью звука этих образцов. Измеряют также скорость звука конструкции в исследуемой зоне, по которому и по корреляционной зависимости определяют ударную вязкость материала конструкции. Технический результат: обеспечение возможности исключения необходимости вырезки образцов из конструкции при определении предельного состояния материала магистральных газопроводов. 4 ил.

Наверх