Довговічність матеріалів кріогенних конструкцій
Анотація
Світова статистика свідчить, що основна частка руйнувань в інженерній практиці відбувається через утому конструкцій і матеріалів. Тому проблема втоми є однією з найбільш актуальних науково-технічних завдань сучасності, вирішення якої потребує додаткових комплексних експериментальних і теоретичних досліджень. Серед відповідальних конструкцій і об'єктів низькотемпературного призначення широкого поширення набули зварні великогабаритні ємності і резервуари, що перебувають під тиском при температурах від 293 до 4,2 К. Такі будівельні конструкції, працюють в умовах циклічного від нульового розтягування, що повторюється з низькою частотою. Такі умови навантаження виникають при експлуатації посудин для транспортування і зберігання зріджених газів (кисню, азоту, водню, гелію), кріогенних трубопроводів, посудин високого тиску, кріогенераторов і т.п. Тому завдання оцінки несучої здатності і довговічності в умовах впливу циклічних навантажень в широкому діапазоні температур має надзвичайно важливе значення. У роботі наводяться результати експериментальних досліджень впливу глибокого охолодження на малоциклічна втому і циклічну повзучість нержавіючої конструкційної сталі 03Х20Н16АГ6 в умовах пульсуючого циклу зміни зовнішнього навантаження з частотою 0,033 с-1 (2 цикл/хв) на повітрі і в середовищах рідких холодоагентів (азоту і гелію) при температурах 293, 77 і 4,2 К відповідно. Результати експериментальних досліджень підтвердили той факт, що в інтервалі температур 293 – 77 К на кривих циклічної повзучості стадія прискореної повзучості вельми обмежена по довговічності, або взагалі відсутня, тому можна з упевненістю сказати, що число циклів до руйнування стали 03Х20Н16АГ6 в малоциклової області буде визначатися її здатністью чинити опір деформації на сталій стадії
Посилання
[2]. Larichkin A.Yu., Kornev V.M., Demeshkin A.G. (2016). Changes in Plasticity Zones and Damage Accumulation with Crack Growth at Low-cycle Loading of Quasi-Brittle Materials. Physical mesomechanics. 19(4), 38-48
[3]. Troshchenko V.T., Lebedev A.A., Strizhalo V.A. and others (2000). Mechanical behaviour of materials at various types of loading. Kiev: Logos
[4]. Kornev V.M. (2018). Embrittlement of Steel Structure Material at Low Temperatures and Catastrophic Failure. Physical mesomechanics. 21(2), 45-55
[5]. Suzuki N. (2000). Low-Cycle Fatigue Characteristics of Precipitation-Hardened Superalloys at Cryogenic Temperatures, Journal of Testing and Evaluation, 28(4), 257-266. https://doi.org/10.1520/JTE12103J
[6]. Nip K.H., Gardner L., Davies C.M. & Elghazouli A.Y. (2010). Extremely low cycle fatigue tests on structural carbon steel and stainless steel. Journal of Constructional Steel Research, 66, 96-110.
doi.org/10.1016/j.jcsr.2009.08.004
[7]. Klyavin O.V. (1987). Physics of Plasticity of Crystals at Helium Temperatures. Moscow: Nauka
[8]. Troshchenko V.T. (2005). Spread Fatigue Failure of Metals and Alloys: Inelasticity, Research Methods and Results. Problems of Strength, 4, 5-33.
[9]. Sosnovsky L.A. & Makhutov N.A. (2005). General approach to assessing failure intensity during cyclic deformation, friction and complex loading, Factory Laboratory. Diagnostics of Materials, 71(2), 38-48
[10]. Tatarchenko H.O., Medved I.I. & Biloshytska N.I. (2019). Cyclic creep of 03H13AG19 structural steel during deep freezing. Visnik of V.Dahl EUNU, 7, 80-82
[11]. Weißgraeber P., Leguillon D. & Becker W. (2016). A review of finite fracture mechanics: Crack initiation at singular and non-singular stress raisers. Archive of Applied Mechanics, 86(1-2), 375-401
doi.org/10.1007/s00419-015-1091-7
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
