Расчет усталостного повреждения в процессе эксплуатации
В.1 Общие положения
В данном приложении приведено описание метода расчета повреждения элементов котла, в процессе его эксплуатации, вследствие малоцикловой усталости. Данный метод основан на измеренных значениях температуры, перепадов температур, давлении, деформации, перемещений и т.д., таких значений, из которых действующее напряжение может быть определено.
Для выполнения данного расчета необходимо применять компьютеризованную систему протоколирования данных.
В.2 Условные обозначения и сокращения
В дополнение к условным обозначениям, приведенным в таблице 4-1 ГОСТ Р ЕН 12952-1, должны применяться условные обозначения и сокращения, приведенные в таблице В.1.
Таблица В.1 - Условные обозначения и сокращения
Условное обозначение | Описание | Единица |
Деформация | - | |
Напряжение | Н/мм | |
, , … | Последовательные значения | Н/мм |
Относительное экстремальное значение напряжений (максимальные или минимальные) | -"- | |
, | Последовательные значения (должны чередоваться максимумы и минимумы) | -"- |
Верхний предел диапазона напряжений, который не вызывает усталостного повреждения (диапазон напряжения ниже предела упругости 190 Н/мм, зависит от материала и температуры) | -"- | |
ЛЗ | Логическое значение: | - |
Коэффициент концентрации напряжений на кромке, расположенной вдоль оси цилиндра | - |
В.3 Расчет напряжения вследствие усталости
В.3.1 Общие положения
Усталость - это процесс постепенного накопления повреждений материала, которое происходит под действием переменных напряжений. Поэтому действительное напряжение в точках наибольшего нагружения элементов котла, где, теоретически, может иметь место усталость, должно подсчитываться постоянно через короткие промежутки времени (например, с интервалом 1 мин), исходя из измеренных значений давления , перепадов температур и т.д., таким образом, чтобы относительные максимальные и минимальные величины могли бы быть определены с достаточной точностью.
В.3.2 Элементы цилиндрической и сферической формы
По аналогии с пунктом 13.4 ГОСТ Р 55682.3**, действительное напряжение на внутренней кромке отверстия цилиндрического элемента составляет:
- для кромки, расположенной вдоль оси цилиндра
, (В.1)
- для кромки, расположенной поперек оси цилиндра, и для обеих кромок сферы:
. (B.2)
Примечание - Перепад температур стенки - отрицательный при возрастании , определение дано в пункте 13.2 ГОСТ Р 55682.3.
В.3.3 Другие геометрические формы
Расчет напряжений должен выполняться в соответствии с ГОСТ Р 55682.3 и приложения В, с учетом влияния факторов наличия надрезов, выполненных ранее.
В.4 Определение экстремальных значений напряжений
В.4.1 Общие положения
Повреждение от малоцикловой усталости, которое, вычисляемое в соответствии с настоящим приложением, не зависит от времени выдержки, в течение которого действуют напряжения, или от времени между экстремальными значениями напряжения. Эти показатели (продолжительности временных интервалов) могут не приниматься во внимание. Таким образом, для данного расчета достаточно определить и сохранить в памяти только относительные экстремальные значения эквивалентного напряжения в их хронологической последовательности. Это очень эффективный способ предварительной обработки данных. Если этот способ предварительной обработки данных будет применяться, то необходимо вычислять напряжения по оперативным данным, в соответствии с измеренными значениями. После каждого измерения и расчета напряжения, экстремальное значение может быть получено из последних трех значений , , , где предпоследнее значение было относительным экстремальным. Если логические значения (логика Булля)
( и ) или ( и ) (В.3)