Решение задач Дано: № варианта D, м F, кН

Практическая работа №1 – Физические основы неразрушающего контроля и дефектоскопии. Радиография
Решение задач
Дано:

№ варианта	D, м	F, кН	Pm, Па	μ	E, Па	S, м	η	ml	B·l, м^2
6	0,273	10^7	5·10^5	0,24	3·10^11	0,008	0,4	0,02	8·10^-6

Задание 1. Оценка трещиностойкости материалов на стадии зарождения трещины
. кН 4,013;
где F_max – максимальная разрушающая нагрузка при испытании специального образца;
F_m – удельная эксплуатационная нагрузка трубопровода при заданном радиусе R и рабочем давлении Р, определяемая по зависимости
;
29,4 – численный коэффициент, установленный на основании статистической оценки наименьшего значения в серии испытаний плоского образца из труб 1220х12 мм из стали 17Г1С, работающих при давлении 5,5 МПа.
Задание 2. Оценка трещиностойкости материалов на стадии распространения трещины.
Для предотвращения разрушения на стадии распространения трещины основной металл и сварное соединение труб должны удовлетворять следующему условию надежности газопровода:

где а_р(400) – значение работы распространения трещины на единицу длины разрушения при скорости трещины, развитой 400 м/с и определяемой при испытании специальных образцов;
Р_m – максимальное давление в газопроводе;
D – диаметр газопровода;
- коэффициент Пуассона (в упругой области);
Е – модуль нормальной упругости материала;
S – толщина стенки газопровода.


Задание 3. Статическая трещиностойкость труб
Рассматриваются пути прогнозирования конструктивной прочности и долговечности трубопроводов, при наличии в них продольных трещиноподобных дефектов. Прогнозирование осуществляется на основании зависимости, связывающей разрушающие окружные напряжения в стенке трубы с трещиноподобными дефектами в основном металле:

при ;
где а_ТР – относительный предел трещиностойкости металла,

- относительная глубина дефекта:
;
m_l - относительная длина дефекта:
;

• 
  За количественную меру сопротивляемости развитию трещины
  

металла при статическом нагружении применяются предел трещиностойкости I_с и его относительное значение .

2 По значению максимальной разрушающей нагрузки образца F_max с трещиной определяется разрушающее напряжение :

(принять F_max = 6 МПа).
3 Предел трещиностойкости I при относительной глубине вычисляется по формуле
При расчет осуществляется,
4 Разрушающее среднее напряжение в нетто-сечении образца при
5 Степень снижения разрушающих напряжений от наличия трещины в образце оценивается величиной :


свидетельствует о высоком сопротивлении развитию трещины. При этом напряжения в нетто-сечении достигают ; . Чем меньше значение , тем чувствительнее металл к трещиноподобным дефектам и ниже сопротивление развитию трещины.
6 Предел трещиностойкости I_с и параметр () связаны следующей зависимостью:

7 Кривые статической трещиностойкости и определяются по полученным значениями и следующими зависимостями:


Зависимости и позволяет определять предельное статическое номинальное напряжение по формулам
.
8 По полученному значению , согласно зависимостям определяется предельное давление трубы Р с трещиной:
.
9 Допускаемый размер трещины h_g определяется из уравнения
, (3.20)
где К_I - коэффициент интенсивности напряжения для элемента; I_c – предел трещиностойкости, определяемый по формуле
,
где - уровень рабочих напряжений в трубе, .
Зависимости для трубы с поверхностной трещиной в основном металле имеет вид:
. (3.22)
10 При обнаружении трещины в трубопроводе размером меньше допускной эксплуатация разрешается; при - эксплуатация запрещается.