Напружено-деформований стан при відновленні об'єктів з корозійними дефектами шляхом заварювання

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/2521-1943.2020.0.211148

Ключові слова:

дефект корозійного походження, ручне-дугове зварювання (MMA), зварювання в середовищі СО2 (MAG), метод скінченних елементів (МСЕ), напружено-деформований стан (НДС)

Анотація

Доведено актуальність проблематики пов’язаної з періодичною діагностикою та ремонтом лінійної ділянки магістральних трубопроводів та доцільність застосування ремонтних технологій для відновлення необхідної товщини стінки. Експериментальна частина роботи полягала у заварюванні корозійного дефекту на зовнішній поверхні труби послідовним наплавлення “ниткових” валиків в середовищі СО2 (MAG) – metal active gas та ручним дуговим (MMA) – manual metal arc способом в три шари, з контурним швом. Наведено результати залишкового напружено-деформованого стану, отримані експериментальним шляхом при заварюванні дефекту корозійного походження, а також – моделювання напружено-деформованого стану (НДС) методом скінченних елементів (МСЕ), який формується при цьому на ділянці труби із сталі 17Г1С діаметром 1420×16 мм. В якості моделі дефекту прийнято заглиблення овальної форми розмірами 100×60 мм і глибиною 6 мм в центральній частині. Проведено аналіз та порівняння розподілу напружень, пластичних деформацій та переміщень для цих способів. Встановлено основні фактори, що впливають на НДС. Показано, що НДС для різних способів зварювання має однаковий характер розподілу, але відрізняється за величиною. Зроблено припущення про взаємозв’язок переміщень зразка при формуванні залишкових напружень у вільному стані та, при наявності жорстких в’язей. Підтверджено доцільність використання MAG способу ремонту стоншеної ділянки магістрального трубопроводу з точки зору формування рівня залишкового НДС. Виявлено ефект пов'язаний з формуванням області з підвищеними значеннями залишкових напружень розтягу після накладання останнього шва кожного шару який пояснюється дією поперечної та повздовжньої усадки металу через взаємодію останнього валика в шарі з боковою стінкою дефекту.

Посилання

  1. M.D Rabkіna, A.O. Perepіchai, І.І Perepіchai “Analіz rezul'tatіv tekhnіchnogo dіagnostuvannya teploobmіnnikіv dlya ranzhuvannya ekspluatatsіinikh defektіv ta otsіnki їkh vplivu na zalishkovii resurs”, Tekhnicheskaya diagnostika i nerazrushayushchii kontrol', no. 2, pp. 50-53, 2017.
  2. V.M. Prokhorenko, O.V. Prokhorenko Napruzhennya ta deformatsії u zvarnikh z’єdnannyakh і konstruktsіyakh, Kyiv, Ukraine: NTUU “KPІ”, 2009.
  3. A.A. Antonov, “Ostatochnye napryazheniya posle remontnoi naplavki trub i ikh regulirovanie”, Territoriya neftegaz, no. 8, pp.70-76, 2014.
  4. V.I. Makhnenko et al., Remont magistral'nykh truboprovodov svarkoi bez vyvoda ikh iz ekspluatatsii , Problemy prochnosti, no. 5, pp. 86-100, 2009.
  5. V.S. But et al., Issledovaniya napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya i prognozirovanie rabotosposobnosti svarnykh soedinenii konstruktivnykh elementov s truboprovodom. Sovershenstvovanie sistem upravleniya i ekspluatatsii magistral'nogo transporta nefti, Sb. nauchn. Tr, Ufa: VNIISPTneft', pp. 189–196,1988.
  6. Marochnik stalei і splavіv/ dostupno za posilannyam: http://www.splav-kharkov.com/mat_start.php
  7. OTU 3-01, “Sosudy i apparaty, obshchie tekhnicheskie usloviya na remont korpusov”.
  8. John A. Goldak Computational welding mechanics. O.: USA, 2005. Pavelic V., Tanbakuchi R., Uyehara A., Myers P. S. “Experimental and computed temperature histories in gas tungsten arc welding of thin plates”, Welding J., Res. Suppl, 48. pp. 295-305, 1969.
  9. A. Tolok et.al., Metod konechnykh elementov: teoriya, algoritmy, realizatsiya. Kyiv, Ukraine.: Nauk. dumka, 2003.
  10. Marochnik elektrodіv / dostupno za posilannyam: http://www.spetselectrode.ru/electrod/1355-A.htm

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-30

Як цитувати

[1]
I. Perepichai, A. Perepichai, і C. Zvorykin, «Напружено-деформований стан при відновленні об’єктів з корозійними дефектами шляхом заварювання», Mech. Adv. Technol., вип. 3(90), с. 120–125, Груд 2020.

Номер

№ 3(90) (2020)

Розділ

Прогресивна техніка і технології машинобудування

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Mechanics and Advanced Technologies

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.