Способ испытаний на прочность соединения внахлестку трубы с трещиной на ее поверхности и накладки Советский патент 1991 года по МПК G01N3/36 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испытаний на усталостную прочность соединений, и служит усовершенствованием изобретения по авт.св. N 1298604.

Цель изобретения - повышение надежности испытаний путем исключения разрушения трубы в месте сопряжения ее с соединением до момента выхода трещины за границы накладки.

На фиг. 1 изображена труба с накладными элементами; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство для реализации способа содержит трубу 1 с дефектом в виде трещины 2, расположенную на трубе 1 накладку 3, покрывающую поверхность трубы 1 с трещиной 2 и приваренную к ней внахлестку

швом 4, и дополнительные накладные элементы 5, которые контактируют с поверхностью трубы 1 и соединением в виде шва 4 и имеют скошенные наружные поверхности 6 по отношению к поверхности трубы 1 под углом 35-45°.

Способ осуществляют следующим образом.

На трубу 1 с приваренной к ней накладкой 3 устанавливают дополнительные накладные элементы 5 так, что они контактируют с поверхностью трубы 1 и поверхностью соединения в виде сварного шва 4 и таким образом ликвидируют геометрический концентратор напряжений по линии сопряжения трубы 1 со сварным швом 4, а скошенные наружные поверхности 6 по отношению к поверхности трубы 1 уменьшают геометО

ел к VJ ю

к

рическую концентрацию напряжений в месте пересечения их с поверхностью трубы 1. Ширину fi дополнительных накладных элементов 5 выбирают по соотношению

3 di fK

L-2D-L1

где L и Li - длины трубы 1 и накладки 3 соответственно;

D - наружный диаметр трубы 1;

дг толщина накладки 3.

В трубе 1 создают циклически изменяющееся внутреннее давление с амплитудой Р, определяемой соотношением

P-Prd+Ј).

где Рг - рабочее давление;

di - толщина трубы.

После распространения трещины 2 за границы накладки 3 давление в трубе 1 снижают до рабочего. Снимают дополнительные накладные элементы 5 и продолжают испытания до разрушения нахлесточного соединения. О прочности соединения внахлестку трубы 1 с трещиной на ее поверхности и накладки 3 судят по времени до его разрушения.

Надежность испытаний обеспечивают исключением разрушения трубы 1 по линии 7 сопряжения ее со швом 4 в течение периода испытания повышенным давлением Р, т.е. по линии геометрического концентратора напряжения, где дополнительно материал трубы охрупчивается при осуществлении термического соединения.

П р и м е р. На трубу 1 (D 520 нм, д- 10 мм) с трещиной вдоль ее образующей и длиной 50 мм, усиленную накладкой 3 с

да Ю мм и Li 200 мм, которая прива к трубе 1 внахлестку, установили ее ь сторон дополнительные накладные элементы 5 толщиной 10 мм и шириной 30 мм.

контактирующие с поверхностью трубы 1 и сварным швом 4. Наружные поверхности элементов 5 ориентированы к поверхности трубы 1 под углом 40°. Для удержания дополнительных элементов 5 на поверхности трубы их сваркой прихватывали к основной накладке 3.

Трубу 1 нагружали водой повторным внутренним давлением с амплитудой 12 МПа с частотой 1 цикл в. минуту. Через 620 циклов нагружения трещина 2 вышла за границы накладки 3, что регистрировалось датчиками акустической эмиссии. После этого нагр.ужение остановили, удалили дополнительные элементы 5, а затем нагружение продолжили при рабочем амплитудном давлении, равном 6 МПа. Разрушение трубы произошло по линии 7 после 510 циклов нагружения со значительной протяженностью разрыва.

Формула изобретения Способ испытаний на прочность соединения внахлестку трубы с трещиной на ее поверхности и накладки по авт.св. № 1298604,

отличающийся тем, что,- с целью повышения надежности испытаний путем исключения разрушения трубы в месте сопряжения ее с соединением до момента выхода трещины за границы накладки, перед испытанием устанавливают дополнительные накладки, контактирующие с поверхностью трубы и соединения и имеющие скошенные наружные поверхности по отношению к поверхности трубы, которые перед уменьшением максимального давления цикла в трубе снимают.

i

//

/

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет испытывать соединения на усталостную прочность. Цель изобретения - повышение надежности испытаний путем исключения разрушения трубы в месте сопряжения ее с соединением до момента выхода трещины за границы накладки. По предложенному способу на трубу с приваренной к ней накладкой, покрывающей трещину, устанавливают дополнительные накладки, контактирующие с поверхностями трубы и соединения сварного шва накладки с трубой, и ликвидируют тем самым концентратор напряжений по линии сопряжения трубы со сварным швом. В трубе создают циклически изменяющееся внутреннее давление, амплитуда которого превышает амплитуду рабочего давления. После распространения трещины за границы накладки давление в трубе снижают до рабочего, дополнительные накладки удаляют, а нагружение продолжают до разрушения соединения. 2 ил.

,г

oS

т:

Фии