Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оценка ресурса элементов трубопроводной обвязки насосно-компрессорных агрегатов с учетом вибрационного воздействия Баширов, Ильдус Вазифович

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Баширов, Ильдус Вазифович. Оценка ресурса элементов трубопроводной обвязки насосно-компрессорных агрегатов с учетом вибрационного воздействия : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.13 / Баширов Ильдус Вазифович; [Место защиты: ГОУВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет"].- Уфа, 2012.- 122 с.: ил. РГБ ОД, 61 13-5/883

Содержание к диссертации

Введение

1 Технологические трубопроводы нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий 7

1.1 Техническое состояние линейных систем трубопроводов 7

1.2 Обеспечение надежности технологических трубопроводов 11

1.3 Источники вибрации трубопроводов 19

1.4 Гигаусталость 26

Выводы по первой главе 30

2 Оборудование и методы исследования влияния циклического воздействия на электромагнитные параметры металла 31

2.1 Выбор и обоснование материала для исследований 31

2.2 Оборудование для проведения испытаний на усталость 32

2.3 Проведение электромагнитных измерений поверхностных характеристик материала 45

2.4 Определение погрешности прямых измерений 48

Выводы по второй главе 51

3 Влияние прикладываемых вынужденных высокочастотных колебаний от одного и двух независимых источников вибрации на частоте собственных колебаний на долговечность трубопроводных систем 52

3.1 Наложение вынужденных колебаний от одного источника вибрации на частоте собственных колебаний объекта 52

3.2 Влияние частоты собственных колебаний образца на его долговечность ...57

3.3 Расчет амплитуды высокочастотных составляющих колебаний 59

3.4 Влияние вибрационных нагрузок на долговечность трубопроводных систем из стали 09Г2С 62

3.5 Влияние комплексного вибрационного воздействия нагрузок на долговечность материала ТО НКА 63

Выводы по третьей главе 70

4 Оценка состояния трубопроводных систем по результатам электромагнитных измерений 71

Выводы по четвертой главе 78

5 Разработка метода оценки остаточного ресурса оборудования по электромагнитным параметрам 79

Выводы по пятой главе 84

Основные результаты и выводы 85

Список сокращений 87

Список использованных источников

Введение к работе

Актуальность работы. Транспортировка углеводородного сырья на нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятиях осуществляется по трубопроводным системам.

Известно, что трубопроводы, связанные с насосно-компрессорным оборудованием, подвержены высокочастотным колебаниям. Небольшая амплитуда изгибных деформаций в сочетании с частотой колебания ротора машины могут вызвать накопление повреждений в материале трубы в гигаусталостной области нагружения.

Отрицательно сказывается на долговечности элементов конструкций многоцикловое низкоамплитудное нагружение с относительно высокими средними напряжениями цикла, способствующими раскрытию малых усталостных трещин.

Такие факторы, как механическая и вибрационная нагрузки, воздействуют на материал оборудования одновременно, что приводит к затруднению прогнозирования ресурса безопасной эксплуатации.

Одним из методов повышения безопасности эксплуатации оборудования является оценка ресурса, которая позволяет предотвратить аварийные ситуации. При наличии циклических нагрузок предельное состояние, как свойство материала, характеризует единая усталостная кривая, для которой во всех областях малоцикловой, многоцикловой и сверхмногоцикловой усталости место зарождения трещины может локализоваться как на поверхности объекта, так и под поверхностным слоем. Следует иметь в виду, что после выхода на поверхность период роста трещины оказывается кратковременным. Основная доля периода роста трещины приходится на тот этап, когда она ещё не стала сквозной и не вышла на поверхность, поэтому осуществить слежение за процессом роста трещины, чтобы реализовать принцип эксплуатации элементов конструкции по принципу безопасного повреждения, с помощью современных средств неразрушающего контроля, ориентированных на выявление сквозных трещин, представляется проблематичным.

В связи с этим, изменения, происходящие в металле, целесообразно оценивать методами и приборами, позволяющими регистрировать параметры поверхности. Поэтому работа, направленная на разработку методов оценки остаточного ресурса трубопроводных систем, подверженных циклическому нагружению и одновременному наложению вынужденных колебаний на резонансной частоте, представляется актуальной. Это отражено и в паспорте специальности 05.02.13 «Машины, агрегаты и процессы», одним из приоритетных направлений которой является разработка методов оценки и прогнозирования ресурса безопасной эксплуатации технических устройств, сложных технических систем, опасных производственных объектов.

Цель диссертационной работы. Разработка метода оценки остаточного ресурса трубопроводных систем, сопряженных с насосно- компрессорным оборудованием и подверженных одновременному воздействию циклических нагрузок в малоцикловой области нагружения и вибрационных нагрузок, на резонансной частоте трубопровода, с учетом результатов измерений электромагнитных характеристик материала. Основные задачи исследований

  1. Разработка многопозиционного устройства, позволяющего проводить усталостные испытания по схеме трехточечного изгиба.

  2. Выявление основных закономерностей влияния вибрационных нагрузок от насосно-компрессорного оборудования на резонансной частоте на сопротивление усталостному разрушению материала трубопроводных систем, а также установление и количественное описание взаимосвязи этих процессов.

  3. Определение зависимости степени затухания электромагнитных волн от частоты приложенных вынужденных колебаний.

  4. Разработка метода определения ресурса безопасной эксплуатации трубопроводных систем, подверженных циклическому нагружению в

малоцикловой области нагружения и одновременному наложению вынужденных колебаний на резонансной частоте трубопроводных систем. Научная новизна

    1. Установлена зависимость влияния приложенных вынужденных колебаний на резонансной частоте образца на долговечность материала, на основе которой получены уравнения кривых усталости при приложении колебаний на резонансной частоте от одного и от двух независимых источников вибрации для стали 20 и стали 09Г2С.

    2. Выявлена взаимосвязь между степенью затухания переходного процесса отклика электромагнитного сигнала и уровнем накопления усталостных повреждений в области упругопластической деформации для сталей 20 и 09Г2С. Установлено, что зависимость относительного значения степени затухания переходного процесса отклика электромагнитного сигнала изменяется по прямолинейному закону в зависимости от количества циклов до разрушения и описывается уравнением: (Yi - исх)/исх=3105 Np.

    Практическая значимость работы

        1. Установленное влияние вынужденных колебаний на усталостную долговечность плоских стальных образцов используется в учебном процессе на кафедре «Технологические машины и оборудование» Уфимского государственного нефтяного технического университета при изучении дисциплины «Разрушение конструкционных материалов в условиях переработки нефти и газа» для подготовки магистров по направлению 151000 Технологические машины и оборудование.

        2. Разработан и утвержден стандарт предприятия ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» «Оценка остаточного ресурса элементов трубопроводной обвязки насосно-компрессорных агрегатов с учетом комплексного вибрационного воздействия по результатам измерения электромагнитных характеристик».

        3. Разработанная методология оценки остаточного ресурса трубопроводных систем насосно-компрессорных агрегатов используется в

        ОАО «Каустик» при выполнении оценки технического состояния оборудования, подверженного комплексному вибрационному воздействию.

        Апробация результатов работы

        Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 61, 62 и 63 научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, Международной научно-технической конференции "Прикладная синергетика - Ш"(г. Уфа, 2012 г.), III Международном научном семинаре "Развитие инновационной инфраструктуры университета"( г. Уфа, 2012 г.).

        Публикации

        Основное содержание диссертации опубликовано в 7 печатных работах, в том числе 3 статьи в научно-технических журналах, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации в соответствии с требованиями ВАК РФ, из которых 2 статьи опубликованы единолично.

        Объем и структура работы

        Обеспечение надежности технологических трубопроводов

        Перечисленные и многие другие причины приводят к отрицательному влиянию на техническое состояние ТТС данных факторов. Это типично для всех ТТС, имеющих длительный срок эксплуатации.

        Таким образом, очевидно, что только надежная информация о техническом, гидравлическом и вибрационном состоянии ТТС позволит принимать достоверные технические решения, направленные на повышение ресурса ТТС.

        При проведении расчетов, связанных с оценкой влияния вибрационных нагрузок на ТТС, используются и другие величины допускаемых критериев, определяющих вибросостояние ТТС. Этапом анализа вибронадежности ТТС технологических установок, а также назначение условий возникновения неисправностей из-за вибрации является выбор этих критериев. В качестве критериев неисправностей в зависимости от условий могут быть выбраны амплитуды колебаний характерных сечений ТТС, виброскорость или виброускорение. Напряжения в упругих силовых элементах также служат критерием [29, 82].

        Механизмы разрушения и появления неисправностей в ТТС технологических установок под действием вибрации весьма разнообразны. Установление факта появления неисправности, или оценка вероятности ее появления, при конкретных условиях работы в общем случае включает рассмотрение следующих основных задач [29, 42, 47, 50, 82, 92]: - изучение свойств конструкции трубопроводной системы, в которой возможно возникновение неисправностей; - определение критериев неисправности; - определение характеристик вибраций, которым подвергаются линейные системы труб.

        Нередко повреждения ТТС при вибрациях связаны с разрушением в местах изгиба трубопроводов. Наибольшее число трещин в трубопроводах наблюдается в местах изгибов, где усталостные явления связаны с искаженной формой поперечного сечения трубопровода. При повышении давления из-за пульсации или технологического цикла установки сечение трубопровода выправляется, приближаясь по форме к окружности. Понижение давления приводит снова к появлению овальности. Наложение на эти деформации напряжений от вибрации ускоряет процесс развития усталостных трещин в трубопроводе [29, 42].

        Распространенным дефектом в трубопроводах транспортных технологических установок является пегерметичность разъемных соединений трубопроводов, которая, как правило, появляется при наличии вибрационных и других циклических нагрузок. Причиной подобных повреждений являются пластические деформации элементов разъемных соединений, особенно если в соединении имеются детали с различными механическими свойствами. Устранение подобных повреждений производится дополнительной затяжкой соединений, которая при неоднократных повторениях приводит к необходимости замены элементов соединений [29].

        Проявление указанных дефектов в трубопроводах прямо или косвенно связано с действием напряжений при вибрациях, поэтому при выборе аналогов для анализа вибрации в подобных случаях необходимо использовать системы с распределенными параметрами с последующим применением в качестве критерия неисправности напряжений или деформаций аналога в виде балки или стержня [29, 47, 50].

        Усталостные разрушения трубопроводов в технологических установках нередко начинают развиваться из-за вибрационного износа в местах закрепления трубопровода. Подобные дефекты встречаются при поперечных колебаниях трубопроводов и пучков труб в теплообменных аппаратах. Развитие трещин начинается от внешней поверхности трубопровода и распространяется по окружности. Трещины встречаются, как правило, вблизи зажимных узлов крепления или в точках соприкосновения трубопровода с дистанционирующими опорами типа «гребенка» [29, 43, 45, 107].

        Неисправности ТТС могут явиться следствием того, что, амплитуда перемещений при вибрациях некоторого элемента конструкции достигнет максимально допустимой величины [82]. Например, неисправность возникнет, если вибрирующий ТТС достигнет такой амплитуды, что придет в соприкосновение с соседними трубопроводами или деталями конструкции установки. В этом случае критерием неисправности является чрезмерно большая величина относительного перемещения трубопроводов и остальной конструкции из-за вибрации. Наблюдение за этим критерием при работе установки позволит не допустить выхода его за установленные пределы [82, 16-19].

        Появление неисправности может еще и не означать, что разрушение в конструкции трубопроводной системы произошло, однако при достижении критерия неисправности допустимой величины нагружение элементов становится недопустимо большим. Известны случаи, когда из-за значительных прогибов основных технологических трубопроводов происходило разрушение связанных с ними импульсных трубок. При этом разрушение происходило по истечении достаточно большого промежутка времени. Поэтому своевременное прекращение увеличенной вибрации по уровню критерия в виде амплитуды вибрации основных трубопроводов могло предотвратить указанные разрушения [42].

        Проведение электромагнитных измерений поверхностных характеристик материала

        Разрушение образца при этом происходит по механизмам аналогичным механизмам разрушения трубопроводных систем компрессоров и насосов. Малоцикловое нагружение определяет периодическое изменение давления в нагнетательной линии, а высокочастотные вынужденные колебания определяют вибрационные нагрузки, возникающие от условий работы компрессоров и насосов[8, 81]. Эксперименты проводились на разрывной динамометрической машины ТОЧПРИБОР ИР 5113-100-11 и сервогидравлической испытательной системе модели Instron 8801 , соответствующие требованиям, указанные в ГОСТ 28840-90. 3-х позиционное устройство устанавливалось в захваты машины для испытаний (7,8). Крепление устройства (6) осуществлялось в нижний захват (8) машины для испытаний, шток (1) крепится к верхнему захвату (7). Шток подвижен относительно корпуса (5) [8, 81]. Контроль усилия и деформации производится при помощи технических средств используемой машины для испытаний.

        Диапазон перемещения траверсы задается необходимой величиной деформации, которая определяется экспериментально и контролируется техническими средствами выбранной машины для проведения испытаний.

        Величина деформации определяет количество циклов до разрушения и определяется следующим образом.

        Из деформационного критерия разрушения образцов по механизмам и законам малоциклового воздействия имеем[62, 81, 108,109] (20(=СЛ "" (2.2) где N - общее число циклов до разрушения; 2са - размах пластической деформации, определяется шириной петли гистерезиса; m и С - коэффициенты, определяющие усталостные свойства. По формуле (2.2) определяем C=(28a)mN. Для этого необходимо экспериментально вывести значения параметров размаха пластической деформации и количества циклов до разрушения.

        Настройка разрывной динамометрической машины ТОЧПРИБОР ИР 5113-100-11 для проведения циклических испытаний по схеме 3-х точечного изгиба Разрывная динамометрическая машина ТОЧПРИБОР ИР 5113-100-11 должна быть настроена, учитывая следующие параметры, чтобы обеспечить правильную и безопасную работу во время циклическое воздействия образцов:

        Диапазон перемещения траверсы разрывной динамометрической машины ТОЧПРИБОР ИР 5113-100-11 контролируется условием: srs0 s2-S. При настройке программного блока необходимо учитывать возможность работы машины только в отнулевом цикле воздействия. И соответственно, необходимо создавать «мнимый» ноль, опуская траверсу на расстояние равное половине деформации. Циклирование с жестким нагружением от нулевого значения на разрывной динамометрической машины ТОЧПРИБОР ИР 5113-100-11 недопустимо, согласно паспорта.

        Знакопеременные испытания проводились в упругопластической области при жестком нагружении с наложением высокочастотных колебаний на ЧСК образца [5-10, 81]. Для того чтобы приложить резонирующие колебания необходимо определить собственную частоту образца. ЧСК определялась при помощи единичного механического удара [5-Ю, 81]. Идентичность полученных данных обеспечивалась одинаковой массой груза, а также постоянной амплитудой колебаний маятника.

        Блок-схема определения ЧСК образца приведена на рисунке 2.7.

        Регистрация сигналов проводилась с использованием микрофона NADY СМ 100 Measurement MIC, с диапазоном частот 20-20000 Гц и чувствительностью -40 дБ, подключенного к ноутбуку (персональному компьютеру), на который проводилась запись. Частота дискретизации записи выбрана 44100 Гц, глубина цифро-аналогового преобразования 16 бит. Обработка записанной информации проводилась, используя программный комплекс Sony Sound Forge или аналогичный. Из сигнала при помощи быстрого Фурье преобразования [8, 15, 51, 60, 81] получали спектр, в котором преобладающими гармониками (модами) являлись моды собственных колебаний образца. Размер дискретизации равен 4096 точек.

        Влияние частоты собственных колебаний образца на его долговечность

        Суммарное повреждение для такого воздействия L выражается уравнением [10, 32, 70, 74, 82]: dy =d{- + d}J+ds В этом случае усталостное повреждение di. от суммарной амплитуды деформирования еа = eaj + е;,2 за один цикл воздействия по теории линейного суммирования выражается[10, 55, 56, 70, 82] a "1 -Nt =Cf . Тогда, согласно вышеприведенного, произвели расчет значений амплитуды колебаний (высокочастотной составляющей).

        Экстремум на графике характерен для 3 и 4 гармоники собственных колебаний образца.

        Роста пластической деформации при многочастотной форме цикла по сравнению с идентичным по величине напряжениями при одночастотной форме цикла связано со снижением сопротивления усталостного деформирования материалов [10, 30-32, 82]. Это снижение- доказывается также экспериментальными данными, приведенными на рисунке 3.5

        Зависимость количества циклов до разрушения от амплитуды высокочастотных колебаний, накладываемых к образцу из стали 20 и относительной деформации =0,22%

        При контроле во время испытаний значения относительной деформации (так называемый, жесткий режим воздействия), наличие данных колебаний и такого способа воздействия уменьшает размах пластической деформации [32].

        Таким образом, результаты экспериментов подтверждают влияние способа и формы воздействия на характеристики знакопеременного деформирования материалов.

        Число циклов до рарушения 1 - образец из стали 20; 2 - образец из стали 09Г2С Рисунок 3.9- Кривые усталости при наложении вынужденных колебаний равной 4-ей гармонике ИСК образца и относительной деформации 0,22% в полулогарифмических координатах Для низколегированной стали 09Г2С исследования проводились при ЧСК 3541Гц, 7020 Гц, 10540 Гц, 14038 Гц, 17610 Гц. Экспериментально был изучен данный эффект для стали 09Г2С при наиболее «существенном» влиянии вынужденных колебаний на ЧСК, т. е. 4 гармоника. Кривые усталости при наложении вынужденных колебаний равной 4-ей гармонике ЧСК образцов из разной стали представлены на рисунке 3.9. Как видно из графика, уравнение кривых усталости для стали 20, може г быть использована также и для стали 09Г2С без дополнительных поправочных коэффициентов.

        Во время эксплуатации ТС НКА воздействуют несколько нагрузок. Причем, вибрационная нагрузка может складываться из нескольких составляющих. Так, например, одновременное воздействие от потока жидкости и влияния от НКА.

        Эксперименты проводились при наложении РЧК двумя независимыми источниками вибрации, при помощи двух акустических датчиков.

        Зависимость количества циклов до разрушения от ЧВК для стали 20 при двухстороннем наложении вынужденных колебаний на ЧСК при относительной деформации е-0,22 В результате была получена зависимость, представленная на рисунке 3.6. Кривые усталости при наложении РЧК двумя независимыми источниками вибрации в полулогарифмических координатах для МЦУ (рисунок 3.11) также показывают бифуркационный переход.

        Полученные уравнения необходимо применять при расчете ТС НКА, т.к. они описывают изменения угла падения в зависимости от числа циклов до разрушения от РЧК, что позволяет оценить механизмы разрушения.

        Механизм поглощения звуковых волн в металлах связан с особенностями структуры данных тел [13]. Структура металла состоят из кристаллов и всевозможных включений и их движение (возникновение свободной энергии из-за внутреннего трения дислокаций в металле), и как следствие деформация свана с возникновением на поверхности звуковых волн [13, 30, 32, 89].

        В связи с этим, полученные результаты можно объяснить тем, что в объеме металла возникает процесс образования пор, что приводит к изменению сигнала различной физической природы [13]. Однако при наложении вынужденных колебаний двумя источниками вибрации возможна также интерференция гармонических волн разных частот. При этом возникает процесс биения. Биения - это изменения амплитуды звука, протекающие с частотой, равной разности первоначальных частот. На рисунке 3.12 представлена осциллограмма биений.

        Осциллограмма биений В связи с этим была построена зависимость амплитуды колебаний при многочастотном нагружении от частоты, равной разности исходных частот для образцов из стали 20 при относительной деформации є=0,22%

        По рисунку 3.8 и 3.13 видно, что число циклов до разрушения зависит от амплитуды колебаний, создаваемых при биении гармонических волн.

        Рост амплитуды в зоне 0,2 - 0,33 на рисунке 3.13 объясняется тем, что в этих точках разность частот, наложенных к образцу на ЧСК равна 3 и 4 моде ЧСК образца. А изменения в области 0,33 - 1 связаны с проведением исследований при разности частот, соответствующие 1 и 2 моде ЧСК.

        Так же как и при наложении вынужденных колебаний на ЧСК одним датчиком вибрации критическими в данных экспериментах являются 3 и 4 мода собственных колебаний образца.

        Однако возникает вопрос о наличии интерференции звуковых волн на реальных объектах. Для изучения данной задачи были проведены исследования по схеме, представленной на рисунке 3.14.

        Измерения вибрационных характеристик осуществлялись виброанализатором «ТОПАЗ-В», который предназначен для измерения и контроля и анализа параметров вибрации промышленных агрегатов, рассчитаны на применение во взрывоопасных зонах.

        На рисунке 3.15 представлены результаты изменения амплитуды вибрации змеевика из трубы 0 159 мм при изменении расстояния между источниками акустических колебаний.

        Разработка метода оценки остаточного ресурса оборудования по электромагнитным параметрам

        ТС НКА в процессе эксплуатации испытывают воздействие разных факторов, что приводит к возникновению и накоплению дефектов, повреждений, и как следствием является причиной снижения надежности и работоспособности [13, 77]. Такие факторы, как механическая и вибрационная нагрузки, повышенные температуры и агрессивные рабочие среды, комплексно на материал системы трубопроводов насосно-компрессорных машин воздействуют, что приводит к «ошибочному» прогнозированию ресурса безопасной эксплуатации системы трубопроводов машинного парка. В связи с этим увеличивается вероятность возникновения аварийных ситуаций при эксплуатации, а характер отказов и повреждений системы трубопроводов насосно-компрессорных машин [13, 77].

        Одним из методов повышения безопасной эксплуатации трубопровода является оценка остаточного ресурса, которая позволяет устранить возможные чрезвычайные ситуации. Техническая литература объясняет прогнозирование ресурса безопасной эксплуатации оборудования, опираясь на равновероятностных методах без комплексного учета фактических данных о механическом, физико-химическом и структурном состоянии машинного парка [13,77].

        Усталостная кривая описывает предельное -.состояние материала, характеризует его свойства. Построение кривой усталости основывается на предположении, что зарождение трещины реализуется под поверхностью. Однако при этом необходимо иметь ввиду, что рост трещины при выходе на поверхность носит формальный характер, так как фактически уже произошло разрушение, а время роста такой трещины достаточно мало [77, 108, 109].

        В связи с этим фактом, возникающие в металле процессы возможно оценивать методами, определяющие поверхностные характеристики. В работах [13, 77] рассмотрен метода оценки остаточного ресурса, основываясь па измерениях электромагнитных параметров, который способен регистрировать накопленные усталостные повреждения, и на основе выявления долговечности материала приближение материала конструкции к предельному состоянию [13, 77].

        Таким образом, актуальной задачей является изучение механизмов накопления усталостных явлений и разрушения, а также оценка ресурса безопасной эксплуатации ТС НКА, для обеспечения и ..повышения надежности работы [77].

        Достижение поставленной задачи возможно только при определении долговечности образцов, учитывая весь механизм разрушения, с параллельным снятием электромагнитных характеристик [13].

        Для оценки дефектов и поверхностных характеристик материала системы трубопроводов использовали электромагнитный метода контроля, с применением основ вихретокового метода контроля основанный на анализе переходного процесса отклика электромагнитного сигнала [13, 77].

        Использование разработанного устройства, которое позволяет нагружать металлические образцы по схеме 3-х точечного изгиба и наложением вынужденных колебаний обеспечивает достоверность полученных результатов, и возможность использования данных на реальных моделях. [5-Ю, 82]. На данной установке образцы подвергались воздействию знакопеременных нагрузок, при значениях относительной деформации, равной 0,22; 0,25; 0,32%. И одновременному комплексному вибрационному нагружению с диапазоном частот от 0 до 20 кГц [5-Ю].

        Измерения электромагнитных параметров металла осуществлялись с использованием универсального программно-аналитического комплекса, включающего в себя Tie Pie SCOPE HS801, которое состоит из анализатора спектра, осциллоскопа, вольтметра, и функционального генератора; персональный компьютер[13, 77].

        Оптимальными параметрами настройки датчика при измерении степени затухания электромагнитного сигнала выбрали, основываясь на результаты полученные авторами [13, 77] и равнялись: частота, задаваемая генератором, 100 Гц, напряжение 1В.

        Значение степени затухания электромагнитного сигнала измерялось со всей поверхности образца датчиком через каждые 500 - 1000 циклов от исходного состояния до разрушения [13, 77, 98]. Важной характеристикой изменения электромагнитной волны к изменению свойств поверхности материала является СЗПГЮЭС [13, 77, 98]. СЗППОЭС физически характеризует время затухания колебательного процесса и вычисляется по формуле [4, 13, 77, 98] где А), - первая амплитуда сигнала в момент времени t,„ A3l - третья амплитуда сигнала в момент времени t3l. Изменение данного параметра позволяет оценить уровень накопленных усталостных повреждений, достижение конструкции предельного сосгояния, и как следствие степень поврежденности материала оборудования.

        Учитывая, что при деформировании образца с одновременным наложением вынужденных акустических колебаний возможно изменение значения отклика электромагнитного сигнала замеры производились при воздействии данных факторов на образец и без воздействий. Результаты представлены на рисунке 4.2. «Г 0 35 і

        Зависимость влияния акустических воздействий на электромагнитные характеристики образцов из стали 20 Погрешность между двумя способами оценки значения степени затухания составляет менее 10%, поэтому при дальнейших исследованиях измерения проводились с наложением вибрационных нагрузок.

        По результатам экспериментов установлено влияние одновременного воздействия знакопеременных и вибрационных нагрузок на электромагнитные свойства материала. Зависимость относительного значения СЗППОЭС от уровня накопленных усталостных повреждений Ni/Np представлена на рисунке 4.3

        Похожие диссертации на Оценка ресурса элементов трубопроводной обвязки насосно-компрессорных агрегатов с учетом вибрационного воздействия