186105. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés belső túlnyomásnak kitett szerkezeti elemek, pl. csővezetékek üzemképességét csökkentő maradó alakváltozások megelőzését célzó üzemközbeni felügyeletre
1 186105 2 lás pillanatértékei közötti összefüggés alapján) meghatározó határértékeket és az adatfeldolgozó készülék megfelelő kimeneté(i)t adatrögzítő és/vagy beavatkozó és/vagy riasztó szervek jelbemeneteivel összekötjük. A találmány szerinti eljáráshoz megfelelő berendezés szerkeszthető, mely folyamatos feltágulásmérésre is alkalmazható és melynek alkalmazása megítélésünk szerint jelentősen kiterjeszti az állapotfüggő karbantartási rendszerek körét. A fentiekből következik, hogy a találmány szerinti felügyelő berendezés sokrétűen kapcsolható össze további készülékekkel, berendezésekkel, rendszerekkel, melyek segítségével biztosítjuk a kapott jellemző adatok tetszőleges irányú feldolgozását, a kapott adathalmaz nyilvántartását, osztályozását, válogatását, rendezését, esetleges közvetlen beavatkozásokat, riasztást stb; e kiegészítő eszközöknek, illetve azon rendszereknek, melyekbe a találmány szerinti felügyelő berendezés beilleszthető, a megválasztása, kialakítása már nem tárgya e találmánynak, de ezeknek ilyenértelmű kiépítése és alkalmazása feltételezi a találmány szerinti üzemi felügyelet kialakítását és az általa szolgáltatott adatok alapul vételét. A találmányt részletesebben ábrák segítségével magyarázzuk. Az 1. ábra a nyúlásamplitúdó értelmezésére szolgáló diagramot mutat. A 2. ábra a maradék megengedett ciklusszám meghatározására szolgáló N - dA diagramot mutat. A 3. ábra az ún. monotón repedésérték változását szemlélteti. A 4. ábra a kritikus nyúlásamplitúdó fogalmát szemlélteti. Az 5. ábra a makrorepedések kialakulásának várható ütemét szemlélteti. A 6. és a 7. ábrák a találmány szerinti berendezés előnyös kiviteli alakját szemléltetik vázlatosan. A 8. ábra a dA — r függvénygörbén a riasztást kiváltó AXc érték elérését szemlélteti. Az igénybevételek ismétlését egyes esetekben ciklusszámként jellemezhetjük, más esetekben az egymást követő igénybevételek halmozódásaként. A vizsgálatunk szempontjából hasonló jellegük miatt a ciklusszámot és az igénybevételek számát az ábrákon egyaránt N szimbólummal jelöljük. A találmány szerinti eljárás lépéseinek sorrendje a következő: a) Meghatározzuk a felügyelni kívánt munkatárgyak kritikus helyeit, s ezen helyekre elvégezzük a pontos feszültség analízist véges elemes vagy egyéb módszer alkalmazásával. Meghatározzuk az ébredő stacioner, illetve instacioner feszültségek várható maximális értékeit a feszültségkoncentrációs hatások figyelembevételével. b) Meghatározzuk a kisciklusú fáradásnak kitett kritikus helyeket terhelő nyúlásamplitúdó AX értéket az a) pont szerint kapott adatok alapján. A AX érték fogalmát a Coffin nyomán adott 1. ábra szemlélteti [Coffin, L.: Thermal stress fatigue, Product Engineering, 28, 6. sz., (1957), 175—179. old.]. Az elvi ábra elhanyagolja a Bauschinger-effektust, azaz feltételezi, hogy a húzó, illetve nyomó folyáshatárok azonosak, továbbá, hogy az anyag törvényei az ideálisan rugalmas-képlékeny anyagmodell alapján felírhatók. Az ábrán jelölt szimbólumok a felhívott irodalom alapján értelmezhetők; a mindenkori AX érték, mely a vizsgált hely kialakításától (feszültségkoncentrációs tényezőjétől) és a errcdukáit értékétől függ. c) Felvesszük a vizsgált szerkezeti anyag kisciklusú fáradási görbéjét az üzemviszonyokra jellemző paraméterek figyelembevételével (illetve ezen adatok és a kúszási jellemzők összegyűjtése, korábbi vizsgálatok adatai alapján). d) Összegyűjtjük a vizsgált nyomástartó edényt (elemet, csővezetéket) terhelő, a vizsgálat időpontjáig történt hideg- és melegindításokból, valamint a terhelésváltozásokból eredő nyomás- és hőmérsékletváltozások adatait, valamint a már lefutott üzemórák értékét, s meghatározzuk a vizsgált anyag várható törési ciklusszámát a b) és c) pontok szerint kapott adatok alapján, továbbá meghatározzuk a fáradás és kúszás kombinált hatását figyelembe vevő kimerülési mértéket: E = En + E, azaz: g _ N[)zemi I tuzeini Nrcp. t[Qr ahol az üzemi, rep., illetve tör. indexek az üzemi értéket, illetve a repedést, illetve törést okozó határértéket reprezentálják. e) Meghatározzuk a tervezett üzemvitel várható további jellegének ismeretében a vizsgált szerkezeti elem anyagára vonatkozó „maradék megengedett ciklusszám” értékét. A 2. ábra ennek log—log léptékű elvi karakterisztikáját mutatja, melyen bejelöltük az Nmaradék megengedett * ä mértékadó Üzemi dAp, äZ Nù/cmi, aZ Nm„. megengedett és az N,orfci értékeket, valamint az 50%os törési valószínűséget jelző p» görbét. 0 Meghatározzuk a vizsgált szerkezeti anyag fraktográfiai tulajdonságait a repedésterjedési folyamat mechanizmusának feltárása céljából. Az üzemi igénybevételi szint (a nyúlásamplitúdó érték) csökkenése nagyobb élettartamot és nagyobb kritikus repedésméretet eredményez. A 3. ábra az ún. monotón repedésméretek (Ln, Lr, Ln repedéshossz) értékének változását szemlélteti ad Am (i g = 1, 2, 3) értékek változása függvényében. Az L értékek fraktográfiai vizsgálattal meghatározhatók. g) Meghatározzuk a vizsgált szerkezeti anyag ún. kritikus nyúlásamplitúdó értékét. A kritikus nyúlásamplitúdó (dAc) fogalmát szemlélteti a 4. ábra adott anyagminőség és hőmérséklet esetére. Az ábra a kritikus fáradási Lf repedéshossz és a AX képlékeny nyúlásamplitúdó közötti kapcsolat jellegét mutatja; minél kisebb A A, annál nagyobb az Lf repedéshossz értéke. Megállapítottuk, hogy létezik egy — meghatározott üzemi körülmények között — az anyagra jellemző AXC kritikus nyúlásamplitúdó érték, amely felett a kritikus fáradási Lf. krit. rep. repedéshossz már nem függ AX értékétől. A dAc kritikus nyúlásamplitúdó fizikai értelme szerint ez olyan érték, amely felett a kisciklusú fáradásos törés jellege közelítően megfelel a statikus igénybevétel hatására bekövetkező törés jellegének. AdAc kritikus nyúlásamplitúdó értékének ismeretében lehetőség van az üzemzavaroknak a fraktográfiai vizsgálatok alapján történő elemzésére is. h) A c), 0. g) pontokból nyert adatok alapján ellenőrizzük a stabil repedésterjedési szakaszra jellemző, maximális, megengedett fáradási ciklusszám értékét. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
