ЭФФЕКТ РАВЕНСТВА ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ ОТ УСТОЙЧИВОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИИ ДО РАЗРУШЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ И ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ СТАЛЕЙ

Проблема оценки остаточного ресурса длительно работающих технических устройств опасных производственных объектов является актуальной для технического диагностирования и экспертизы промышленной безопасности. В настоящее время для этих целей используют комплексные подходы, включающие громоздкие расчетные алгоритмы, анализ результатов неразрушающих и разрушающих испытаний, а также металлографию. Оценка ресурса является трудоемким процессом, не всегда обеспечивающим необходимую точность полученных результатов вследствие суммирования разного рода погрешностей (вычисления, оборудование, человеческий фактор). Полученные механические характеристики не в полной мере могут быть применены к оборудованию, которое эксплуатируется длительное время в условиях повышенных температур, так как были определены при комнатной температуре и при относительно высоких скоростях деформации и являются кратковременными. Получены зависимости, которые интерпритируются переходом от кратковременных механических характеристик, определенных при комнатной температуре, к длительным, которые являются характеристиками жаропрочности и более точно описывают поведение металла в процессе длительной эксплуатации в условиях высоких температур и давлений. Выявлены особенности формирования зон устойчивой локализации деформаций для конструкционных и теплоустойчивых сталей с разной длительной прочностью при кратковременных испытаниях. Установлен эффект различия временных интервалов от начала деформации до ее устойчивой локализации и эффект равенства временных интервалов от устойчивой локализации деформации до разрушения образцов с различной длительной прочностью. С одной стороны, эффект различия может быть использован для оценки длительной прочности металла, с другой, эффект равенства применяется для оценки остаточного ресурса длительно работающего энергооборудования.

1. Rezinskikh V. F.,Grin’E. A. Reliability and safety of thermal power stations in Russia at the present stage: problems and future objectives. ThermalEngineering. 2010;57:1–8.https://doi.org/10.1134/S0040601510010015

2. Клюев В.В. Деградация диагностики безопасности. Москва: Издательский дом «Спектр». 2012:128. EDN: SFDDCN.

3. Багмутов В.П., Белов Е.Г., Божко И.А., Будовских Е.А., Ващук Е.С и др. Структурно-фазовые состояния перспективных металлических материалов: Коллективная моно-графия: под ред. В.Е. Громова. Новокузнецк: Изд-во НПК. 2009:613. EDN: SNBGKB.

4. Березина Т.Г., Бугай Н.В., Трунин И.И. Диагностирование и прогнозирование долго-вечности металла теплоэнергетических установок. Киев: Техника. 1991:118.

5. Зуев Л.Б., Данилов В.И., Баранникова С.А., Плосков Н.А. О природе упругопластического инварианта деформации. Журналтехниче-скойфизики. 2018;88(6):855–859.http://dx.doi.org/10.21883/JTF.2018.06.46016.2542

6. Danilov V.I., Gorbatenko V.V., Zuev L.B. On the kinetics ofmobile Chernov–Luders band fronts.AIP Conference Proceedings.2016;1783:020035.https://doi.org/10.1063/1.4966328

7. Gorbatenko V.V., Danilov V.I., Zuev L.B. Elastoplastic transition in material with sharp yield point.AIP Conference Proceedings.2015;1683:020058. https://doi.org/10.1063/1.4932748

8. Danilov V.I., Orlova D.V., Zuev L.B. On the kinetics of localized plasticity domains emer-gent at the pre-failure stage of deformation process.Materials and Design. 2011;32(3):1554–1558. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2010.09.031

9. Muravev V. V., Lenkov S. V., Tapkov K. A. In-Production Nondestructive Testing of Inter-nal Stresses in Rails Using Acoustoelasticity Method. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2019;55(1):8-14.https://doi.org/10.1134/S1061830919010078

10. Смирнов А.Н., Абабков Н.В., Глинка А.С., Логов А.Б. Акустические и физико-механические показатели теплоустойчивой стали в окрестности трещины. Упрочняющие технологии покрытия. 2011;10:40–45.

11. Murav'ev V.V., Murav'eva O.V., Petrov K.V. Connection between the properties of 0.4Cr steel bar stock and the speed of bulk and ray-leigh waves. Russian Journal of Nondestruc-tive Testing. 2017;53(8):560–567.https://doi.org/10.1134/S1061830917080046

12. Smirnov A.N., Ozhiganov E.A., Danilov V.I., Gorbatenko V.V., Murav'ev V.V.The depend-ence of local deformations and internal stress fields on welding technique for grade VSt3sp structural steel: I. The influence of welding technique on the mechanical characteristics and acoustic emission parameters of grade VSt3sp steel. Russian Journal of Nondestruc-tive Testing. 2015;51(11):705–712.https://doi.org/10.1134/S1061830915110066

13. Zuev L. B. Chernov–Luders and Portevin–Le Chatelier deformations in active deformable media of different nature.Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. 2017;58(2):328–334. https://doi.org/10.1134/S0021894417020171

14. Zuev L. B. Autowave mechanics of plastic flow in solids. Physics of Wave Phenomena. 2012;20(3):166–173. https://doi.org/10.3103/S1541308X12030028

15. Danilov V. I., BarannikovaS. A., Zuev L. B.Localized Strain Autowaves at the Initial Stage of Plastic Flow in Single Crystals. Technical Physics. 2003;48(11):1429–1435.https://doi.org/10.1134/1.1626775

16. Danilov V.I., Gorbatenko V.V., Orlova D.V., Danilova L.V., Smirnov A.N. Luders Defor-mation in Weld Joints. SteelinTranslation. 2018;48(2):87–92. https://doi.org/10.3103/S0967091218020031

17. Иванов Ю.Ф., Лычагин Д.В., Громов В.Е., Целлермаер В.В., Соснин О.В., Коваленко В.В, Коновалов С.В. Мезоскопическая субструктура и электроимпульсное подавление усталостного разрушения. Физическая мезо-механика. 2000;3(1):103–108.

18. KonovalovS., IvanovY., GromovV. Fatigue-induced evolution of AISI 310S steel micro-structure after electron beam treatment.Mate-rials. 2020;13(20):1–13.https://doi.org/10.3390/ma13204567

19. Ababkov N.V. Study of localized deformation zones by nondestructive testing methods in structural and heat-resistant steels. AIPConfer-enceProceedings2020;2315:040001.https://doi.org/10.1063/5.0036641

20. Крутасова Е.И. Надежность металла энергетического оборудования. Москва: Энергоиздат. 1981:237.

21. Куманин В.И., Ковалева Л.А., Алексеев С.В. Долговечность металла в условиях ползучести. Москва: Металлургия. 1988: 224.

22. Бугай Н.В., Шкляров М.И. Неразрушающий контроль металла теплоэнергетических установок. Москва: Энергия. 1978: 177 с.

23. Антикайн П.А., Зыков А.К. Изготовление объектов котлонадзора. Справочное издание. Москва: Металллургия. 1980:328.

24. KovpakV. I. Operational creep of materials for steam pipes and extension of service lives of heat electric power plants. Проблемы прочности. 1998;3:56‒61.

25. Ababkov N., Smirnov A., Danilov V., Zuev L., Popova N., Nikonenko E. Structural-phase state, mechanical properties, acoustic and magnetic characteristics in the sustainable de-formation localization zones of power equip-ment made of structural and heat resistant steels. Metals.2021;11(10):1638.https://doi.org/10.3390/met11101638