شبيه سازي تاثير عيوب سطحي و آخال ها بر روي رفتار شکست و پيش بيني عمر رشد ترک خستگي در مخازن تحت فشار

توضیحات

چکیده

در اين تحقيق، اثر عيوب سطحي وآخال ها بر عمر خستگي مخازن تحـت فـشار بـه روش المـان محـدود بررسي شده است. اثر آخال هاي هندسي  وناخالصي ها بر افزايش تنش در نقاط مختلـف ازمخـزن تحـت فشار به خصوص در محل اتصال نازل به مخزن بررسي شده وجهت تاثير عيـوب سـطحي، يـک  تـرک اوليه در قسمت بحراني مخزن تحت فشار طراحي و اندازه آن به گونه اي درنظر گرفته شـد کـه از حـد استانه رشد ترک که در مخازن تحت فشارمورد  بررسي 1mmتخمين زده شده بيشتر باشد، سـپس ايـن ترک در چند مرحله در بدترين شرايط تنشي مخزن و با نسبت هاي مختلف عمق ترک به شعاع  مخـزن رشد داده شد ودر هر مرحله توسط تحليل المان محدود ميـزان فـاکتور شـدت تـنش  (SIF) در امتـداد جبهه ترک محاسبه گرديد و رابطه اي کاربردي  جهت تخمـين عمـر باقيمانـده مخـازن تحـت فـشار بـا وجود ترک هاي اوليه بدست آمد. در نهايت بـراي بـالا بـردن ضـريب امنيـت وجلـوگيري از شکـست ناگهاني مخازن در حين سرويس برنامه اي جهت بازرسي هـاي غيـر مخـرب (NDT) در مخـازن تحـت فشار ارائه شده است.و با استفاده از روش تجربی و  اعمال سـيکل هـای متعـدد طـول تـرک بحرانـی در حدود ac = 45 36. mm   بدست می آيد.

 

 

مقدمه

خستگي در قالب يك فرايند جوانه زني ترك و رشد، عامل اصلي براي انهدام و شكست مخـازن تحت فشار است. ترك از سطح صاف از عيوب داخلي تحت   كشش بـه طـور عمـده در شـكل هاي مختلف رشد مي کند. این پديده در مخازن تحت فشاری که در صنعت نفت وگاز استفاده می شوند بسيار دیده میشود و لذا جهت افزايش ميزان امنيت در سيستم هاي نفت و گاز توجه بـه يا ن مسئله از اهميت ويژه اي بر خورداراست. امروزه مطالعه رفتار رشد ترک ها تحـت بارهـاي خستگي و بر اساس قوانين مکانيک شکست الاستيک  (LEFM) ممکن مي باشد وپيش گويي عمر باقيمانده قطعات از اين طريق قابل دسترسي و محاسبه مي باشـد. ايـن مـسئله بـسيار مهـم اسـت کـه بدانيم يک مخزن تحت فشار در حين سرويس آيا هنوز مي تواند مورد استفاده قرار  بگيرد يـا بايـد آن را تعمير و در نهايت تعويض و يا با يک مخزن جديد جايگزين نمود.

 

 

ABSTRACT

In this study, the effect of surface defects and hulls on the fatigue life of pressure vessels under the finite element method has been investigated. The effect of geometric and non-geochemical inclusions on the increase of stress in different parts of the pressure vessel, especially at the nozzle connection point to the reservoir, was investigated and the effect of surface defects, an initial crack on the critical part of the pressure vessel was designed and its size was considered to be From the basal extent of crack growth, which is more than 1mm estimated in pressure vessels, the crack was grown in several stages in the worst tensile conditions of the reservoir with different ratios of crack depth to the reservoir radius. In each step, by analyzing finite element, the factor The intensity of stress (SIF) was calculated along the cracked front and a useful relation for estimating The survival time of the pressure vessels was obtained with the presence of primary cracks. Finally, in order to increase the safety factor and avoidance, a sudden failure of the reservoirs during the service program is provided for non-destructive inspection (NDT) in pressure vessels. Using the experimental method and applying multiple cycles, the critical crack length is about ac = 45 36. mm.

INTRODUCTION

Fatigue, in the form of a germination and growth process, is the main factor for the destruction and destruction of pressure vessels. Leaving the smooth surface of the tensile internal defects mainly grows in different shapes. This phenomenon is very noticeable in the pressure vessels used in the oil and gas industry. Therefore, in order to increase the level of security in oil and gas systems, consideration of this issue is of particular importance. Today, the study of the behavior of cracks under fatigue loads is possible based on the rules of elastic fracture mechanics (LEFM) and the survival of the remaining parts of the parts is accessible and calculated in this way. It is very important to know that a pressure vessel during service can still be used, or should be repaired and eventually replaced or replaced by a new tank.

Year: 2007

Publisher : 11th National Congress of metallurgy of Iran

By : Alireza Zare, Mohammad Rahim Nami

File Information: persian Language/ 13 Page / size: 594 KB

Download tutorial

سال : 1386

ناشر : يازدهمين كنگره ملي مهندسين متالورژی ايران

کاری از : عليرضا زارع ، محمد رحيم نامی

اطلاعات فایل : زبان فارسی / 13 صفحه / حجم : KB 594

آموزش دانلود