Зразок для дослідження напружено-деформованого стану трубопроводів з локальним стоншенням

Винахід відноситься до галузі атомної енергетики та призначений для вивчення напружено-деформованого стану (НДС) трубопроводів другого контуру АЕС з реакторними установками типу ВВЕР-440 та ВВЕР-1000 (усіх серій та видів) з урахуванням локальних стоншенням стінки трубопроводу. Як прототип розглядається зразок для проведення досліджень по визначенню допустимих товщин елементів трубопроводу підданих ерозійно-корозійному спрацюванню на паропроводах та трубопроводах живильної води [1]. Зразок, конструкція якого, включає циліндричну (робочу) частину та приварені до торців циліндра два плоских днища, одне з яких має два штуцери, для подачі у середину зразка робочого середовища та приєднання манометра. Локальне стоншення реального трубопроводу моделюється вирізом прямокутної форми в стінці циліндра. Недоліки такого моделювання локального стоншення реального трубопроводу полягають у тому, що таке моделювання не враховує дійсні форми стоншенням, які виникають при експлуатації трубопроводів. В реальних умовах роботи трубопроводу такі дефекти мають форми еліпса та півеліпса [1]. Ширина та довжина еліпса і півеліпса можуть приймати довільні значення. Використання циліндричних зразків з стоншенням стінки у вигляді вирізу прямокутної форми не дає можливості отримати достовірну інформацію про напруженодеформований стан ділянки трубопроводу з локальним стоншенням у вигляді еліпса або півеліпса, що в свою чергу призводить до не вірного визначення та прогнозування залишкового ресурсу трубопроводу. В основу винаходу покладена задача вдосконалення проведення випробувань при визначенні напруженодеформованого стану трубопроводу з урахуванням локального стоншення стінки завдяки максимальному врахуванню форми локального дефекту при його моделюванні (тобто дефект виконано у вигляді вирізу, що має форму еліпса або півеліпса), що дозволяє підвищити точність випробувань та кількість факторів, які враховуються. Такий підхід дозволить уникнути отримання не вірних результатів при визначенні та прогнозуванні залишкового ресурсу трубопроводу. Поставлена задача вирішується тим, що в зразку для дослідження напружено-деформованого стану трубопроводів з локальним стоншенням, що містить циліндричну частину з щонайменше одним локальним стоншенням стінки циліндра та приварені до торців циліндра два плоских днища, одне з яких має щонайменше два штуцери, для подачі усередину зразка робочого середовища та приєднання манометра, новим є те що локальні стоншення виконані у вигляді вирізу, що має форму еліпса або півеліпса в стінці циліндра. Форма та розміри днища повинні обиратися таким чином, щоб забезпечувати руйнування зразку у зоні локального стоншення. На кресленні наведено загальний вигляд зразка з двома розрізами зони локального стоншення стінки циліндра. Як приклад, зона локального стоншення виконана у вигляді вирізу у формі еліпса в стінці циліндра. Зразок містить штуцер для подачі усередину зразка робочого середовища (1), штуцер для приєднання манометра (2), приварене плоске днище, яке має два штуцери (3), приварене плоске днище, яке не містить штуцерів та отворів (4), циліндричну (робочу) частину (5), зону локального стоншення, яка виконана у вигляді вирізу, що має форму еліпса (6). Принцип дії: через штуцер (1) за допомогою насосу, який утворює тиск, подається робоче середовище (наприклад, вода). Тиск, який утворюється в циліндрі вимірюється за допомогою манометра, який встановлено на штуцері (2). Кінцевою метою є доведення зразку до руйнування під дією внутрішнього тиску та вимірювання значення тиску в момент руйнування зразку. Завдяки використанню вирізу в стінці циліндра у формі еліпса або півеліпса точність отриманих результатів значно підвищується. Джерела інформації: 1. "Разработка нормативно-технического документа по определению допустимых толщин элементов трубопроводов подверженных эрозионно-коррозионному износу на паропроводах и трубопроводах питательной воды (Заключительный отчет)". Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, г. Киев, 1997 год, 86стр.