Відділ нових конструктивних форм зварних споруд та конструкцій

1. Методика оцінки залишкового ресурсу зварних конструкцій, що працюють в умовах статичного і динамічного навантаження.

Короткий опис:

На основі теоретичного та експериментального аналізу напружено-деформованого стану пошкоджених зон конструкції розроблені методи розрахунку на статичну міцність і малоциклову втому трубопроводів і посудин тиску з об’ємними корозійно-ерозійними дефектами. Обчислення, що виконуються за даною методикою, становлять основу для оцінки стадій розвитку дефектів і відповідно оптимізації ремонтно-відновлювальних робіт.

Призначення і області застосування:

Оцінка залишкового ресурсу зварних з’єднань трубопроводів і їх елементів в системах ТЕЦ і АЕС, які схильні до інтенсивного локального корозійно-еррозіонному зносу, а також до об’єктів нафтохімічної промисловості, включаючи зміївики печей, технологічні трубопроводи, теплообмінники, реактори і ін. Конструкції, які відчувають вплив водородсодержащих середовищ

2. Розрахунковий метод визначення залишкового ресурсу зварних конструкцій з урахуванням їх дійсного напружено-деформованого стану та деградації механічних властивостей матеріалу і зварних з’єднань.

Короткий опис:

Розроблено метод визначення залишкового ресурсу зварних конструкцій з урахуванням їх дійсного напружено-деформаційного стану і деградації механічних властивостей матеріалу після тривалої експлуатації (20-25 років). Він включє дані практичної діагностики про характерні експлуатаційні дефекти, структурні зміни конструкційних матеріалів і деградації їх службових властивостей в процесі тривалої експлуатації, а також теоретичні та експериментальні результати оцінки міцності, тріщиностійкості та залишкового ресурсу конструкцій з експлуатаційними ушкодженнями. Результати підкріплені металографічними дослідженнями і міцності випробуваннями і складають основу рекомендацій щодо продовження залишкового ресурсу і підвищення надійності відповідальних зварних конструкцій в умовах статичного і циклічного навантаження, дії підвищених температур і агресивних водородосодержащих середовищ.

Призначення і області застосування:

Оцінка залишкового ресурсу зварних конструкцій на підприємствах енергетичної та нафтохімічної галузей промисловості.

3. Метод визначення граничних значень ударної в’язкості на основі розвитку фізичних і кореляційних зв’язків між критеріями тріщиностійкості і міцності механічними характеристиками.

Короткий опис:

Основна увага приділяється нейтралізації наслідків термомеханічного циклу зварювання, що представляє певну небезпеку для працездатності конструкцій. Узагальнено та розвинуто уявлення про зв’язки між критеріями тріщиностійкості і значеннями ударної в’язкості конструкційних матеріалів з урахуванням впливу деформаційного старіння металу в зонах концентрації термопластичних деформацій і залишкової напруженості.

Призначення і області застосування:

Підвищення надійності безпечної експлуатації зварних конструкцій різного призначення на стадії їх проектування та виготовлення. Підвищення розрахункового терміну служби зварних конструкцій при їх технічному діагностуванні.

4. Коерциметричний метод діагностики конструкцій тривалої експлуатації

Короткий опис:

У відділі 12 ІЕЗ ім. Є.О. Патона спільно з НПФ “Спеціальні наукові розробки” (м. Харків) розроблений метод експертної оцінки стану металевих конструкцій, які працюють під тиском. Метод дозволяє виявляти ділянки металу з концентрацією деформацій, небезпечної для експлуатації конструкції. Він заснований на вимірюванні коерцитивної сили, що чутлива ​​до вимірювання напружено-деформованого стану та накопичення пошкоджень в металі. При наявності базових даних контроль за станом металу здійснюється в результаті одного вимірі коерцитивної сили. Метод придатний для діагностики конструкцій на будь-якій стадії їх експлуатації.

Призначення і області застосування:

Метод призначений для діагностики стану конструкцій з феромагнітних металів і повинен знайти застосування при огляді посудин тиску, балонів, апаратів хімічних і нафтохімічних виробництв.

5. Система моніторингу технічного стану трубопроводів на основі програмно-апаратних засобів ГІС.

Короткий опис:

Система моніторингу включає бази даних «Об’єкти», «Дефекти», «Навантаження», «Властивості» і розрахунково-аналітичний блок для прийняття відповідних рішень про технічний стан окремих ділянок трубопроводу.

Ядром розрахунково-аналітичного блоку є двокритеріальна модель оцінки відносного ризику, що враховує наслідки ймовірної аварії на конкретній ділянці трубопроводу. Дана модель використовує інформацію баз даних і дозволяє встановлювати прийнятний рівень ризику для експлуатуючої організації в умовах обмеження технічних і фінансових ресурсів.

Призначення і області застосування:

На основі постійного збору, накопичення, обробки та аналізу інформації щодо дійсного стану трубопроводу система дозволяє визначати можливість подальшої експлуатації як окремих ділянок, так і трубопроводу в цілому, своєчасно вживати відповідні попереджувальні та коригувальні дії. В результаті за рахунок оперативного отримання наочної довідкової інформації та експертних оцінок, що базуються на методиці оцінки конструкційної міцності та залишкового ресурсу істотно зростає рівень безпечного функціонування реальних трубопроводів.

• визначення конструкційної міцності та залишкового ресурсу зварних конструкцій на основі результатів неруйнівного контролю та технічного діагностування;
• дослідження статичної і циклічної міцності труб і посудин тиску при наявності експлуатаційних пошкоджень;
• розробка методів розрахунку напружено-деформованого стану, параметрів механіки руйнування та сейсмостійкості зварних металоконструкцій;
• експериментальне визначення механічних властивостей та характеристик тріщиностійкості конструкційних матеріалів і їх зварних з’єднань при статичному та динамічному навантаженні;
• металознавство і аналіз причин руйнування зварних сталевих конструкцій.

1. Наукова робота 1.6.2.12.31 «Розробка нових методів технічної діагностики та визначення міцності магістральних трубопроводів з метою подовження їх ресурсу та оптимізації періодичності і об’єму ремонтних робіт на основі двокритеріальних діаграм оцінки руйнування».
2. «Розробка ризик-орієнтованих методів оцінки конструкційної міцності та довговічності зварних металоконструкцій».

У зв’язку з тим, що на багатьох промислових підприємствах технічне обладнання вичерпало свій проектний ресурс актуальною проблемою є обгрунтування понадпроектної надійної і безпечної подальшої експлуатації устаткування підвищеної небезпеки, до яких належать посудини, що працюють під тиском, а також трубопроводи, резервуари, балони, колони і реактори хімічних і нафтохімічних виробництв, ТЕС, АЕС і т.п. Для обгрунтованого призначення понад проектного строку експлуатації зварних конструкцій у відділі №12 розробляються інформаційно-аналітичні системи управління старінням зазначеного обладнання, які в режимі моніторингу дозволяють оцінювати їх фактичний технічний стан і прогнозувати залишковий ресурс. Використовуючи сучасні методи технічної діагностики і неруйнівного контролю, програмно-методичні комплекси (в тому числі і комерційні продукти АСТРА-АЕС, dPIPE, ABAQUS, ANSYS, SYSWELD і ін.), експериментальне обладнання сертифікованої лабораторії, що дозволяє випробувати не тільки зразки але і натурні крупрогабаритні вироби, накопичений багаторічний досвід наукових досліджень і створені бази даних, відділ №12 «Нові конструктивні форми зварних з’єднань і конструкцій» Інституту електрозварювання ім.Є.О.Патона НАН України здатний вирішувати складні науково-технічні проблеми, що виникають на промислових підприємствах України.