Усталость – это процесс непрерывного накопления напряжений в материале под действием циклических нагрузок, приводящий в конечном итоге к разрушению. Основной особенностью усталостного разрушения является не моментальный отказ системы, а отказ, возникший после определённого количества циклов нагружения. Усталость является одной из основных проблем в нефтегазовой промышленности, поскольку более 90% всех механических отказов происходят из-за усталостного разрушения.
Усталостное разрушение может произойти по разным причинам, например, остаточные напряжения, давление от потока нефтепродукта, воздействие агрессивных сред, работа при повышенных температурах и тому подобное. В нефтегазовой промышленности для выявления возникновения и распространения трещин в материале или конструкции, а также определения количества циклов до образования трещины проводят различные лабораторные испытания с точным воспроизведением механических воздействий, максимально приближенных к реальным эксплуатационным нагрузкам, которые испытывает система. Но в лабораторных условиях можно выполнить лишь ограниченное количество тестовых испытаний, а исследование массивных конструкций обходится слишком дорого, либо вовсе является невозможным.
Поэтому для получения надёжных результатов прогнозирования усталостных эффектов в конструкциях нефтегазовой промышленности широко применяется анализ долговечности с использованием специализированного программного обеспечения. Анализ долговечности включает в себя точное моделирование того, как компоненты подвергаются воздействию экстремальных температур и давлений, агрессивных химических сред и так далее. Используя анализ долговечности специалист может определить как со временем развиваются трещины или образуются напряжения, которые приводят к разрушению конструкции, а также определить количество циклов до образования трещины в материале. Всё это позволяет проектировать долговечные системы с оптимальными параметрами и характеристиками, сводя к минимуму вероятность поломки нефтегазового оборудования.
В завершении можно сказать, что применение специализированных инструментов для определения усталостных характеристик изделия помогает нефтегазовой отрасли не только экономить деньги, время и ресурсы, но также разрабатывать сложные и инновационные компоненты и системы.
Автор материала:
Мазунов Дмитрий Алексеевич
Ведущий специалист отдела САПР НС Лабс
Если у вас возникнут вопросы, оставляйте заявку! Мы ответим в кратчайшие сроки.
