Накопление пластической деформации при воздействии циклических нагрузок

Резервуары вертикальные стальные предназначен для хранения жидких нефтепродуктов. Основным силовым фактором, воздействующим на стенкт резервуара, является гидростатическое давление. Кроме этого, при эксплуатации в течение года совершается в среднем 120 циклов опорожнения-налива. В случае, когда резервуар заполнен продуктом, он подвергается воздействию статической нагрузки от столба жидкости. В опорожненном состоянии нагрузка, которую испытывает материал резервуара, минимальна. Действие нагрузки на материал резервуара имеет циклический характер. Поэтому, режим нагружения можно представить как сочетание статических и циклических нагрузок. Кроме того, согласно данным, из-за технологических особенностей хранения нефтепродуктов также происходит пульсация давления паров.

Таким образом, в процессе эксплуатации резервуар подвержен постоянному воздействию циклических нагрузок. При оценке технического состояния сосудов, работающих под давлением, может быть использован такой параметр, как уровень накопленной пластической деформации. Согласно существующим представлениям о разрушении металлов, пластическая деформация накапливается в результате эволюции дислокационной структуры материала. Этот процесс происходит за счет воздействия извне, при котором сообщаемая энергия не может быть полностью поглощена материалом путем совершения упругой деформации.

В случае, когда материал подвержен воздействию циклических нагрузок, в нем постоянно происходит накопление пластической деформации. Величина приращения пластической деформации за один цикл нагружения ничтожно мала. Ее значение по масштабу сопоставимо с дефектами структуры материала. Осуществляя монтаж резервуаров методом подращивания, необходимо учитывать, что в течение длительного времени постоянное воздействие циклических нагрузок приводит к накоплению пластической деформации и разрушению. На практике для того, чтобы количественно охарактеризовать способность материала совершать пластическую деформацию без разрушения вводится такой критерий как максимальное относительное удлинение. Этот параметр имеет определенное значение для каждой марки стального проката.