ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы К вопросу об определении разрушающего давления предохранительных мембран расчетным путем из "Предохранительные мембраны для защиты оборудования в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности" Пока прогибы мембраны малы настолько, что растяжением ее срединной поверхности можно пренебречь, перемещение центра пропорционально действующему давлению. Но эта зависимость соблюдается л ишь до тех пор, пока прогибы мембраны остаются значительно меньшими ее толщины. Такое ограничение не позволяет воспользоваться линейным решением задачи, поскольку для разрывных мембран прогибы не только соизмеримы с толщиной, но и во много раз ее превосходят. Хотя мембрана, жестко закрепленная по контуру, представляет собой статически неопределимую конструкцию, все же при определенных допущениях можно провести некоторые теоретические исследования о деформации и разрушении таких тел. [c.125] Кирквуд [179] дал решение задачи о параболической деформации тонкой круговой мембраны с защемленным контуром. Он вывел уравнение, связывающее критический прогиб в центре мембраны, предшествующий разрыву, с радиусом кривизны. [c.125] Кеннард [178] исследовал воздействие на мембрану ударной волны от подводного взрыва. Вывод иллюстрируется фотоснимками, из которых видно, что мембрана принимает сферическую форму при медленном (статическом) нагружении и коническую при внезапном нагружении. Кстати, такой же вывод получен нами в процессе исследований разрывных мембран с использованием в качестве испытательной установки ударной трубы. [c.125] Глейзал [143] вывел ряд соотношении между прогибом, окружными и радиальными деформациями и напряжениями в виде функций свойств материала, приложенного давления, диаметра и толщины мембраны. Его кривые по форме близки к параболам. [c.126] Минц [200] проводил испытания медных и стальных мембран при статическом нагружении. При небольших нагрузках кривые прогиба, построенные в зависимости от давления, близки к прямым. [c.126] При рассмотрении диаграммы растяжения плоской разрывной мембраны различаются область упругой деформации, область текучести и, наконец, разрушения. Радиус кривизны и толщина мембраны во время деформации непрерывно изменяются. Характер процесса деформации определяется формой диаграммы растяжения. Для точного расчета разрушающего давления необходимо знать форму мембраны в момент ее разрыва. Таким образом, в расчетные уравнения, предлагаемые многими авторами, было бы неправильно подставлять соответствующие значения радиуса кривизны и толщины мембраны в начальном состоянии. Кроме того, форма кривой растяжения зависит также от характера термической обработки материала мембраны. Таким образом, вследствие неопределенности данных, полагаемых в основу расчета, учесть различные факторы, влияющие на разрушающее давление мембраны, можно лишь экспериментальным путем. Большинство предлагаемых различными авторами расчетных методов являются либо слишком приближенными и не обеспечивают достаточной точности, либо требуют для получения ответа трудоемких вычислений. Кроме того, что имеющиеся расчетные зависимости сложны, громоздки и часто основываются на неоправданных допущениях, при расчете мембран мы встречаемся также со следующим парадоксом чтобы провести относительно точный расчет, нужен эксперимент, но сам эксперимент уже отвечает на интересующие нас вопросы и позволяет обходиться без расчета. [c.126] Поскольку и предел прочности, который может быть определен путем гидростатических испытаний тонколистового материала, имеет значительную область рассеяния, то не может быть точного соответствия расчетных значений экспериментальным. Известны случаи, когда действительное разрушающее давление мембран, изготовленных по рекомендация.м проектных организаций, превышало расчетное значение в 5—6 раз и более. Естественно, мембраны в этом случае выполняли роль заглушек, остававшихся совершенно неповрежденными после разрушения защищаемых аппаратов. Ни одна известная расчетная формула не позволяет оценить возможные предельные значения разрушающего давления предохранительной мембраны без соответствующих испытаний с доведением мембраны до разрушения. [c.127] Для разработки методики испытаний и обработки опытных данных с целью создания предохранительных мембран с гарантированным разрушающим давлением нами проведены соответствующие экспериментальные работы, результаты которых могут быть использованы при проектировании и эксплуатации систем защиты оборудования. Желательно, чтобы в дальнейшем был разработан ГОСТ на испытания разрывных мембран, а в сертификатах на тонколистовые материалы, применяемые для изготовления мембран, указывались данные испытаний, которые могут быть использованы также и для определения степени штампуемости листовых материалов. [36, 37, 63, 73]. Как отмечает Титлянов [51], гидростатическое-вьшучивание круглых мембран заменяет также испытание модельных сварных емкостей при выборе новых материалов, режимов термической обработки и других технологических факторов при конструировании сосудов, работающих под давлением. [c.127] Вернуться к основной статье