Utilaj de rafinărie și petrochimie

(1) INCERCAREA DE SCURTA DURATA A MATERIALELOR.

Încercarea standard statică, de scurtă durată se aplică acelor materiale care lucrează în domeniul unor temperaturi ambiante sau ridicate un timp scurt, nepermiţând apariţia fluajului.

Încercarea se conduce prin prelevarea unei epruvete de formă standardizată supusă pe direcţia axei longitudinale unei sarcini de întindere crescătoare, în vederea punerii în evidenţă a curbei caracteristice a materialului încercat şi a determinării principalelor caracteristici elasto-mecanice.

Se precizează că, prin curbă caracteristică a materialului se înţelege (fig. 1.1.) reprezentarea grafică a variaţiei sarcinii , respectiv a tensiunilor sau (determinate prin raportarea sarcinii la aria a secţiunii iniţiale), în funcţie de lungirea , respectiv de lungirea specifică , în cursul încercărilor mecanice standard efectuate pe epruvete tip (fig. 1.2.)

Fig. 1.2. Încercarea mecanică standard la întindere (tracţiune) a epruvetelor (cu secţiuni) rotunde

Între reperele Aşi B ale epruvetei (fig. 1.2.) în orice secţiune normală pe axa epruvetei, tensunea şi alungirea specifică se pot considera constante şi egale cu relaţiile fundamentale:

;(1.1.) (1.2.)

unde: reprezintă alungirea masurată între reperele A,B pentru valorile lui F, începând de la .

Se înţelege că mărimile caracteristice , puse în evidenţă prin încercarea standard de întindere (tracţiune) şi folosite în mod curent în calculele practice sunt - în realitate - nişte mărimi convenţionale, fictive, care caracterizează şi definesc incomplet comportarea sub sarcină a materialelor. Din acest motiv, în continuare, mărimile respective se vor numi nu proprietăţi, ci caracteristici fizico-mecanice convenţionale sau tehnice.

-Limita de proporţionalitate convenţională (tehnică), , reprezintă tensiunea , corespunzătoare secţiunii iniţiale a epruvetei, pentru care abaterea de la proporţionalitate dintre tensiunea şi lungirea specifică atinge valoarea prescrisă de 10%, care se menţionează ca indice. Această limită se notează prin simbolul şi se exprimă în sau N/m2 .

La majoritatea materialelor utilizate în realizarea utilajului petrochimic, dependenţa pe porţiunea (0,a în fig. 1.1.) este liniară şi se poate exprima conform 33 astfel:

(1.3.)

denumită legea lui Hooke pentru întinderea statică simplă.

Mărimea se numeşte modul de elasticitate longitudinal (modulul lui Young) şi are aceleaşi unităţi de măsură ca şi .

Abaterea (de 10% ) se calculează conform 28, în funcţie de valorile modulului de elasticitate longitudinal E , cu următoarea formulă (fig. 1.1.):

, (1.4.)

-Limita de elasticitate convenţională (tehnică) , reprezintă tensiunea , corespunzătoare secţiunii iniţiale a epruvetei, pentru care lungirea specifică remanentă plastică atinge valoarea prescrisă de 0,01%, care se menţionează ca indice. Această limită se notează prin simbolul şi se exprimă în sau N/m2 .

-Limita de curgere convenţională (tehnică) , reprezintă tensiunea , corespunzătoare secţiunii iniţiale a epruvetetei, pentru care lungirea specifică remanentă plastică atinge valoarea prescrisă de 0,2%, care se menţionează ca indice. Această limită se notează prin simbolul şi se exprimă în sau N/m2 .

-Rezistenţa la rupere , reprezintă raportul dinre sarcina maximă , suportată de către epruvetă şi aria a secţiunii transversale iniţiale a epruvetei, respectiv:

(1.5)

Rezistenţa la rupere se notează prin simbolul (fig. 1.1.) şi se exprimă în sau N/m2 .

-Lungirea specifică standardizată:

, (1.6)

iar lungirea specifică la rupere standardizată:

, (1.7)

în care , şi reprezintă lungimile iniţială, ultimă la un moment dat şi ultimă la rupere, măsurate în mm, iar şi lungirile specifice ultimă la un moment dat şi la rupere.

-Gâtuirea specifică standardizată este:

, (1.8)

iar gâtuirea specifică remanentă la rupere standardizată este:

, (1.9)

în care şi reprezintă aria secţiunilor transversale ultimă (minimă) la un moment dat şi respectiv , ultimă la rupere ale epruvetei, în , iar şi -gâtuirile specifice ultimă la un moment dat şi la rupere, fără dimensiune.

-Lungirea specifică remanentă plastică standardizată, notată prin simbolul general (fig. 1.1.) şi exprimată în %, se înţelege ca fiind lungirea specifică măsurată (determinată) după descărcarea respectiv ruperea epruvetei.

-Contracţia specifică transversală , se identifică pentru calculele practice cu contracţia specifică a diametrului , admiţându-se următoarea egalitate aproximativă:

(1.10)