Металлофизика и новейшие технологии, 2018, № 05

Діягностування прихоплень металевих бурильних труб за їхнім напружено-деформованим станом у похило-скерованій свердловині

Mon, 01 Jan 2018 00:00:00 GMT

Діягностування прихоплень металевих бурильних труб за їхнім напружено-деформованим станом у похило-скерованій свердловині Левчук, К.Г. У статті розглянуто задачу математичного моделювання динаміки вивільнення дискретно-континуальної системи металевих бурильних труб, прихоплених у похило-скерованій свердловині. Створено комп’ютерну програму для чисельного розрахунку характеристик напружено-деформованої прихопленої металевої бурильної колони, що відповідають випадку ліквідації аварії. Розроблено методику діягностування стану металевих труб, що уможливлює обґрунтовано вибирати спосіб ліквідації прихоплень бурильного інструменту. На прикладі прихопленої металевої бурильної труби у глибокій криволінійній свердловині з урахуванням чинників її неоднорідного навантаження зовнішніми зосередженими силами, а також розподіленими силами тяжіння, контактної та фрикційної взаємодій зі стінками свердловини проведено чисельні розрахунки й одержано залежності міцности від техніко-технологічних чинників її вивільнення.; В статье рассмотрена задача математического моделирования динамики освобождения дискретно-континуальной системы металлических бурильных труб, прихваченных в наклонно-направленной скважине. Создана компьютерная программа для численного расчёта характеристик, отвечающих случаю ликвидации аварии, напряжённо-деформированной прихваченной металлической бурильной колоны. Разработана методика диагностики состояния металлических труб, позволяющая обосновано выбирать способ ликвидации прихватов бурильного инструмента. На примере прихваченной металлической бурильной трубы в глубокой криволинейной скважине с учётом факторов её неоднородной нагрузки внешними сосредоточенными силами, а также распределёнными силами тяжести, контактного и фрикционного взаимодействий со стенками скважины проведён численный расчёт и получены зависимости прочности от технико-технологических факторов её освобождения.; The article considers the problem of a mathematical modelling of the dynamics for the release of discrete-continuous system of metal drill pipes frozen in a directional well. A computer program is created for the numerical calculation of the characteristics of stressedly deformed stuck metal drill string, which arise during the elimination of an accident. A technique for diagnosing the state of metal pipes is developed and makes it possible to justify the choice of a method for eliminating the stuck drilling tool. By the example of a stuck metal drill pipe in a deep controlled directional well, taking into account the agents of its heterogeneous load by external concentrated forces as well as the distributed gravity forces, contact and frictional interactions with walls of the well, a numerical calculation is performed, and the strength dependences on the technical and technological factors of its unfreezing are obtained.

Ползучесть сварных соединений паропроводов

Mon, 01 Jan 2018 00:00:00 GMT

Ползучесть сварных соединений паропроводов Глушко, А.В.; Дмитрик, В.В.; Сыренко, Т.А. Представлены результаты изучения особенностей изменения структурного состояния металла сварных соединений паропроводов из теплоустойчивых перлитных Cr–Mo–V-сталей, длительно эксплуатируемых в условиях ползучести. Показана роль влияния физико-химических процессов, проходящих в металле сварных соединений паропроводов, на их структурные изменения. Деформация металла сварных соединений, обеспечиваемая перемещением дислокаций, является наибольшей на участке неполной перекристаллизации зоны термического влияния (ЗТВ). Скорость ползучести преимущественно контролируется переползанием дислокаций и зависит от структурного состояния металла сварных соединений. Увеличение деформации металла сварных соединений при их наработке в условиях ползучести до 200000 ч имеет преимущественно линейный характер, а после характер деформации будет отличаться от линейного.; Представлено результати вивчення особливостей зміни структурного стану металу зварних з’єднань паропроводів з теплостійких перлітних Cr–Mo–V-сталей, які тривалий час експлуатуються в умовах плазучости. Показано роль впливу фізико-хемічних процесів, які відбуваються у металі зварних з’єднань паропроводів, на їх структурні зміни. Деформація металу зварних з’єднань, що забезпечується переміщенням дислокацій, є найбільшою на ділянці неповної перекристалізації зони термічного впливу (ЗТВ). Швидкість плазучости переважно контролюється переповзанням дислокацій і залежить від структурного стану металу зварних з’єднань. Збільшення деформації металу зварних з’єднань при їх напрацюванні в умовах плазучости до 200000 год. має переважно лінійний характер, а після характер деформації буде відрізнятися від лінійного.; The results of studying the features of structural changes of welded joints of steam pipes from heat-resistant pearlitic Cr–Mo–V steels operated for a long time under the conditions of creeping are presented. The role of the influence of physicochemical processes occurring within the metal of welded joints of steam pipes on their structural changes is shown. The deformation of the metal of welded joints, which is ensured by the displacement of dislocations, is the largest in the area of incomplete recrystallization of their heat-affected zone (HAZ). The creep rate is mainly controlled by the displacement of dislocations and is dependent on the structural state of the metal of welded joints. The increase in the deformation of the metal of welded joints operated for a long time under the conditions of creeping of about 200000 hours is linear, and after, their time-dependent deformation character differs from the linear one.

Non-Steady-State Growth During Directional Solidification of Various Crystallographic Orientations

Mon, 01 Jan 2018 00:00:00 GMT

Non-Steady-State Growth During Directional Solidification of Various Crystallographic Orientations Fedorov, O.P.; Demchenko, V.F.; Zhivolub, E.L. The growth pattern in the thin and bulk samples of various crystallographic orientations is studied using direct observation of solid–liquid interface in transparent substances and microstructure of Al–Si single crystals. The evolution of regular tilted cells and split seaweed structures is observed in thin samples for different growth orientations and growth rates. During direct study in bulk samples, elongated cells appeared only for <110> orientations, whereas, for <100> orientations, only equiaxed cells appeared. This effect is associated with simultaneous development of the regular cell and irregular seaweed structures in single crystals with growth orientation different from <100>. Continuous pattern evolution due to the effect of solute accumulation results in non-steady-state interface propagation and transformation of elongated cells eventually into equiaxed ones.; Исследованы структуры роста в тонких и массивных образцах разных кристаллографических ориентаций путём прямого наблюдения интерфейса твёрдое тело–жидкость в прозрачных веществах и микроструктуре монокристаллов Al–Si. Изучалась эволюция регулярных наклонных ячеек и расщеплённых структур «морские водоросли» в тонких образцах для разных ориентаций и темпов роста. Прямое изучение объёмных образцов показало, что вытянутые ячейки появлялись только для ориентаций <110>, тогда как для ориентаций <100> наблюдались только равноосные ячейки. Этот эффект связан з одновременным развитием регулярной ячеечной и нерегулярной «водорослевой» структур в монокристаллах с ориентацией роста, отличной от <100>. Непрерывная эволюция образца вследствие эффекта накопления раствора приводит к нестационарному распространению интерфейса и трансформации вытянутых ячеек в равноосные.; Досліджено структури росту в тонких і масивних зразках різних кристалографічних орієнтацій шляхом прямого спостереження інтерфейсу тверде тіло–рідина у прозорих речовинах і мікроструктурі монокристалів Al–Si. Вивчалась еволюція реґулярних нахилених комірок і розщеплених структур «морські водорості» в тонких зразках для різних орієнтацій і темпів росту. Пряме спостереження об’ємних зразків показало, що витягнуті комірки з’являються лише для орієнтацій <110>, тоді як для орієнтацій <100> спостерігалися лише рівновісні комірки. Цей ефект пов’язаний з одночасним розвитком реґулярної коміркової та нереґулярної «водоростевої» структур у монокристалах з орієнтацією росту, відмінною від <100>. Безперервна еволюція зразка внаслідок ефекту накопичення розчину приводить до нестаціонарного розповсюдження інтерфейсу та перетворення витягнутих комірок у рівновісні.

Влияние частичной замены марганца хромом на структуру и кинетику гидрирования сплава на основе интерметаллида (Ti, Zr)(V, Mn)₂₋x

Mon, 01 Jan 2018 00:00:00 GMT

Влияние частичной замены марганца хромом на структуру и кинетику гидрирования сплава на основе интерметаллида (Ti, Zr)(V, Mn)₂₋x Прядко, Т.В.; Дехтяренко, В.А. Методами оптической микроскопии и рентгеновского фазового анализа изучены микроструктура и фазовый состав литого сплава на основе интерметаллида (Ti, Zr)(V, Cr, Mn)₂₋x, а также фазовый состав продукта гидрирования. Установлено, что частичная замена марганца хромом не приводит к изменению структуры и фазового состава сплава, что даёт возможность синтезировать гидрид с водородной ёмкостью 2,08% масс. при комнатной температуре и давлении 0,21 МПа. Также установлено, что хром уменьшает термическую стабильность полученного гидрида, распад которого начинается при комнатной температуре, а максимальная реверсивная ёмкость достигается при 300°C.; Методами оптичної мікроскопії та рентґенівської фазової аналізи вивчено мікроструктуру та фазовий склад литого стопу на основі інтерметаліду (Ti, Zr)(V, Cr, Mn)₂₋x, а також фазовий склад продукту гідрування. Встановлено, що часткова заміна манґану хромом не приводить до зміни структури та фазового складу стопу, що дає можливість синтезувати гідрид із водневою місткістю у 2,08% мас. за кімнатної температури і тиску в 0,21 МПа. Також встановлено, що хром зменшує термічну стабільність одержаного гідриду, розпад якого розпочинається за кімнатної температури, а максимальна реверсна місткість досягається при 300°C.; The microstructure and phase composition of the cast alloy based on the (Ti, Zr)(V, Cr, Mn)₂₋x intermetallide as well as the phase composition of the hydrogenation product are studied by optical microscopy and x-ray phase analysis. As found, the partial substitution of manganese with chromium does not lead to a change in the structure and phase composition of the alloy that makes it possible to synthesize a hydride with a hydrogen capacity of 2.08% wt. at room temperature and a pressure of 0.21 MPa. As also revealed, the chromium reduces the thermal stability of the resulting hydride, the decomposition of which begins at room temperature, and the maximum reversible capacity is reached at 300°C.