Прогнозування ресурсу зварних металоконструкцій
Спеціальність: Нафтогазова інженерія та технології
Код дисципліни: 6.185.00.O.040
Кількість кредитів: 4.50
Кафедра: Нафтогазова інженерія та зварювання
Лектор: д-р техн. наук, с.н.с. Похмурська Ганна Василівна
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: - Здатність оцінювати параметри працездатності матеріалів, конструкцій і машин в експлуатаційних умовах (ФК7);
- Здатність розуміти основні фундаментальні проблеми механіки крихкого та в’язкого руйнування матеріалів, аналізувати фізичні концепції і розрахункові моделі зародження та поширення тріщин у деформівних тілах (ФКП1.1);
- Здатність здійснювати діагностування об’єктів та конструкцій нафтогазового комплексу, прогнозувати фізико-механічні властивості отриманих матеріалів, їх експлуатаційні характеристики та ресурс (ФКП1.2);
- Здатність розв’язування задач механіки деформівних тіл з тріщинами під дією заданих навантажень і температурних полів для реальних елементів конструкцій. Здатність здійснити оцінювання залишкового ресурсу та прогнозування надійності зварних конструкцій за результатами неруйнівного контролю (ФКП1.3);
- Здатність виконувати математичне моделювання напружено-деформованого стану нафтогазосховищ та трубопроводів і використовувати відповідний фізико-математичний апарат, теоретичні, обчислювальні і експериментальні методи дослідження, методи математичного і комп’ютерного моделювання (ФКП1.4).
Результати навчання: Аналізувати та оцінювати технічний стан елементів технологічного обладнання нафтогазових об’єктів засобами технічного діагностування в промислових і лабораторних умовах (РН 14)
Уміння проводити розрахунки при розробленні конструкцій елементів та вузлів з урахуванням прогресивних технологічних процесів (ФРН1.1)
Знання основних методів дослідження та аналізу навантажень, переміщень, напружено-деформованого стану в елементах конструкцій, методів проектних та перевіркових розрахунків виробів (ФРН1.5)
Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань (AiB2)
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: - Математичне моделювання напружено-деформованого стану нафтогазосховищ та трубопроводів
- Сучасні трубопровідні матеріали та їх зварність
- Насоси і компресорні станції
Короткий зміст навчальної програми: Під час вивчення цієї навчальної дисципліни студент засвоює теоретичні основи втомного руйнування матеріалів і металевих конструкцій, в тому числі зварних з'єднань. Має оволодіти методами визначення довговічності елементів конструкцій як на стадії зародження, так і на стадії до критичного росту втомних тріщин. Освоїти експериментальні методи визначення основних характеристик тріщиностійкості матеріалів. Навчитися застосовувати теоретичний матеріал для прогнозування ресурсу елементів конструкцій на стадії проектування. Оволодіти методами діагностики залишкового ресурсу елементів конструкцій, зокрема зварних з'єднань на стадії експлуатації.
Опис: Розділ 1. Класична теорія втоми матеріалів.
Історія формування класичної теорії втоми матеріалів, її структура та етапи розвитку. Основні визначення та позначення циклічних навантажень
Теорія Веллера, мало циклова втома, рівняння Кофіна-Менсона, закон лінійного сумування пошкоджень
Мікромеханізми втомного руйнування в класичній теорії втоми
Розділ 2. Механіка втомного руйнування як процес зародження і поширення тріщин.
Основні положення і задачі механіки втомного руйнування матеріалів.
Розрахункові моделі для визначення періодів зародження втомних мікротріщин
Розрахункові моделі для визначення кінетики росту втомних мікротріщин
Розрахункові моделі для визначення періоду зародження втомної макротріщини
Встановлення на основі силового підходу системи рівнянь для дослідження кінетики поширення втомних макротріщин і визначення періоду їх до критичного росту
Енергетичний підхід для визначення періоду до критичного росту втомних макротріщин. Рівняння балансу енергій при втомному руйнуванні.
Втомне руйнування зварних з'єднань
Інтегральний підхід до визначення періоду до критичного росту втомних макротріщин у тривимірних тілах.
Розділ 3. Методи визначення ресурсу і залишкового ресурсу елементів конструкцій.
Основні постулати визначення ресурсу елементів конструкцій та зварних з'єднань
Визначення ресурсу зварних з'єднань виготовлених із швами з неповним проплавленням: однобічне та двобічне стикове зварне з'єднання
Застосування механіки втомного руйнування до визначення залишкового ресурсу труб. Залишковий ресурс товстостінних труб з технологічними поверхневими тріщинами при імпульсному навантаженні.
Визначення залишкового ресурсу ділянки трубопроводу біля помпової станції, яка ослаблена поверхневими тріщинами.
Методи та критерії оцінювання: Діагностика знань у студентів відбувається за такими методами:
1. Захист звітів до лабораторних робіт в усній формі шляхом опитування теоретичного матеріалу за темою роботи та методикою проведення досліджень.
2. Поточний експрес-контроль засобами віртуального навчального середовища або усним опитуванням, тестами, практичними роботами, оцінкою активності та внесених пропозицій.
3. Проведення письмового екзамену за результатами вивчення дисципліни, який складається із завдань різних рівнів складності.
4. Проведення усної компоненти за результатами написання екзамену.
Критерії оцінювання результатів навчання: •захист звітів до лабораторних робіт усним опитуванням теоретичного матеріалу за темою роботи та методикою проведення досліджень, поточний експрес-контроль засобами віртуального навчального середовища (30 балів)
•підсумковий контроль (70 балів, контрольний захід, екзамен): письмово-усна форма
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Скальський В. Р., Божидарнік В. В., Долінська І. Я. Основи механіки руйнування для зварювальників: навч. посіб. – Луцьк, 2014. – 356 с.
2. Андрейків О. Є., Скальський В. Р., Долінська І. Я. Заповільнене руйнування матеріалів за локальної повзучості. – Львів: ЛНУ імені Івана Франка, 2017. – 400 с.
3. Андрейків О.Є., Штаюра С.Т. Експериментальна механіка матеріалів. Ч. 1. – Львів: ЛНУ, 2003. – 274 с.
4. Залишкова міцність та довговічність ділянок нафтогазопроводів з дефектами: монографія [авт. кол.: Осадчук В. А., Андрейків О. Є., Банахевич Ю. В. та ін.]. - Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2014. – 264 c. – ISBN 978-617-607-650-6.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).