Page 113 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

113

РОЗДІЛ 5

РОЗРАХУНКОВА МОДЕЛЬ ОЦІНЮВАННЯ ВПЛИВУ ВОДНЮ

НА ЗАЛИШКОВУ ДОВГОВІЧНІСТЬ ЕЛЕМЕНТА ТРУБОПРОВОДУ

З ВНУТРІШНЬОЮ ПІВЕЛІПТИЧНОЮ ТРІЩИНОЮ

5.1 Вступні зауваження

Надійність трубопровідних систем значною мірою визначається здатністю
матеріалу чинити опір зародженню та поширенню тріщиноподібних дефектів. Під

час транспортування водню або водневовмісних середовищ ця проблема набуває
особливої актуальності, оскільки водень, взаємодіючи з металом, спричиняє

деградацію його механічних властивостей, зокрема зниження пластичності,

тріщиностійкості та опору втомному руйнуванню [13, 16, 34, 45, 61, 92, 130, 135].

За таких умов навіть відносно малі дефекти на внутрішній поверхні труби можуть

поступово розвиватися до критичних розмірів, зменшуючи залишкову

довговічність трубопроводу під дією експлуатаційних навантажень [16, 33, 61].

Особливо небезпечним є поєднання циклічного навантаження,

внутрішнього тиску та наводнювання металу. Внутрішній тиск формує НДС в

околі дефекту, геометрія тріщини визначає локальну інтенсивність напружень, а

концентрація водню у металі впливає на опір матеріалу подальшому поширенню

тріщини. Тому прогнозування залишкової довговічності трубопроводу потребує

одночасного врахування механічних, геометричних і фізико-хімічних чинників.

У реальних умовах експлуатації тріщиноподібні дефекти на внутрішній
поверхні труб зазвичай моделюють як півеліптичні тріщини. Така ідеалізація є

зручною для розрахункового аналізу, оскільки дає змогу врахувати глибину дефекту

a, його півдовжину с, а також оцінити вплив співвідношення a/c на КІН і залишкову
довговічність трубопроводу. У цьому розділі розглянуто елемент трубопроводу з

внутрішньою півеліптичною тріщиною, що перебуває під дією внутрішнього

тиску водневовмісного робочого середовища.