Page 114 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

114

Вплив водню на руйнування загалом може бути описаний через хімічний

потенціал водню в металі [63]. Однак для побудови прикладної аналітичної

моделі доцільно використовувати концентраційний параметр – загальну

концентрацію водню у металі CH [16, 34]. Саме цей параметр дає змогу

безпосередньо пов’язати умови наводнювання з експериментально визначеними

характеристиками циклічної тріщиностійкості сталі.

У розділі 4 показано, що зі зростанням концентрації водню у сталі 20

змінюються пороговий ΔKth і критичний ΔKfc розмахи КІН, а також константи

рівняння Паріса (Paris) A і n. Отже, концентрація водню є не лише фізико-хімічною

характеристикою стану металу, а й розрахунковим параметром, що визначає
кінетику росту втомної тріщини. Це дає підстави для побудови розрахункової

моделі, у якій пороговий ΔKth і критичний ΔKfc розмахи КІН, а також константи
рівняння Паріса (Paris) задаються як функції концентрації водню CH .

Застосування числових підходів для аналізу сумісного впливу НДС, дифузії

водню, пасткування та геометрії тріщини є достатньо інформативним, однак такі

підходи потребують значної кількості вхідних параметрів і трудомістких

обчислень [41, 42]. Тому для інженерного оцінювання залишкової довговічності

доцільно використовувати аналітичні або напіваналітичні моделі, які дозволяють

достатньо швидко оцінити вплив основних чинників: внутрішнього тиску,

форми тріщини та концентрації водню у металі [13, 45, 92, 125, 130].

Загальну схему запропонованого розрахунково-експериментального

підходу наведено на рис. 5.1. На ній узагальнено взаємозв’язок між НДС в околі

тріщини, розподілом водню в металі, параметрами циклічної тріщиностійкості

та розрахунком залишкового ресурсу трубопроводу. Таким чином, схема не

лише відображає послідовність розрахунків, а й демонструє інтеграцію
результатів попередніх етапів дослідження в єдину модель прогнозування

залишкової довговічності.