Page 126 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

126

На наступному етапі за формулами (5.6)–(5.8) визначено залежність КІН

KI (a) від глибини тріщини. Розв’язання рівнянь (5.9) дало змогу визначити

порогову ath та критичну afc глибини тріщини, які відповідають пороговому

ΔKth (CH) і критичному ΔKfc (CH) розмахам КІН. Після цього виконано чисельне

інтегрування рівняння (5.11), за яким визначено кількість циклів навантаження,

необхідних для поширення тріщини від порогової до критичної глибини.

Усі числові розрахунки, розв’язання нелінійних рівнянь для визначення ath

і afc , а також чисельне інтегрування рівняння Паріса (Paris) виконано в

програмному середовищі Maple 2025. Використання цього середовища дало

змогу виконати розрахунки для різних значень внутрішнього тиску,

співвідношення півосей тріщини a / c та загальної концентрації водню CH , а
також побудувати відповідні залежності залишкової втомної довговічності.

Для наведених вихідних даних отримано: Nfc ≈ 22 600 циклів.

Отримане значення Nfc є оцінкою залишкової втомної довговічності

елемента трубопроводу за заданих значень внутрішнього тиску, геометричних

параметрів тріщини та концентрації водню. Результати розрахунку

підтверджують, що наводнювання металу істотно впливає на тривалість
стабільного росту тріщини, а отже, має враховуватися під час прогнозування

залишкової довговічності трубопроводу. Для забезпечення достовірності такого
прогнозування необхідно враховувати не лише номінальне мембранне

напруження в стінці труби, а й локальний НДС в околі фронту тріщини,
визначений методом скінченних елементів.

5.5.2 Вплив внутрішнього тиску на залишкову довговічність

Для оцінювання впливу внутрішнього тиску на залишкову втомну

довговічність виконано серію розрахунків у діапазоні p = 8…20 МПа. Розрахунки

проведено для різних значень загальної концентрації водню в металі. Відповідні

залежності залишкової втомної довговічності Nfc від внутрішнього тиску

наведено на рис. 5.4.