Page 133 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

133

трубопроводу з внутрішньою півеліптичною тріщиною. Водень не змінює механічне

навантаження безпосередньо, а впливає на довговічність через зміну параметрів

циклічної тріщиностійкості сталі, а саме: зменшення порогового ΔKth і критичного

ΔKfc розмахів КІН, а також зміну параметрів A і n у рівнянні Паріса (Paris).

5.5.5 Узагальнення результатів параметричного аналізу

Проведений параметричний аналіз показав, що залишкова втомна

довговічність трубопроводу з внутрішньою півеліптичною тріщиною
визначається сумісним впливом внутрішнього тиску, форми дефекту та

концентрації водню в металі. При цьому оцінювання залишкової довговічності

ґрунтується на використанні максимальних локальних значень НДС в околі

фронту тріщини, визначених методом скінченних елементів, а не на усереднених

напруженнях у стінці труби.

Підвищення внутрішнього тиску призводить до зростання КІН уздовж

фронту тріщини та прискорює її поширення. Геометрія дефекту, що

характеризується співвідношенням півосей a / c, визначає розподіл напружень

уздовж фронту тріщини та впливає на швидкість її росту. Концентрація водню

змінює параметри циклічної тріщиностійкості сталі, унаслідок чого

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

параметри рівняння Паріса (Paris), що призводить до скорочення залишкової

втомної довговічності.
Найменші значення залишкової втомної довговічності відповідають

поєднанню високого внутрішнього тиску, малих значень співвідношення a/ c та
підвищеної концентрації водню. За таких умов КІН швидше досягає критичних

значень, а швидкість росту втомної тріщини істотно зростає. Запропонована

розрахунково-експериментальна модель дає змогу кількісно оцінювати спільний

вплив зазначених чинників на залишкову втомну довговічність і може бути

використана для прогнозування безпечного терміну експлуатації трубопроводів із

внутрішніми тріщиноподібними дефектами у водневовмісних середовищах.