Page 134 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

134

5.6 Висновки до розділу 5

1. Розроблено розрахунково-експериментальну модель оцінювання

залишкової втомної довговічності елемента трубопроводу з внутрішньою

півеліптичною тріщиною за дії водневовмісного середовища. Модель

враховує внутрішній тиск, геометрію тріщиноподібного дефекту,

локальний НДС в околі тріщини та загальну концентрацію водню в металі.

2. На основі експериментальних даних отримано аналітичні апроксимації

параметрів циклічної тріщиностійкості сталі 20: ΔKth (СH), ΔKfc (СH), A (СH) та

n (СH). Запропоновані залежності дають змогу враховувати вплив концентрації

водню під час розрахунку залишкової втомної довговічності без повторного

проведення експериментальних випробувань або повного скінченно-

елементного моделювання для кожного окремого набору параметрів.

3. Встановлено, що зі зростанням концентрації водню в металі зменшуються

пороговий і критичний розмахи КІН, а також змінюються параметри

рівняння Паріса (Paris). Це свідчить про зниження опору сталі 20

поширенню втомної тріщини та прискорення її росту у водневовмісному
середовищі. Найінтенсивніший вплив водню проявляється за низьких

концентрацій, зокрема за СH ≤ 1 ppm.
4. Показано, що залишкова втомна довговічність трубопроводу з

внутрішньою півеліптичною тріщиною визначається спільним впливом
внутрішнього тиску, форми дефекту та концентрації водню в металі. Зі

збільшенням внутрішнього тиску від 8 до 20 МПа кількість циклів до

досягнення тріщиною критичного розміру зменшується приблизно у 6–8

разів. Зміна співвідношення півосей тріщини a/c може змінювати
залишкову втомну довговічність майже у 3 рази, що підтверджує

необхідність урахування геометричних характеристик дефекту під час

прогнозування ресурсу.

5. Розрахунковий приклад для елемента трубопроводу з параметрами

Ra = 305 мм, Ri = 294 мм, t = 11 мм, p = 8 МПа, a/c = 0,5 та CH = 3 ppm