Page 4 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

4

На основі отриманих розрахункових і експериментальних результатів

розроблено модель прогнозування залишкової довговічності трубопроводу з

внутрішньою півеліптичною тріщиною, яка визначає період росту наявного

тріщиноподібного дефекту в елементі трубопроводу до критичного розміру за

заданої концентрації водню в металі.

У моделі поєднано результати скінченно-елементного аналізу та

параметри циклічної тріщиностійкості трубної сталі, залежні від концентрації

водню. Виконано параметричний аналіз впливу внутрішнього тиску, форми

тріщини та концентрації водню на кількість циклів до досягнення тріщиною

критичного розміру.

Встановлено, що залишкова довговічність трубопроводу визначається

спільною дією внутрішнього тиску, геометрії тріщиноподібного дефекту та

концентрації водню в металі. Зі зростанням внутрішнього тиску від 8 до 20 МПа

період росту тріщини до критичного розміру зменшується приблизно у 6–8 разів.

Зміна параметра форми тріщини a / c (відношення півосей еліпса) може
знижувати залишкову довговічність дефектного трубопроводу до 3 разів. За

концентрації водню 5–6 ppm у металі труби залишкова довговічність
зменшується приблизно на 85–95% порівняно з початковим рівнем.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше
розроблено розрахунково-експериментальний підхід до оцінювання залишкової

довговічності трубопроводів із внутрішніми півеліптичними тріщинами з
урахуванням концентрації водню в металі, внутрішнього тиску та геометрії

дефекту. Запропоновано нову математичну модель, що поєднує визначення

розподілу дифузійно-рухомого, пасткованого та загального водню в трубній

сталі з урахуванням напружено-деформованого стану та пасткування водню за

відомою моделлю Оріані. Встановлено кількісні закономірності впливу

концентрації водню на параметри циклічної тріщиностійкості трубної сталі та

залишкову довговічність трубопроводу. Удосконалено моделювання

напружено-деформованого стану елемента трубопроводу з внутрішньою