Page 51 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

51

Найнебезпечнішими сценаріями є утворення наскрізного дефекту з

витоком робочого середовища, розвиток початкової тріщини до критичних

розмірів або прискорене поширення тріщини за умов водневого окрихчення. Для

попередження таких сценаріїв потрібна модель, яка дає змогу пов’язати

геометрію дефекту, механічне навантаження, рівень локальної пластичної

деформації та параметри водневого впливу. Такий підхід використано у працях

[24, 25, 111, 119], де залишкова довговічність дефектних трубопроводів

аналізується з урахуванням концентрації водню в металі та форми тріщини.

Отже, завдання цього розділу полягає у формуванні розрахункової схеми

визначення напружено-деформованого стану як складової зв’язаної

розрахунково-експериментальної моделі прогнозування довговічності

трубопроводу з тріщиноподібним дефектом. На цьому етапі визначають поля

напружень і деформацій, які надалі використовують як вхідні параметри

дифузійної моделі: гідростатичне напруження визначає механічний внесок у

хімічний потенціал водню, а еквівалентна пластична деформація характеризує

області формування мікроструктурних пасток. Такий підхід узгоджується із

сучасними моделями дифузії та пасткування водню [92, 95, 130] і розвиває
результати, одержані здобувачкою у працях, присвячених локалізації водню та

оцінюванню залишкової довговічності трубопроводів із тріщиноподібними
дефектами [24, 25, 48, 49, 111, 119].

2.1 Визначення напружено-деформованого стану методом скінченних

елементів

У зв’язаній задачі «НДС – дифузія та пасткування водню» розрахунок НДС є

першим і визначальним етапом. Саме він формує механічні поля, які контролюють

локальну зміну хімічного потенціалу водню та інтенсивність утворення пасток у

зоні тріщини. Гідростатичне напруження σh (x) визначає внесок градієнта

гідростатичних напружень у дифузійний потік водню, а еквівалентна пластична