Page 87 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

87

Взаємодію водню з мікроструктурою матеріалу враховано через механізм

пасткування. Зв’язок між концентраціями дифузійно-рухомого та пасткованого

водню описано рівновагою Оріані (Oriani), а еволюцію кількості пасток задано

залежністю:

N  N T 0  , (3.39)
pl
T
де N T 0 – початкова кількість пасток;  – коефіцієнт, що характеризує

інтенсивність накопичення пасток;  – еквівалентна пластична деформація.
pl

Така постановка дає змогу врахувати збільшення кількості пасток у зоні

пластичної локалізації поблизу вершини тріщини.

Температуру під час розрахунків приймали сталою, що відповідає

квазістаціонарному режиму експлуатації трубопроводу. Вплив температурних

градієнтів на процес дифузії водню в цьому підрозділі не враховували. Механічне

навантаження задавали внутрішнім тиском, під дією якого в трубопроводі

формується неоднорідний НДС, зокрема, поле гідростатичних напружень, що

визначає локальний перерозподіл дифузійно-рухомого водню.

Основні геометричні, механічні та дифузійні параметри, а також прийняті

припущення числової моделі наведено в табл. 3.1.

3.7.3 Математична модель дифузії водню з урахуванням

пасткування

Для опису процесів дифузії та пасткування водню в матеріалі

трубопроводу використано феноменологічну континуальну модель, що враховує

взаємозв’язок між НДС, дифузією та пасткуванням водню. Такий підхід дає

змогу врахувати локальні градієнти напружень і пластичних деформацій у зоні

тріщиноподібного дефекту, де створюються умови для інтенсивного

накопичення водню.

У моделі розглянуто два стани водню: дифузійно-рухомий водень CL

(lattice hydrogen), атоми якого перебувають у міжвузлових позиціях кристалічної

ґратки та здатні мігрувати під дією градієнтів концентрації й хімічного