Page 98 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

98

Таким чином, під час оцінювання залишкової довговічності

трубопровідних систем, що експлуатуються у водневовмісних середовищах,

необхідно враховувати не лише тиск і вихідну концентрацію водню, а й реальну

геометрію дефекту та пов’язаний з нею локальний НДС.

3.9 Висновки до розділу 3

1. Розроблено математичну модель оцінювання концентрації водню в

трубній сталі 20 за умов її наводнювання, яка враховує дифузію, пасткування та

розчинність водню в металі, поверхневий масообмін із водневовмісним

середовищем, а також вплив НДС на локальний розподіл водню.

2. Сформульовано початкові та граничні умови задачі дифузії водню для

випадків заданої поверхневої концентрації, заданого потоку та нульового потоку

на ізольованих поверхнях. Враховано можливість опису поверхневого

масообміну з використанням кінетики реакцій сорбції–десорбції, а також

рівноважного насичення металу воднем за законом Сівертса (Sieverts).
3. Одержано аналітичні розв’язки задачі дифузії водню для суцільного та

пустотілого циліндрів. Показано, що модель пустотілого циліндра може бути
використана як базова розрахункова схема для попереднього оцінювання

наводнювання стінки трубопроводу та верифікації результатів числового
моделювання.

4. Запропоновано послідовно зв’язану числову постановку задачі для

трубопроводу з внутрішньою півеліптичною тріщиною, яка враховує просторову

неоднорідність НДС, локальну пластичну деформацію та залежність густини

мікроструктурних пасток від рівня пластичного деформування.

5. Встановлено, що максимальна концентрація дифузійно-рухомого водню

формується в зонах підвищених гідростатичних напружень, тоді як пасткований

водень локалізується переважно в області пластичної деформації поблизу

вершини тріщини.