Page 122 - Дисертаця Венгринюк

122

Другий закон Фіка, також для одновимірного випадку, описує зміну

концентрації водню в часі:

2
( )
= , (4.2)
2
2

де – похідна за часом, 2 – похідна другого порядку за С – друга похідна
2 2
концентрації за координатою, що характеризує кривизну профілю

концентрації.

У сталях коефіцієнт дифузії залежить від температури, структури та

ступеня деградації матеріалу. Наявність дефектів у металі може як

прискорювати, так і сповільнювати дифузію водню за рахунок його

пасткування.

Таким чином, дифузія водню, описана законами Фіка, є базою для

моделювання його впливу на тріщиностійкість і процеси руйнування сталей.

Зважаючи на експлуатаційну деградацію сталей магістральних

трубопроводів, роль водню в крихкому руйнуванні, а також необхідність

комплексного підходу до аналізу стану металу з урахуванням структурних,

корозійно‑механічних та водневих чинників, нижче проаналізовано методи

машинного навчання, зокрема нейронних мереж, та визначено їх оптимальну

архітектуру для прогнозування розподілу дифузійно рухливого водню у металі

стінки труби залежно від концентрації водню та часу; розроблено та

реалізовано математичні моделі для оцінювання розподілу дифузійно

рухливого водню у стінці труби з використанням нейронних мереж; а також

запропоновано математичні моделі для прогнозування тріщиностійкості

сталей трубопроводів з урахуванням їх експлуатаційної деградації та

наводнювання. Результати досліджень, викладені у цьому розділі, опубліковані

у працях [210–214].