Page 38 - Дисертаця Венгринюк

38

навіть за порівняно низьких парціальних тисків водню швидкість росту тріщин

може суттєво зростати [49, 50]. Це особливо небезпечно для магістральних

трубопроводів, які працюють в умовах циклічних змін тиску та температури.

Водень дифундує до вершини тріщини, де створюються високі локальні

напруження, і знижує опір матеріалу поширенню дефекту. При низьких

частотах циклічного навантаження вплив водню проявляється сильніше,

оскільки водень встигає концентруватися в області вершини тріщини [66]. За

оцінками втомної довговічності прогнозують тривалість безпечної

експлуатації елемента конструкції за циклічного навантаження. Зокрема, для

оцінки залишкового ресурсу трубопроводів з допомогою прогнозування

швидкості росту втомної тріщини у металі труби за дії водню використовують

аналітичні підходи та моделі, в основі яких підходи механіки руйнування [69–

72]. З цією метою також використовують діаграми оцінки відмов (Failure

Assessment Diagrams – FAD) [73], для побудови яких важливим є зародження

втомного руйнування. Рекомендовано у праці [74] виготовляти водневі

трубопроводи зі сталей з границею міцності не вище 800 МПа, а напруження

у стінці труби повинні бути нижчими за 30% мінімальної границі плинності
металу.

З огляду на можливу наявність дефектів різного походження у
магістральних газопроводах статична тріщиностійкість (в’язкість руйнування)

є визначальною для їх роботоздатності характеристикою [6–8]. До таких
дефектів належать корозійні тріщини, розшарування, непровари у зварних

з’єднаннях та інші дефекти.

Зниження в’язкості руйнування сталей трубопроводів внаслідок

водневого окрихчення [6–8] негативно впливає на їх цілісність. За нижчої

в’язкості руйнування сталі для трубопроводу руйнівний тиск буде нижчим і

залежатиме від параметрів дефектів, присутніх у ньому. Крім того, на відміну

від умов транспортування природного газу, у водні критичний розмір дефекту

буде меншим за нижчої в’язкості руйнування сталі, що, відповідно, створює