Page 11 - 07

Результати розрахунку кінетики
розвитку тріщини, згідно з методикою
[13] та експериментально встановленою
траєкторією її розвитку, подано на рис. 5.
Кількість циклів навантаження до

досягнення початку руйнування розрахо-
5
вана за формулою (3) – N 0 = 1,52×10 cycle. Рис. 5. Зміна форми тріщини (c/a)
Аналіз отриманих результатів засвідчує під час її розвитку в глибину (c/t) стінки
експлуатованої газопровідної труби
можливість застосування цієї методики
(сталь 17Г1С) під час випробування
для інтерпретації виявлених під час тех-
на повітрі: суцільна лінія – розрахунок;
нічної діагностики тріщиноподібних де- точки – експеримент.
фектів.
Fig. 5. Change of the crack shape (c/a)
Методика оцінювання умов руй-
during its growth into depth (c/t)
нування експлуатованих газопрово- of the wall of operated gas pipe
дів. Застосовуючи запропоновану ме- (17Г1С steel) during testing in air:
тодику для дефектної труби магістраль- solid line – calculation;
ного газопроводу “Київ–Західна Украї- points – an experiment.
на” за умови максимального тиску газу

p max = 5,4 MPa, коефіцієнта асиметрії
циклу навантаження R = 0 та моделі ґрунтової води (pH 6,7) – NS4 (0,483
NaHCO 3 g/l; 0,120 KCl; 0,137 CaCl 2; 0,131 MgCl 2×H 2O) [15], розрахували кінетику
розвитку тріщиноподібних дефектів, визначили критичну кількість циклів
навантаження та руйнівні розміри корозійно-втомної тріщини.
Під час розрахунків використовували результати випробувань зразків (див.
рис. 3а), виготовлених зі сталі 17Г1С, на циклічну тріщиностійкість як на повітрі,
так і в середовищі NS4 (див. табл. 1). Частота циклічного навантаження станови-
ла f = 1,0 Hz, температура середовища стала (T = 20°С).
За результатами обчислень визначали руйнівні розміри напівеліптичної трі-
*
щини (c/a) , що залежали від її початкової форми (c/a) 0 і умов експлуатації, та
* *
кількість циклів навантаження до руйнування (N ) труби. Руйнівними (2a ) вва-
жали розміри, за яких виконувалась умова p max = p f = 5,4 MPa.
Оцінювали цілісність труби з наскрізною тріщиною, порівнюючи її розмір
*
2a із обчисленим розміром наскрізної критичної тріщини 2a c , визначеної за
t
критерієм тріщиностійкості [16, 17]:
1  K JC  2
a = ×     , (5)
с
p  F ×s
р 
I
0,2327-
0,038154l +
де F = 1 0,072449+ ×l 0,64856+ 2 ×l 3 × 4 0,0023478×l - 5 ; ×l
I
σ p – максимальні розтягувальні напруження; s = р max × а K I R t×,
R t ; l =
р
a – півдовжина наскрізної тріщини.
K I
Характеристики критичної тріщиностійкості (табл. 2) подали критичним
КІН K JC , який визначили за допомогою рівняння [1]
J × E
C
K = , (6)
JC 2
1-m
11
де J C – критична тріщиностійкість; E – модуль Юнґа (E = 10 Pa); m – коефіцієнт
Пуассона (для низьколегованих сталей m = 0,3).
17