Page 8 - 07

витку тріщиноподібних дефектів у реальних експлуатаційних умовах. В її основу
покладено змодельований півеліптичною тріщиною з розмірами півосей c та a
(рис. 1) корозійно-механічний тріщиноподібний дефект, розміщений на зовніш-
ній стінці труби із зовнішнім діаметром D та товщиною стінки t.

Рис. 1. Схематичне (а) подання
зовнішнього тріщиноподібного
дефекту та загальний вигляд
півеліптичної тріщини (b) в стінці
газопровідної труби (сталь 17Г1С).
Fig. 1. Schematic (a) representation
of the external crack-like defect
and general view of a semi-elliptical
crack (b) in the gas pipe wall

(17Г1С steel).
Уважається, що корозійно-механічний тріщиноподібний дефект розвиваєть-
ся за N циклів навантаження, зберігаючи півеліптичну форму. Однак співвідно-
шення півосей c та a при цьому змінюється і залежить від системи “матеріал–се-
редовище”, яка характеризується деякими сталими C m , що можна виразити функ-
цією
/ c a = ( f C , )N . (1)
m
Методика ґрунтується на таких положеннях механіки руйнування:
1. Розвиток тріщини розпочинається за досягнення у її вершині порогового
значення коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН) K = K .
І
th
2. Поширення тріщини (як в напрямку півосі c, так і в напрямку півосей a)
повністю визначають діаграмою циклічної корозійної тріщиностійкості металу
трубопроводу для заданої системи “матеріал–середовище”, яку аналітично опи-
сують за допомогою степеневої залежності Паріса [14]:
n
dc / dN = da / dN = C ( KD ) , (2)
де C та n – константи системи “матеріал–середовище”.
3. За досягнення K I = K fc починається остаточне спонтанне руйнування труби.
Для обчислення КІН ∆K I використовуємо залежність [5], яка дає змогу виз-
начати його значення у довільній точці півеліптичної осьової тріщини, розміще-
ної в пустотілому циліндрі, що перебуває під дією внутрішнього тиску p.
Під час розрахунку кінетики розвитку корозійно-механічних тріщиноподіб-
них дефектів (рис. 2) враховували такі умови. За основу вибрали розвиток тріщи-
ни в глибину стінки, тобто в напрямку півосі c. При цьому вважали, що порого-
вий розмір тріщини, тобто її початкова глибина, для всіх розглядуваних випадків
c/a визначається умовою c 0 = c th . Розраховували з припущенням, що тріщина
розвивається стрибкоподібно з деяким сталим кроком ∆c i = 0,25 mm. Під час роз-
рахунку діапазон зміни глибини тріщини становив: c 0 ≤ c ≤ 0,8t, де t – товщина
стінки труби.
Послідовність розрахунку така.
1. Визначали у точці A 0 (рис. 2), тобто при θ = 0, початкову глибину тріщини
c 0 = c th з формули [5], підставляючи в неї експериментально визначене значення
КІН ∆K th.

14