Page 9 - 07

Рис. 2. Схема i-го приросту (а) та розвиток півеліптичної тріщини (b)
в стінці газопровідної труби (сталь 17Г1С).
Fig. 2. Scheme of the i-th crack growth (a) and the growth of a semi-elliptical crack (b)
in the gas pipe wall (17Г1С steel).
2. За значенням ∆K th із формули (2) визначають очікувану швидкість росту
тріщини в глибину стінки труби dc/dN.
3. За одержаним значенням dc/dN визначають кількість циклів навантаження
dN i , яка необхідна для приросту тріщини на ∆c i = 0,25 mm:
dc D c i c D i
= ⇒ D N = . (3)
i
dN D N i dc dN
4. Для тієї ж початкової глибини тріщини c 0 = c th за формулою (3) обчислю-
'
ють КІН ∆K I у точках B 0 та B (рис. 2), тобто при θ = π/2.
0
5. За цим значенням ∆K I з формули (2) визначали очікувану швидкість росту
тріщини по довжині труби da/dN.
6. За одержаним значенням da/dN визначали приріст тріщини на ∆a i за кіль-
кість циклів навантаження ∆N i (обчислена раніше):
da D a da
N × .
= i ⇒ D a = D i (4)
i
dN D N i dN
7. За результатами, одержаними згідно з вищенаведеними пунктами, визна-
чали нові розміри півеліптичної тріщини після її першого стрибкоподібного рос-
ту, тобто (рис. 2):
с = c + D i ;
c
0
i

2a = 2a + 2 aD i .
0
i
Далі розглядали подальший приріст тріщини, тобто повторювали наведений
вище розрахунок, приймаючи за початкові розміри тріщини c i та 2a i . Обчислення
закінчували з досягненням тріщиною глибини c n = 0,8t.
Експериментально перевіряли запропоновану методику шляхом випробу-
вань фрагмента труби (D = 1020 mm, t = 14 mm) експлуатованого за максималь-
ного робочого тиску газу p » 5,4 MPa упродовж 41 year магістрального газопро-
воду “Київ–Західна Україна”, виготовленого зі сталі 17Г1С, яка мала такі меха-
нічні характеристики: σ U = 562,5 MPa, σ 0,2 = 357,5 MPa, δ = 27%. Досліджували
зразки з наперед утвореними крайовою (рис. 3b) та півеліптичною (рис. 3c) трі-
щинами.
Заготовки для зразків (рис. 3а) довжиною l = 300 mm з поперечними розмі-
рами 14×50 mm вирізали із фрагмента (котушки) труби. Досліджували за умов
консольного згину зразків із частотою f = 6,5 Hz, синусоїдальної форми циклу на-
вантаження з коефіцієнтом асиметрії R = 0, кімнатної температури (T = 20°С). Се-
редовище для випробувань – лабораторне повітря.
Результати випробувань зразків з крайовою тріщиною подані у вигляді діаг-
рами циклічної тріщиностійкості (рис. 4 та табл. 1).

15