Page 37 - Zmist-n4-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 4. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК 593.375, 620.179.17, 669.788
ОЦІНЮВАННЯ ЗАЛИШКОВОЇ ДОВГОВІЧНОСТІ НАВОДНЕНОЇ
ТРУБИ ЗА ПАРАМЕТРАМИ АКУСТИЧНИХ СИГНАЛІВ

В. Р. СКАЛЬСЬКИЙ, Д. В. РУДАВСЬКИЙ, Б. П. КЛИМ,
Є. П. ПОЧАПСЬКИЙ, Р. Я. ЯРЕМА, В. Р. БАС
Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів

Запропоновано методику оцінювання залишкової довговічності наводненого еле-
мента труби із тріщиноподібним дефектом на його внутрішній поверхні. Дослідже-
но кінетику поширення тріщини із врахуванням впливу концентрації водню в стінці
трубопроводу. Локацію тріщиноподібного дефекту у стінці труби та його початкові
розміри встановлювали методом акустичної емісії. Для визначення концентрації
водню у металі трубопроводу запропоновано застосовувати метод магнето-акустич-
ної емісії. Показано, що коливання внутрішнього тиску в нафто- чи газопроводі та
наводнювання його стінок залежно від початкових розмірів тріщиноподібного де-
фекту можуть спровокувати його втомне поширення.
Ключові слова: поверхнева тріщина, акустична емісія, концентрація водню, втом-
не руйнування, залишкова довговічність.
Для встановлення термінів безпечної експлуатації нафтогазопроводів та їх
елементів виконують технічну діагностику небезпечних ділянок. Найпоширені-
шими та розвинутими серед сучасних методів неруйнівного контролю для вияв-
лення експлуатаційних дефектів типу тріщин є акустичні методи [1–3]. Мета ро-
боти – створити на основі розрахункової моделі методику оцінювання залишко-
вого ресурсу елемента наводненої труби нафто- чи газопроводу з тріщиною за
результатами акустико-емісійного та магнето-акустико-емісійного діагностування.
Формулювання розрахункової моделі. Одні із найтиповіших поверхневих
дефектів, які виявляють на внутрішніх стінках труб нафтогазопроводів, є достат-
ньо близькими за формою до півеліптичної тріщини. Тому розглянемо задачу про
ріст такої поверхневої півеліптичної втомної тріщини у стінці труби (рис. 1) за
циклічної зміни внутрішнього тиску p із деякою асиметрією циклу навантаження R.
Нехай a 0 та b 0 – початкові розміри тріщини; r – внутрішній радіус труби;
h – товщина стінки (рис. 1b).

Рис. 1. Схема елемента труби нафтогазопроводу (a)
та розташування півеліптичної тріщини (b).

Fig. 1. Scheme of oil-gas pipeline element (a) and semi-elliptic crack location (b).

Контактна особа: В. Р. СКАЛЬСЬКИЙ, e-mail: skal@ipm.lviv.ua
36