Page 50 - Zmist-n4-2015

a fc da
N fc = ∫
a th F ( KD I )
a * da
* ∫
або N = , (3)
a th F ( KD I )
границями інтегрування яких є раніше
визначені характеристичні глибини
тріщиноподібного дефекту, то необхід- Рис. 2. Визначення характеристичного
но визначати граничне значення кіль- розміру тріщиноподібного дефекту (a/t) .
*
кості циклів навантаження N = N fc та
N = N . Досягається глибина тріщино- Fig. 2. Determination of characteristic size
*
подібного дефекту, внаслідок якої мо- of a crack-like defect (a/t) .
*
же зруйнуватися конструктивний еле-
мент, за характеристичного значення глибини a , оскільки воно суттєво менше
*
від a fc, а отже, визначати довговічність конструктивного елемента будемо за
N = N .
*
На рис. 3 зображено залежності кількості циклів навантаження, які можуть
призвести до початку руйнування конструктивного елемента, від об’ємної кон-
центрації водню в металі C H(n).
Рис. 3. Залежність кількості циклів
навантаження N від об’ємної
*
концентрації водню в металі
для різних трубопроводів:
1 – 526×50; 2 – 467×45; 3 – 405×40 mm.
Fig. 3. Dependence of a number of loading
cycles N on volume concentration
*
of hydrogen in metal for various pipelines:
1 – 526×50; 2 – 467×45; 3 – 405×40 mm.

Як бачимо, найнесприятливішим для досліджуваних трубопровідних систем
є середовище з об’ємною концентрацією водню в металі C H(n)= 2,2 ppm. Також
спостерігали, коли зі зростанням об’ємної концентрації водню до цього значення
характеристична кількість циклів навантаження N спадає до мінімального зна-
*
чення, а потім помітний незначний ріст цього параметра в усіх розглядуваних ви-
падках. Таким чином, можна стверджувати, що під час транспортування водню
за його об’ємної концентрації в металі C H(n)=2,2 ppm необхідний посилений конт-
роль за еліптичними тріщиноподібними дефектами в стінці трубопроводу.

ВИСНОВКИ
Запропоновано методику оцінювання довговічності трубопровідних систем з
тріщиноподібним дефектом у стінці трубопроводу за транспортування водень-
вмісних середовищ. Для оцінки довговічності визначено три характеристичні
значення глибини тріщини, причому два з них встановлено з експериментальних
результатів, а третє – з розрахункової моделі. Показано суттєву залежність пара-
метра а від співвідношення R/t для наведених тріщиноподібних еліптичних де-
*
фектів у стінці трубопроводу. За результатами оцінки довговічності досліджува-
ного елемента конструкції визначено найнесприятливіше воденьвмісне середови-
ще для системи “сталь 16ГС–воденьвмісне середовище”.

49