Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения
Рассмотрены особенности развития эксплуатационных коррозионных дефектов трубопроводов при малоцикловом режиме нагружения внутренним давлением. Гидравлические испытания поврежденных труб выполняли на стенде. Напряженно-деформированное состояние образцов при нагружении внутренним давлением исследовали...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101901 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения / П.С. Юхимец, А.А. Рыбаков, В.А. Нехотящий, Т.Н. Филипчук // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 2. — С. 35-39. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859999411432587264 |
|---|---|
| author | Юхимец, П.С. Рыбаков, А.А. Нехотящий, В.А. Филипчук, Т.Н. |
| author_facet | Юхимец, П.С. Рыбаков, А.А. Нехотящий, В.А. Филипчук, Т.Н. |
| citation_txt | Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения / П.С. Юхимец, А.А. Рыбаков, В.А. Нехотящий, Т.Н. Филипчук // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 2. — С. 35-39. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description | Рассмотрены особенности развития эксплуатационных коррозионных дефектов трубопроводов при малоцикловом режиме нагружения внутренним давлением. Гидравлические испытания поврежденных труб выполняли на стенде. Напряженно-деформированное состояние образцов при нагружении внутренним давлением исследовали на основании расчетов
методом конечных элементов. Выявлено, что влияние размеров дефекта на статическую прочность и концентрацию
напряжений (циклическую прочность) различно, поскольку степень снижения статической прочности определяется, в
первую очередь, длиной и глубиной дефекта, а его влияние на коэффициент концентрации напряжений зависит, кроме
того, и от ширины. Расчет долговечности основывался на результатах анализа напряжений и нормативных показателях
механических свойств материала. Оценка выполнялась с использованием усталостной кривой с введенными коэффициентами запаса по условным напряжениям nσ – 2, количеству циклов nN – 20. Полученные результаты показали, что
эксплуатация испытываемых труб при допустимом расчетном давлении небезопасна. Циклические испытания натурных
образцов подтвердили возможность малоциклового разрушения в зоне коррозионных дефектов в период эксплуатации
трубопровода вследствие возникновения продольной усталостной трещины на поверхности повреждения. Установлено,
что малоцикловая прочность трубопровода определяется уровнем местных циклических деформаций в дефекте, который
зависит от его размеров и параметров эксплуатационной нагрузки.
Features of development of in-service corrosion defects in pipelines at low-cycle mode of loading by inner pressure were studied.
Hydraulic testing of damaged pipes was performed in the testing facility. Stress-strain state of the samples at loading by inner pressure
was studied on the basis of calculation by finite element method. It is revealed that the influence of defect size on static strength and
stress concentration (cyclic strength) is different, as the degree of static strength lowering is determined, primarily, by the length and
depth of the defect, and its influence on stress concentration factor also depends on width. Calculation of fatigue life was based on
the results of analysis of stresses and normative values of material mechanical properties. Evaluation was performed using S-N curve
with introduced margins on engineering stress, nσ – 2, and cycle number nN – 20. Derived results showed that operation of tested
pipes at admissible design pressure is unsafe. Cyclic testing of full-scale samples confirmed the possibility of low-cycle fracture in
the corrosion defect zone during pipeline service, as a result of initiation of a longitudinal fatigue crack on the damaged surface. It is
established that pipeline low-cycle strength is determined by the level of local cyclic deformations in the defect that depends on its
dimensions and parameters of service load.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:35:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
35ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
УДК 621.19.21
ГИДРОИСПЫТАНИЯ ТРУБНЫХ СЕКЦИЙ
С КОРРОЗИОННЫМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ
В РЕЖИМЕ МАЛОЦИКЛОВОГО НАГРУЖЕНИЯ
П.С.ЮХИМЕЦ, А.А.РЫБАКОВ, В.А.НЕХОТЯЩИй, Т.Н. ФИЛИПчуК
ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail:office@paton.kiev.ua
Рассмотрены особенности развития эксплуатационных коррозионных дефектов трубопроводов при малоцикловом режи-
ме нагружения внутренним давлением. Гидравлические испытания поврежденных труб выполняли на стенде. Напряжен-
но-деформированное состояние образцов при нагружении внутренним давлением исследовали на основании расчетов
методом конечных элементов. Выявлено, что влияние размеров дефекта на статическую прочность и концентрацию
напряжений (циклическую прочность) различно, поскольку степень снижения статической прочности определяется, в
первую очередь, длиной и глубиной дефекта, а его влияние на коэффициент концентрации напряжений зависит, кроме
того, и от ширины. Расчет долговечности основывался на результатах анализа напряжений и нормативных показателях
механических свойств материала. Оценка выполнялась с использованием усталостной кривой с введенными коэффи-
циентами запаса по условным напряжениям nσ – 2, количеству циклов nN – 20. Полученные результаты показали, что
эксплуатация испытываемых труб при допустимом расчетном давлении небезопасна. Циклические испытания натурных
образцов подтвердили возможность малоциклового разрушения в зоне коррозионных дефектов в период эксплуатации
трубопровода вследствие возникновения продольной усталостной трещины на поверхности повреждения. Установлено,
что малоцикловая прочность трубопровода определяется уровнем местных циклических деформаций в дефекте, который
зависит от его размеров и параметров эксплуатационной нагрузки. Библиогр. 8, табл. 6, рис. 6.
К л ю ч е в ы е с л о в а : трубопроводы, коррозионные дефекты, гидравлические испытания, малоцикловая прочность
Коррозия, протекающая в условиях периодического
изменения внутреннего давления от атмосферного
до давления перекачивания продукта [1], является
основной причиной отказов нефтепроводов [2]. В
связи с этим проведено изучение особенностей раз-
вития эксплуатационных коррозионных поврежде-
ний при малоцикловом режиме нагружения.
Для проведения гидравлических испытаний
эксплуатирующая организация предоставила от-
резки труб с коррозионными повреждениями, вы-
резанные из нефтепроводов: бесшовной D273×9
длиной 1000 мм, а также прямошовной D530×8
длиной 5500 мм (табл.1).
Взаиморасположение, внешний вид и размеры
дефектов представлены на рис.1,2 и в табл.2.
Проведенные испытания стандартных образ-
цов не выявили существенных изменений характе-
ристик механических свойств основного металла
и металла продольного шва исследованных труб
под воздействием эксплуатационных нагрузок на
протяжении всего срока эксплуатации. Уровень
показателей прочности, пластичности и вязкости
основного металла труб, а также металла продоль-
ного сварного соединения является типичным для
труб производства 1960-х годов и отвечает требо-
ваниям как нормативных документов, по которым
они изготовлялись, так и современных действую-
щих нормативных документов [3-5].
Металлографический анализ макро- и ми-
крошлифов, вырезанных из различных участков
основного металла и сварных соединений, также
не зафиксировал существенных изменений струк-
турных характеристик материала исследованных
труб под воздействием эксплуатационных на-
грузок на протяжении 43…50 лет. Металл трубы
D273 имеет структурные характеристики, при-
сущие стали такого класса: ферритно-перлитная
структура с 7–8 номером ферритного зерна [6],
значительная загрязненность неметаллическими
включениями (рис.3,а). Структура основного ме-
талла и металла продольного сварного соединения
образца D530 типична для труб, которые изготав-
ливались на Харцызcком трубном заводе в 1960-е
годы с применением горячей обработки: нагрев до
Т а б л и ц а 1 . Характеристики испытуемых труб
Номинальное значение
Материал
Рабочее
давление
Рр, МПа
Расчетное давле-
ние разрушения
Pf, МПа
Срок эксплуатации
Тэ, лет
Количество ци-
клов в месяц NmНаружный
диаметр Dn, мм
Толщина
стенки h, мм
273 9 Сталь 20 4,1 25,9 ~50 3-4
530 8 МК (10Г2СД) 4,8 16,4 43 2
© П.С.Юхимец, А.А.Рыбаков, В.А.Нехотящий, Т.Н. Филипчук, 2013
36 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
температуры 910 ± 20 оС и последующая горячая
правка (рис.3, б).
Для проведения испытаний к испытательным
образцам D273 и D530 должным образом были
присоединены донышки, патрубки подачи воды,
контрольная и измерительная аппаратура. Гидравли-
ческое испытание выполняли в специальном стенде
с применением гидроагрегата ПТ-1-1-400 с произ-
водительностью 1000 л/ч. В качестве рабочей среды
использовали воду с температурой не ниже +10 °С.
Управление процессом гидроиспытания осущест-
влялось в автоматическом режиме. Период одного
цикла нагружения образца D273 составлял 35...40 с,
образца D530 – около 90 с. Схема нагружения об-
разцов представлена в табл.3. На последнем этапе
нагружения образца D273 после 2060 циклов при
давлении 20 МПа произошло его разрушение в ре-
зультате появления сквозной трещины усталости на
дне язвы V. Испытания образца D530 было прекра-
щено на 1100-м цикле из-за истечения воды сквозь
трещину усталости длиной 25 мм, образовавшейся в
зоне язвы глубиной 6 мм (рис.4).
Напряженно-деформированное состояние образ-
цов при нагружении внутренним давлением иссле-
довалось на основании расчетов МКЭ. Для прове-
дения расчетов были построены соответствующие
геометрические модели. Некоторые результаты рас-
чета НДС образцов представлены на рис.5.
Оценка влияния рассматриваемых дефектов
на величину разрушающего давления Pf при ста-
тическом нагружении была выполнена с исполь-
зованием данных работы [7]. Результаты расчета
разрушающего давления представлены в табл.2.
Расчет прочности трубы D273 проводился для
каждого из дефектов как для одиночного (без уче-
та взаимовлияния). Здесь же приведены значения
коэффициента концентрации напряжений (ККН)
ασ в дефектах, вычисленные на основании расчета
упругих напряжений МКЭ.
Как следует из таблицы, каждый из пяти дефектов
Т а б л и ц а 2 . Параметры дефектов
Диаметр
трубы, мм
Номер
дефекта
Размеры дефекта:
2с×2d×b, мм*
Разрушающее давление
Рdf, МПа
Коэффициент снижения
прочности φ**
Коэффициент
концентрации
напряжений ασ
273 I 74×63×5,2 21,6 0,80 3,86
II 24×35×4,0 25,5 0,95 2,04
III 19×20×4,0 26,0 0,97 2,24
IV 17×20×5,0 25,9 0,96 2,37
V 68×45×7,5 23,2 0,86 4,80
530 – 60×15×6,0 12,3 0,75 5,49
П р и м е ч а н и я : * 2с – длина; 2d – ширина; b – глубина дефекта; **φ = Pdf /Pf, где Pdf – давление разрушения трубы с дефектом
Рис. 2. Схема расположения зоны коррозионного поврежде-
ния трубы D530
Рис. 3. Микроструктура металла D273 (а), ×50 и металла ЗТВ трубы D530 (б), ×100
Рис. 1. Труба D273 c указанными расстояниями между дефек-
тами – центрами пересечения диагоналей, очерченных во-
круг них прямоугольников
37ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
трубы D273 способствовал снижению ее прочности,
при этом наиболее существенное влияние обуслов-
лено наличием дефекта I (коэффициент снижения
прочности φ = 0,80). Отметим, что максимальная кон-
центрация напряжений ασ = 4,80 наблюдалась в де-
фекте V. Таким образом влияние размеров дефекта на
статическую прочность и концентрацию напряжений
(циклическую прочность) различно, поскольку сте-
пень снижения статической прочности определяется
длиной и глубиной дефекта, а его влияние на ККН за-
висит, кроме того, и от ширины. Данные эксперимен-
та подтвердили, что из всех рассмотренных дефектов
наибольшую опасность при циклическом нагружении
представлял дефект трубы D530 (φ = 0,75, ασ = 5,49).
Результаты расчета НДС образцов труб при
воздействии эксплуатационного рабочего дав-
ления показали, что в дефектах трубы D273 при
рабочем давлении (Р = 4,1 МПа) пластические де-
формации отсутствовали, в то время как в дефекте
трубы D530 при давлении Р = 4,8 МПа они дости-
гали 0,18 %. Для расчета деформаций в упруго-
пластической области нагружения использовалась
модель билинейного изотропного упрочнения и
механические свойства материала, полученные
Т а б л и ц а 3 . Параметры нагружения
Образец Ni, цикл Рmax,
МПа
Рmin,
МПа Pmax/Pn
s
Nf d
D273
11820 6,1 0,4 0,40 0,267 >106 0
1102 10,3 0,5 0,68 0,451 25440 0,043
1 16,8 0 1,11 0,720 858 0,001
6110 18 0,5 1,19 0,789 610 0,100
2060 20 0,5 1,32 0,876 357 5,7
D530 1100 6,2 0,2 0,78 0.449 546 2,01
Примечания: Ni – количество циклов нагрузки i-го уровня; Nf – количество циклов до разрушения согласно [8]; Рmax, Рmin
– cоответственно максимальное и минимальное давление в цикле нагружения; Pn – нормативное давление; s
– интенсив-
ность номинального напряжения, отнесенная к интенсивности напряжения текучести материала σт
Рис. 4. Трещина усталости (отмечена стрелкой) на внутренней (а) и наружной (б) поверхности коррозионной язвы трубы D530
Рис. 5. Распределение интенсивности напряжений
при нагружении внутренним давлением 1 МПа на
поверхности образца: а – D273; б – D530
38 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
при испытании стандартных образцов.
Следует отметить, что трубопроводы D273 и
D530, из которых были отобраны эксперименталь-
ные образцы, использовали недостаточно эффектив-
но – давление перекачивания продукта, при котором
они эксплуатировались, было существенно ниже
расчетного допустимого давления Рn [4] для труб со-
ответствующего типоразмера согласно табл.4:
12 / ( 2 ),n nP hR n D h= - n – коэффициент надеж-
ности по нагрузке трубопровода; R1 – расчетное
сопротивление материала трубы:
1 1 1/n
nR R m k k=
(R1
n – минимальное значение временного сопро-
тивления материала трубы; m – коэффициент ус-
ловий работы трубопровода; k1 – коэффициент
надежности по материалу; kn – коэффициент на-
дежности по назначению трубопровода).
Как следует из табл.4, давление перекачивания про-
дукта в нефтепроводе D273 составляло 0,27…0,33, а в
нефтепроводе D530 – 0,61...0,73 (в зависимости от ка-
тегории участка) от расчетного допусимого давления.
Испытание образца D273 (табл.3) выполнялось
в достаточно широком диапазоне изменения дав-
ления: минимальный уровень составлял 0,4, а
максимальный – 1,32 нормативного давления.
Пульсация давления в образце D530 фактически со-
ответствовала условиям эксплуатации нефтепро-
вода (Pmax/Pn = 0,78). На всех уровнях нагружения
образцов в эксперименте изменение напряжений в
основном металле происходило в упругой области
( ns < 1).
Результаты оценки допустимого числа полных
циклов [N] изменения рабочего давления Рр, с уче-
том наличия каждого из описанных выше дефек-
тов, выполненной согласно рекомендациям стан-
дарта [8], представлены в табл.5.
В качестве критерия разрушения использовано
число циклов до зарождения усталостной трещи-
ны. Расчет основывается на результатах упругого
анализа напряжений и нормативных показателях
механических свойств материала. Оценку выполня-
ли с использованием усталостной кривой 1 (рис.6)
с введенными коэффициентами запаса по условным
напряжениям nσ – 2, количеству циклов nN – 20.
Полученные результаты показывают, что экс-
плуатация нефтепроводов D273 и D530 с учетом
наличия рассматриваемых дефектов в фактиче-
ском режиме (табл.1) не представляет опасности
по критериям циклической (табл.5) и статической
прочности (табл.2). Минимальное допустимое
число полных циклов, обусловленное дефектом в
трубе D530 [N] = 1449 при эксплуатационной на-
груженности 50 циклов в год обеспечивает оста-
точный ресурс трубопровода примерно 30 лет.
По аналогии был проведен расчет допусти-
мого числа полных циклов при рабочем дав-
лении Рр = Рn (табл.6). Полученные результаты
показывают, что дальнейшая эксплуатация не-
фтепроводов в режиме максимально возмож-
ного рабочего (нормативного) давления явля-
ется практически небезопасной, так как число
допустимых циклов [N] в этом случае состав-
ляет: для трубопровода D273 – 169, трубопро-
вода D530 – 19 циклов. Число циклов до раз-
рушения Nf (рис.6, кривые 4,5), установленные
с использованием усталостных кривых (кривые
2,3), основанных на действительных механи-
ческих свойствах материала образцов, являют-
ся также весьма ограниченными. Отметим, что
Т а б л и ц а 4 . Нормативное давление в нефтепроводе в зави-
симости от категории участка трубопровода (K1 = 1,55; Рn = 1)
Типораз-
мер
Категория
участка
нефтепровода
R1
n m Pn, МПа Рр/Рn
273×9
I
420
0,75
12,6 0,33
II 0,75
III 0,9
15,1 0,27
IV 0,9
530×8
I
490
0,75
6,6 0,73
II 0,75
III 0,9
7,9 0,61
IV 0,9
Т а б л и ц а 5 . Допустимое число полных циклов изменения рабочего давления
Диаметр трубы, мм Номер
дефекта Рр, МПа Δσiу, МПа Ke σa, МПа [N], цикл
273 I 4,1 192,98 1,0 96,5 3,62·105
II 102,83 51,4 >106
III 106,07 53,0 >106
IV 120,95 60,5 >106
V 241,98 121,0 1,60·105
530 – 4,8 783,36 1,27 498,0 1449
Примечания: Δσiу – размах интенсивности напряжений при условии упругого деформирования; Ke – коэффициент повыше-
ния деформаций в упругопластической области; σa – амплитуда интенсивности условно-упругих напряжений
39ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
при рабочем давлении, не превышающем норма-
тивное и фиксированных размерах рассматрива-
емых дефектов, опасность представляет именно
циклическое нагружение вследствие накопления
усталостного повреждения, в то время как запас
статической прочности остается на одном уровне.
Оценку повреждаемости, накопленной в процес-
се испытаний, выполняли с использованием уста-
лостных кривых 2, 3 (рис.6). В табл. 3 приведены
результаты расчета повреждаемости в дефекте об-
разца D530 и дефекте V образца D273. Как видим,
действительная повреждаемость при испытаниях
превысила расчетную: в случае образца D273 – бо-
лее чем в 5 раз, D530 – в 2 раза. Это указывает на до-
статочно высокую консервативность применяшейся
методики [8]. Результаты определения эксперимен-
тальной долговечности образца D530 и D273 даны
на рис.6 (6 и 7, соответственно). Долговечность об-
разца D273 приведена к уровню нормативного дав-
ления Pn = 15,1 МПа.
Выводы
Проведенные циклические испытания натурных
образцов подтвердили возможность малоциклового
разрушения в период эксплуатации трубопровода
вследствие возникновения продольной усталостной
трещины в зоне коррозионного повреждения.
Малоцикловая прочность определяется уровнем
местных циклических деформаций в дефекте, кото-
рый зависит от его размеров и параметров эксплуа-
тационной нагрузки.
1. Прочность труб магистральных нефте- и продуктопро-
водов при статическом и малоцикловом нагружении.
Обзорная информ. / М.И. Волский, А.С. Аистов, А.П.
Гусенков, Л.К. Гуменный // Сер. Транспорт и хранение
нефти и нефтепродуктов. – М.: ВНИИОЭНГ, 1979. – 56 с.
2. Иванцов О. М. Надежность и экологическая безопас-
ность магистральных трубопроводов – в ХХІ век». –
Киев: ИЭС им. Е.О.Патона, 1998. – С.99–109.
3. ЧМТУ/УкрНИТИ 182-60. Трубы сварные прямошовные.
Технические условия.
4. СНиП 2.05.06–85. Магистральные трубопроводы. – М.:
ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 59 с.
5. ГОСТ 8731–74. Трубы стальные бесшовные горячеде-
формированные.
6. ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. Методы выявления и
определения величины зерна.
7. Assessment of the strength and residual life of pipelines with
erosion-corrosion damage. E.F.Garf, M.A.Netrebsky // The
Paton Welding J. – 2000. – № 9,10. – P.13–18.
8. Fitness-for-service. API Recommended practice 579. First
ed., January 2000.
Features of development of in-service corrosion defects in pipelines at low-cycle mode of loading by inner pressure were studied.
Hydraulic testing of damaged pipes was performed in the testing facility. Stress-strain state of the samples at loading by inner pressure
was studied on the basis of calculation by finite element method. It is revealed that the influence of defect size on static strength and
stress concentration (cyclic strength) is different, as the degree of static strength lowering is determined, primarily, by the length and
depth of the defect, and its influence on stress concentration factor also depends on width. Calculation of fatigue life was based on
the results of analysis of stresses and normative values of material mechanical properties. Evaluation was performed using S-N curve
with introduced margins on engineering stress, nσ – 2, and cycle number nN – 20. Derived results showed that operation of tested
pipes at admissible design pressure is unsafe. Cyclic testing of full-scale samples confirmed the possibility of low-cycle fracture in
the corrosion defect zone during pipeline service, as a result of initiation of a longitudinal fatigue crack on the damaged surface. It is
established that pipeline low-cycle strength is determined by the level of local cyclic deformations in the defect that depends on its
dimensions and parameters of service load.
K e y w o r d s : pipelines, corrosion defects, hydraulic testing, low-cycle strength
Поступила в редакцию
11.01.2013
Т а б л и ц а 6 . Оценка допустимого числа циклов при нормативном давлении
Диаметр трубы, мм Номер
дефекта
Размеры дефекта:
с × d × b*
Pn Рf,
МПа
Ke Salt
k [N]* Nf**
273 V 68×45×7,5 15,1 23,2 2,566 1143,4 169 1546
530 – 60×15×6 7,9 12,3 4,474 2883,9 19 112
Примечания: * – согласно кривой 1 (рис.6); ** – согласно кривым 2, 3 (рис.6) соответственно; Salt
k – эффективная амплитуда
напряжений [8]
Рис. 6. Усталостные кривые: 1 – расчетная для низкоуглеро-
дистых сталей [API]ns = 2; nN = 20; 2 – материала образца
D273; 3 – D530; 4,5 – долговечность при нормативном дав-
лении в трубе D530 и D733 соответственно; 6 – разрушение
образца D530; 7 – D273
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101901 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0235-3474 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:35:40Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Юхимец, П.С. Рыбаков, А.А. Нехотящий, В.А. Филипчук, Т.Н. 2016-06-09T08:12:56Z 2016-06-09T08:12:56Z 2013 Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения / П.С. Юхимец, А.А. Рыбаков, В.А. Нехотящий, Т.Н. Филипчук // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 2. — С. 35-39. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0235-3474 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101901 621.19.21 Рассмотрены особенности развития эксплуатационных коррозионных дефектов трубопроводов при малоцикловом режиме нагружения внутренним давлением. Гидравлические испытания поврежденных труб выполняли на стенде. Напряженно-деформированное состояние образцов при нагружении внутренним давлением исследовали на основании расчетов
 методом конечных элементов. Выявлено, что влияние размеров дефекта на статическую прочность и концентрацию
 напряжений (циклическую прочность) различно, поскольку степень снижения статической прочности определяется, в
 первую очередь, длиной и глубиной дефекта, а его влияние на коэффициент концентрации напряжений зависит, кроме
 того, и от ширины. Расчет долговечности основывался на результатах анализа напряжений и нормативных показателях
 механических свойств материала. Оценка выполнялась с использованием усталостной кривой с введенными коэффициентами запаса по условным напряжениям nσ – 2, количеству циклов nN – 20. Полученные результаты показали, что
 эксплуатация испытываемых труб при допустимом расчетном давлении небезопасна. Циклические испытания натурных
 образцов подтвердили возможность малоциклового разрушения в зоне коррозионных дефектов в период эксплуатации
 трубопровода вследствие возникновения продольной усталостной трещины на поверхности повреждения. Установлено,
 что малоцикловая прочность трубопровода определяется уровнем местных циклических деформаций в дефекте, который
 зависит от его размеров и параметров эксплуатационной нагрузки. Features of development of in-service corrosion defects in pipelines at low-cycle mode of loading by inner pressure were studied.
 Hydraulic testing of damaged pipes was performed in the testing facility. Stress-strain state of the samples at loading by inner pressure
 was studied on the basis of calculation by finite element method. It is revealed that the influence of defect size on static strength and
 stress concentration (cyclic strength) is different, as the degree of static strength lowering is determined, primarily, by the length and
 depth of the defect, and its influence on stress concentration factor also depends on width. Calculation of fatigue life was based on
 the results of analysis of stresses and normative values of material mechanical properties. Evaluation was performed using S-N curve
 with introduced margins on engineering stress, nσ – 2, and cycle number nN – 20. Derived results showed that operation of tested
 pipes at admissible design pressure is unsafe. Cyclic testing of full-scale samples confirmed the possibility of low-cycle fracture in
 the corrosion defect zone during pipeline service, as a result of initiation of a longitudinal fatigue crack on the damaged surface. It is
 established that pipeline low-cycle strength is determined by the level of local cyclic deformations in the defect that depends on its
 dimensions and parameters of service load. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Научно-технический раздел Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения Hydraulic testing of pipe sections with corrosion damage in the mode of low-cycle loading Article published earlier |
| spellingShingle | Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения Юхимец, П.С. Рыбаков, А.А. Нехотящий, В.А. Филипчук, Т.Н. Научно-технический раздел |
| title | Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения |
| title_alt | Hydraulic testing of pipe sections with corrosion damage in the mode of low-cycle loading |
| title_full | Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения |
| title_fullStr | Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения |
| title_full_unstemmed | Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения |
| title_short | Гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения |
| title_sort | гидроиспытания трубных секций с коррозионными повреждениями в режиме малоциклового нагружения |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101901 |
| work_keys_str_mv | AT ûhimecps gidroispytaniâtrubnyhsekciiskorrozionnymipovreždeniâmivrežimemalociklovogonagruženiâ AT rybakovaa gidroispytaniâtrubnyhsekciiskorrozionnymipovreždeniâmivrežimemalociklovogonagruženiâ AT nehotâŝiiva gidroispytaniâtrubnyhsekciiskorrozionnymipovreždeniâmivrežimemalociklovogonagruženiâ AT filipčuktn gidroispytaniâtrubnyhsekciiskorrozionnymipovreždeniâmivrežimemalociklovogonagruženiâ AT ûhimecps hydraulictestingofpipesectionswithcorrosiondamageinthemodeoflowcycleloading AT rybakovaa hydraulictestingofpipesectionswithcorrosiondamageinthemodeoflowcycleloading AT nehotâŝiiva hydraulictestingofpipesectionswithcorrosiondamageinthemodeoflowcycleloading AT filipčuktn hydraulictestingofpipesectionswithcorrosiondamageinthemodeoflowcycleloading |