Долговечности трубопроводов

36. Тышкевич В.А., Машков Ю.К. Расчет долговечности сферического сопряжения на основе ускоренного испытания на износ // Вестник машиностроения. 1973. №4. С. 24-27.

С учетом результатов проведенного анализа полей деформаций и выявленных особенностей процесса деформирования дальнейшие исследования НДС в связи с расчетной оценкой малоцикловой долговечности сферического корпуса выполнены применительно к опасной зоне.

На основе полученных закономерностей накопления повреждений выполнена расчетная оценка малоцикловой долговечности сферического корпуса с учетом соответствующих допущений и приближений.

При расчете долговечности сферического корпуса с учетом квазистатических повреждений по уравнению

Существенно, что значение малоцикловой долговечности сферического корпуса, найденное с учетом кинетики процесса циклического упругопластического деформирования по уравнению (5.5) при условии df = 1, но без учета квазистатического повреждения (ds = 0), также превышает (N*P = 425) экспериментальное значение.

5.3. Расчет малоцикловой долговечности сферического оболочечного корпуса при термоциклическом нагружении.................. 252

Интегрируя это выражение в пределах от 0 до t и от б,0 до е\пр, можно получить уравнение для численного расчета долговечности сферического элемента в условиях общей механохимической повреждаемости:

С учетом результатов проведенного анализа полей деформаций и выявленных особенностей процесса деформирования дальнейшие исследования НДС в связи с расчетной оценкой малоцикловой долговечности сферического корпуса выполнены применительно к опасной зоне.

На основе полученных закономерностей накопления повреждений выполнена расчетная оценка малоцикловой долговечности сферического корпуса с учетом соответствующих допущений и приближений.

При расчете долговечности сферического корпуса с учетом квазистатических повреждений но уравнению

Существенно, что значение малоцикловой долговечности сферического корпуса, найденное с учетом кинетики процесса циклического упругопластического деформирования по уравнению (5.5) при условии df = ], но без учета квазистатического повреждения (ds = 0), также превышает (NJ? = 425) экспериментальное значение.

В книге ообощен комплекс вопросов, посвященных повышению корро-зионно-механической стойкости нефтегазовых трубопроводных систем. Приводятся современные представления о механизмах протекания наиболее распространенных видов коррозионно-механического разрушения.' Рассмотрены вопросы диагностики и прогнозирования долговечности трубопроводов.

ДОЛГОВЕЧНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ В

ГЛАВА 6. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ В УСЛОВИЯХ ПЕРЕМЕННОГО НАГРУЖЕНИЯ ПО КИНЕТИКЕ ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОДЕФОРМАЦИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ МЕТАЛЛА..............................................................................................126

тате пусков и остановок агрегатов перекачивающих станций. Цикличность нагрузок обусловливается изменением режимов перекачки, срабатыванием систем аварийной защиты, периодическими гидроопрессовками, профилактическими и ремонтными остановами и т. д. При этом число циклов изменения нагрузки за срок службы магистрального трубопровода (20 лет) составляет в среднем 7-Ю3 [10, 88]. Для некоторых участков трубопровода в зависимости от его состояния и загруженности число циклов может оказаться больше указанной средней величины или может быть отработано за более короткий срок. Все это подтверждает актуальность вопроса об определении долговечности трубопроводов высокого давления с учетом малоцикловой прочности.

Таким образом в целях повышения надежности и долговечности трубопроводов необходимо повышать качество обработки внутренней поверхности.

Тепловые сети современных промышленных предприятий и городов представляют собой сложные инженерные сооружения, имеющие разветвленную цепь надземных и подземных трубопроводов в основном канальной прокладки. Они являются составной частью системы централизованного или местного теплоснабжения и предназначены для транспорта тепловой энергии от источников тепла к потребителям. В качестве теплоносителя в тепловых сетях используется вода или водяной пар. В РФ для централизованного теплоснабжения (особенно для коммунально-бытового) температура теплоносителя в большинстве случаев превышает 100 С (до 150 С), что в основном и определяет особенности конструкции теплопроводов. В отличие от других ("холодных") протяженных и сложноразветвленных подземных металлических сооружений теплопроводы в процессе эксплуатации имеют значительные осевые (линейные) перемещения вследствие термического удлинения стали. Температурные колебания в большом диапазоне вызывают знакопеременную и повторно-статическую деформацию металла, что, безусловно, способствует снижению коррозионно-механической прочности и долговечности трубопроводов, в первую очередь за счет уменьшения срока службы изоляционных покрытий и проявления механо-химической коррозии и требует применения специальных конструкций для компенсации тепловых перемещений и снятия механических напряжений в металле трубы.

На наш взгляд такое распределение характеристик прочности и пластичности для труб является результатом теоретического анализа при некоторых не совсем адекватных исходных условиях. Например, известен факт реализации плоской деформации при испытаниях широких пластин с соотношением сторон поперечного сечения В/8>5. где В и б - ширина и толщина пластины (или трубной заготовки). Если развернуть трубу длиной, равной, хотя бы диаметру D, то получим, что D/5 = В/8»5. Другими словами, при испытаниях труб должно преимущественно создаваться условия плоской деформации (имеется в виду при пластических деформациях). В дополнение к этому, условия работы подземных трубопроводов способствуют к реализации в трубе плоской деформации. В связи с этим нами предлагается при оценке прочности и долговечности трубопроводов использовать схему трубы в условиях плоской деформации те = 0 и плоского напряженного состояния т<, = 0,5 (рисунок 3.40 - штриховая линия). Из этого рисунка видно, что при осевом растяжении интенсивность деформаций в 1,73 раза больше, чем трубах с днищами.

В процессе эксплуатации трубопроводов в их конструктивных элементах возникают различные коррозионные повреждения, вызывающие общее (равномерное или неравномерное) и локализованное (в результате язвенной, канавочной и питтинговой коррозии, коррозионного растрескивания и др.) снижение их рабочего сечения, несущей способности и долговечности трубопроводов. В связи с этим возникают две взаимосвязанные и сложные проблемы установления степени снижения несущей способности и долговечности конструктивных элементов с различными коррозионными повреждениями. Такие сведения необходимы для принятия обоснованных технических решений по дальнейшей эксплуатации трубопроводов с соблюдением всех требований промышленной и экологической безопасности.

Решению указанных проблем посвящено большое количество опубликованных работ. Здесь необходимо отметить большие достижения современных научных школ профессоров В.Л. Березина, О.И. Стеклова, А.Г. Гумерова, Н.А. Махутова, E.ML Морозова и др. Однако, большинство известных работ посвящено решению первой проблеме-оценке несущей способности конструктивных элементов трубопроводов с различными дефектами и, в частности, с коррозионными повреждениями. Имеющиеся в литературе данные по второй проблеме в основном касаются вопросов влияния различных дефектов на малоцикловую долговечность трубопроводов. Значительно меньше опубликованных работ по расчетному определению долговечности трубопроводов с коррозионными повреждениями, вызывающими локализованную механохимическую повреждаемость. Рекомендуемые аналитические зависимости [53] для расчетов долговечности элементов в условиях механохимической повреждаемости даются без соответствующих выводов и обоснований и охватывают частные задачи, касающиеся сосудов давления. При этом большинство из них носит сложный характер, и для практического их использования требуется специаиьная научно-практическая подготовка. Необходимо также

значениях ДА". При больших значениях AA"= 20-30 МПа • м°*5 этот эффект также существенен (5-кратное увеличение). Предложены аналитические зависимости для расчета скорости развития усталостных трещин в материалах трубопроводов в условиях, моделирующих эксплуатационные. Полученные результаты исследования будут использованы для оценки долговечности трубопроводов АЭС в рамках анализа условий выполнения концепции ТПР (см. разд. 2.9 и 2.13).

126. Махутов Н.А., Пермяков В.Н. Оценка статической прочности и циклической долговечности трубопроводов с учетом локальных упругопластических деформаций // Там же. — С. 104.