Методи оцінювання руйнування та міцності трубопровідних сталей та конструкцій за дії робочих середовищ. Ч. 1. Вплив корозивного чинника

Abstract

Узагальнено сучасні методи оцінки міцності та ризику руйнування елементів трубопровідних конструкцій за підходами механіки руйнування матеріалів із урахуванням особливостей впливу корозивного чинника. Розглянуто стадії початкової корозійної пошкоджуваності металу та поверхневого корозійно-втомного тріщиноутворення у трубопровідних сталях. Виявлено вплив хімічного складу середовища, частоти та асиметрії циклу навантаження, а також терміну експлуатації на їх циклічну корозійну тріщиностійкість. Для експертних оцінок роботоздатності та ризику руйнування трубопровідних систем із корозійними тріщиноподібними дефектами запропоновано спеціальні діаграми, які містять три характерні зони: безпечної експлуатації, експлуатації з прогнозованим розвитком наявних тріщиноподібних дефектів та ризику крихкого руйнування.

Обобщены современные методы оценки прочности и риска разрушения элементов трубопроводных конструкций за критериями механики разрушения материалов с учетом особенностей влияния коррозионного фактора. Рассмотрены стадии начальной коррозионной повреждаемости металла и поверхностного коррозионно-усталостного трещинообразования в трубопроводных сталях. Выявлено влияние химического состава среды, частоты и асимметрии цикла нагружения, а также срока эксплуатации на циклическую коррозионную трещиностойкость трубопроводных сталей. Для экспертных оценок работоспособности и риска разрушения трубопроводных систем с трещиноподобными дефектами предложены специальные диаграммы, содержащие три характерные зоны: безопасной эксплуатации, эксплуатации с прогнозированным развитием существующих трещиноподобных дефектов и риска хрупкого разрушения.

The modern methods for strength and fracture risk assessment of pipeline structures are presented using fracture mechanics criteria with account of specific effect of the corrosion factor. The stages of initial corrosion damaging and surface corrosion fatigue crack initiation in pipeline steels are considered. The effects of chemical composition of environment, frequency and stress ratio and also the time of operation on cyclic corrosion crack growth resistance of pipeline steels are considered. For expert assessment of the serviceability and fracture risk of pipelines systems the special diagrams are proposed, which contain three characteristic zones: safe exploitation, exploitation with predicted growth of existing crack-like defects and zone of brittle fracture risk.