Анализ изменения формы усталостной поверхностной трещины в трубопроводе

Abstract

Разработана модель развития несквозных поверхностных дефектов в трубопроводе, нагруженном переменным внутренним давлением. Составной частью модели является предложенная схема учета изменения локальных разрушающих напряжений вдоль криволинейного фронта трещины. Обоснование теоретической модели рассматривается в сравнении с экспериментальными данными, приведенными в литературных источниках. Проведено комплексное параметрическое исследование влияния на развитие поверхностных трещин геометрических параметров начального дефекта, размеров трубопровода, а также изменения свойств сталей, обусловленных видом термообработки и температурой испытаний.

Розроблено модель розвитку поверхневих дефектів, що не є наскрізними, у трубопроводі, навантаженому змінним внутрішнім тиском. Складовою частиною моделі є запропонована схема урахування зміни локальних руйнівних напружень вздовж криволінійного фронту тріщини. Обгрунтування теоретичної моделі розглядається в порівнянні з експериментальними даними, наведеними в літературних джерелах. Проведено комплексне параметричне дослідження щодо впливу на розвиток поверхневих тріщин геометричних параметрів початкового дефекту, розмірів трубопроводу, а також зміни властивостей сталей, зумовлених типом термообробки і температурою випробувань.

A model of the development of part-through surface defects in a pipeline under alternating internal pressure has been developed. As a constituent of the model, we propose the scheme for taking into account variation of the local destructive stresses along the curvilinear crack front. Substantiation of the theoretical model is considered in comparison with experimental data reported in the literature. A complex parametric study is performed into the effect on the development of surface cracks of the geometric parameters of initial defect, pipeline dimensions, and the variation of properties of steels attributed to a kind of thermal treatment and test temperature.