Estimation of static strength of sections of the linear pipeline portion with a colony of corrosion fine cracks

Abstract

Аннотация В статье представлен апробированный аналитический аппарат для определения сложного напряжённого состояния в материале линейной части магистрального газопровода с коррозионным растрескиванием под напряжением в виде колонии трещин. Определены критические напряжения и получена аналитическая зависимость для расчёта допустимого внутреннего давления для повреждённого трубопровода, не удовлетворяющего условиям прочности. Приведённая расчётная модель напряжённого состояния отличается от своих аналогов тем, что не ограничивается стандартными приёмами, основанными только лишь на ослаблении сечения, а учитывает концентрацию напряжений в зоне с поверхностным дефектом, что положительно сказывается на точности определяемых параметров. Введённые дополнительные условия при выборе допускаемых напряжений обеспечивают корректность прочностного расчёта, особенно в тех случаях, когда в стенке трубопровода имеются коррозионные трещины с относительно большой глубиной. Помимо этого, в представленном способе имеется возможность учесть влияние термической составляющей на сложное напряжённое состояние. Изложенный теоретический аппарат нашёл подтверждение при конечно-элементном моделировании в программной среде Ansys Mechanical. Результатами практической реализации данной работы являются приведённые рекомендации по оценке технического состояния труб с трещиноподобными дефектами различной природы, а также определение величины максимального разрешённого рабочего давления, удовлетворяющего условиям прочности при эксплуатации магистрального газопровода, подверженного коррозионному растрескиванию под напряжением.