Автоматичне зварювання, 2020, №09



2020 №09 (08)

DOI of Article 10.37434/as2020.09.01

2020 №09 (02)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 9, 2020, с. 11-21

Чисельна методологія прогнозування надійності та залишкового ресурсу зварних трубопровідних елементів із корозійно-ерозійними дефектами

О.С. Міленін, О.А. Великоіваненко, Г.П. Розинка, Н.І. Півторак

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Для розв’язання типових практичних задач експертного аналізу технологічного стану та залишкового ресурсу безпечної експлуатації зварних елементів магістральних та технологічних трубопроводів із виявленими в процесі діагностики дефектами корозійно-ерозійної втрати металу розроблено комплекс методик, математичних моделей та засобів їх скінченно-елементної реалізації. Для зниження консервативності аналізу враховано взаємопов’язані процеси термодеформування при монтажному та ремонтному зварюванні, а також зародження та розвиток докритичного пошкодження матеріалу дефектної конструкції за в’язким механізмом в процесі експлуатації за складних температурно-силових умов зовнішнього впливу. Було розроблено методики статистичного аналізу схильності зварних трубопроводів до руйнування на основі методів Вейбула та Монте-Карло, підтверджено адекватність розроблених розрахункових методів. Визначено особливості впливу зварювання на надійність та працездатність магістральних і технологічних трубопроводів із виявленими дефектами корозійно-ерозійної втрати металу для мінімально консервативних рекомендацій щодо можливості безпечної експлуатації трубопроводів. Бібліогр. 18, табл. 2, рис. 12
Ключові слова: трубопровід, дефект корозійно-ерозійної втрати металу, зварне з’єднання, граничний стан, надійність, ймовірність руйнування, в’язке руйнування

Надійшла до редакції 19.08.2020

Список літератури

1. Lemaitre, J., Desmorat, R. (2005) Engineering Damage Mechanics. Ductile, Creep, Fatigue and Brittle Failures. Berlin, Springer-Verlag. https://doi.org/10.1007/b138882.
2. de Geus, T.W.J., Peerlings, R.H.J., Geers, M.G.D. (2015) Microstructural modeling of ductile fracture initiation in multiphase materials. Engineering Fracture Mechanics, 147, 318–330. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2015.04.010.
3. Makhnenko, V. (2013) Problems of examination of modern critical welded structures. The Paton Welding J., 5, 21–28.
4. Wei, Y., Zhang, L., Au, F.T.K. et al. (2016) Thermal creep and relaxation of prestressing steel. Construction and Building Materials, 128, 118–127. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.10.068.
5. Velikoivanenko, E., Milenin, A., Popov, A. et al. (2019) Methods of numerical forecasting of the working performance of welded structures on computers of hybrid architecture. Cybernetics and Systems Analysis, 55, 1, 117–127. https://doi.org/10.1007/s10559-019-00117-8.
6. Xue, L. (2007) Damage accumulation and fracture initiation in uncracked ductile solids subject to triaxial loading. Int. J. of Solids and Structures, 44, 5163–5181. https://doi. org/10.1016/j.ijsolstr.2006.12.026.
7. Миленин А.С., Великоиваненко Е.А., Розынка Г.Ф., Пивторак Н.И. (2016) Моделирование процессов зарождения и развития докритической поврежденности металла сварных трубопроводных элементов при малоцикловом нагружении. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 4, 14–20. https://doi.org/10.15407/tdnk2016.04.03.
8. Jones, N. (2012) Structural Impact. Second edition. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9780511624285
9. Lemaitre, J., Chaboche, J.-L. (1990) Mechanics of Solid Materials. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9781139167970.
10. Миленин А.С., Великоиваненко Е.А., Розынка Г.Ф., Пивторак Н.И. (2013) Моделирование процессов зарождения и развития пор вязкого разрушения в сварных конструкциях. Автоматическая сварка, 5, 22–29.
11. Chen, Z., Butcher, C. (2013) Micromechanics Modelling of Ductile Fracture. Springer Netherlands. https://doi. org/10.1007/978-94-007-6098-1.
12. Milenin, O. (2017) Numerical prediction of the current and limiting states of pipelines with detected flaws of corrosion wall thinning. Journal of hydrocarbon power engineering, 4, 1, 26–37.
13. Lindquist, E.S. (1994) Strength of materials and the Weibull distribution. Probabilistic Engineering Mechanics, 9, 3, 191–194. https://doi.org/10.1016/0266-8920(94)90004-3.
14. Milenin, A., Velikoivanenko, E., Rozynka, G., Pivtorak, N. (2019) Probabilistic procedure for numerical assessment of corroded pipeline strength and operability. International J. of Pressure Vessels and Piping, 171, 60–68. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2019.02.003.
15. Махненко В.И. (2006) Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. Киев, Наукова думка.
16. Lawless, J.F. (2002) Statistical Models and Methods for Lifetime Data. John Wiley & Sons, Inc., Floboken, New Jersey. https://doi.org/10.1002/9781118033005.
17. Cronin, D. (2000) Assessment of Corrosion Defects in Pipelines. PhD thesis. University of Waterloo.
18. Kitching, R., Zarrabi, K. (1982) Limit and burst pressures for cylindrical shells with part-through slots. International J. of Pressure Vessels and Piping, 10, 4, 235–270. https://doi.org/10.1016/0308-0161(82)90035-7

---

Реклама в цьому номері:

---