Оцінювання роботоздатності та довговічності елементів трубопроводів, підданих дії статичних навантажень та корозійних середовищ

Малик О.М. Поведінка електродного потенціалу в трубному елементі, звареному вздовж твірної // Матеріали відкритої науково-технічної конференції молодих науковців і спеціалістів Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка Національної академії наук України (КМН-2003). – Львів: Національна академія наук України; Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка, 2003. – С. 122-125.

Малик О.М. Визначення електродного потенціалу в диску, що знаходиться під дією зосереджених сил // Матеріали конференції молодих учених із сучасних проблем механіки і математики імені академіка Я.С. Підстригача. – Львів: Національна академія наук України. Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача, 2005. – С. 114-115.

 

 

Малик О.М. Оцінювання роботоздатності та довговічності елементів трубопроводів, підданих дії статичних навантажень та корозійних середовищ. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – механіка деформівного твердого тіла. – Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, Львів, 2007.

Дисертація присвячена дослідженню впливу напружено-деформованого стану на інтенсивність та локалізацію корозійного ураження матеріалів, що контактують із середовищами різної активності в околі концентраторів напружень типу порожнин, раковин, щілин, зокрема, в зоні зварних швів. Об’єктами досліджень є пружно-деформівні тіла з концентраторами напружень, а також елементи конструкцій із зварним швом, що контактують з робочими середовищами.

Побудовано аналітичний метод, що враховує вплив напружено-деформованого стану на інтенсивність та локалізацію корозійного ураження матеріалів в околі різного роду концентраторів напружень. Встановлено розподіли електричних й електродних потенціалів в околі концентраторів напружень типу пор, заглиблень, щілиноподібних порожнин, зварних швів. Визначено розміри і координати поділу анодних і катодних ділянок та на цій основі встановлені розміри потенційно небезпечних до корозійної пошкоджуваності ділянок залежно від геометрії заповнених середовищем концентраторів напружень та відповідного напружено-деформованого стану. 

Шляхом оцінки росту концентраторів напружень типу раковин змодельовано процес корозійного руйнування з боку внутрішньої поверхні труби, коли його інтенсивність на дні дефекту залежить від рівня напружень розтягу і провідності середовища. Оцінено залишковий ресурс трубопровідних елементів, що контактують з робочими середовищами.

Ключові слова: напружено-деформований стан, залишкові напруження, робоче середовище, інтенсивність корозійного пошкодження, зварний шов, тріщиноподібні дефекти, залишковий ресурс.

 

 

Малык О.М. Оценивание работоспособности и долговечности элементов трубопроводов, подданных действию статических нагрузок и коррозионных сред. – Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 – механика деформируемого твердого тела. – Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко НАН Украины, Львов, 2007.

Диссертация посвящена исследованию влияния напряженно-деформированного состояния на интенсивность и локализацию коррозионного воздействия на материалы, которые контактируют со средами разной активности возле концентраторов напряжений типа полостей, раковин, щелей, в частности, в зоне сварных швов. Объектами исследований являются упруго - деформированные тела с концентраторами напряжений, а также элементы конструкций со сварным швом, которые контактируют с рабочими средами.

В работе предложен аналитический метод, учитывающий влияние напряженно-деформированного состояния на интенсивность и локализацию коррозионного воздействия на материалы возле разного рода концентраторов напряжений. Установлено распределение электрических и электродных потенциалов возле концентраторов напряжений типа пор, углублений, трещиноподобных полостей, сварных швов. Определены размеры и координаты раздела анодных и катодных участков и на этом основании установлены размеры потенциально опасных к коррозионному поражению участков зависимо от геометрии заполненных средой концентраторов напряжений и соответствующего напряженно-деформированного состояния. 

Показано, что с ростом внутреннего давления в трубе с продольным швом усиливается интенсивность равномерного коррозийного разрушения, однако это не влияет на перераспределение участков поверхности трубы на пораженные и непораженные участки, которое зависит лишь от характера заданного распределения остаточных напряжений и состава среды. Также решена задача интенсификации коррозийного разрушения комбинированного сварного соединения “сталь 12Х1МФ - шов - сталь Х18Н10Т” остаточными растягивающими напряжениями и на основании найденного распределения электродного потенциала обосновано ускоренное разрушение стали 12Х1МФ в зоне сварного шва.

Путем оценки роста концентраторов напряжений типа раковин смоделирован процесс коррозионного разрушения со стороны внутренней поверхности трубы, при котором интенсивность коррозионных процессов на дне дефекта зависит как от уровня растягивающих напряжений, так и проводимости среды. Проведена оценка остаточного ресурса трубопроводных элементов, которые контактируют с рабочими средами.

Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, остаточные напряжения, рабочая среда, электрический и электродный потенциалы, сварной шов, трещиноподобные дефекты, длина трещины.

 

 

Malyk О.М. Evaluations of serviceability and durability of pipeline elements of subjected to static loadings and corrosive environments effect. - Manuscript

Dissertation for gaining a scientific degree of the Candidate of Sciences (Engineering) in specialty 01.02.04. – Mechanics of deformed solids – Karpenko Physico-Mechanical Institute of National Academy of Science of Ukraine, Lviv, 2007.

The dissertation covers investigations of the influence of the stress-strain state on the intensity and localization of corrosive damages of materials, which contact with the environments of a different activity near stress concentrators like cavities, shells, cracks, in particular in the area of the welds. Elastic deformed bodies with stress concentrators and also structural elements with the welds that contact with working environments are the objects of researches.

An analytical method, which takes into account the influence of the stress-strain state on the intensity and localization of corrosive damages of materials near different types stress concentrators, has been built. Distribution of electric and electrode potentials near stress concentrators like pores, dents, crack-like defects and welds has been established. Sizes and co-ordinates of anode and cathode areas division have been found and on this basis the sizes of areas potentially dangerous to corrosive damaging depending on the geometry of the environment filled stress concentrators and proper corresponding stress-strain state have been determined. 

By assessing the growth of stress concentrators like shells the process of corrosive fracture is modeled from the side of internal pipe surface, at which corrosive processes the intensity at the defect bottom depends both on the level of tensile stress, and conductivity of environment. Remaining life time of pipeline elements, which are in contact with working environments, has been estimated.

Key words: electric and electrode potentials, working environment, residual stresses, welds, crack-like defects, crack length.