---

Позначення та процедура визначення σ_r згідно з Г.1.1.

Г.1.4 Розрахунок довідкових напружень σ_r для труби з осьовою наскрізною тріщиною відповідно до рисунка В.4.1 (додаток В) слід здійснювати з наступного виразу:

Позначення та процедура визначення σ_r згідно з Г. 1.1.

Г.2 Кільцеві тріщиноподібні дефекти

Г.2.1 Розрахунок довідкових напружень σ_r для труби з кільцевою зовнішньою поверхневою тріщиною відповідно до рисунка В.5.1 (додаток В) слід здійснювати згідно з формулами:

У разі віднесення окружних згинальних напружень до категорії вторинних їх значення потрібно зменшити шляхом ділення на коефіцієнт категорії напружень i, що визначається згідно з 10.3.14 або 10.4.6.

Обчислене значення довідкових напружень σ_r є коректним, якщо значення кута задовольняє наступній умові:

. (Г.14)

У випадку невиконання умови (Г.14) слід скористатись наступною альтернативною процедурою визначення :

Г.2.2 Розрахунок довідкових напружень σ_r для труби з кільцевою внутрішньою поверхневою тріщиною (дефект зображено на рисунку В.6.1) слід здійснювати згідно з Г.2.1.

Г.2.3 Розрахунок довідкових напружень σ_r для труби з кільцевою підповерхневою тріщиною відповідно до рисунка В.7.1 (додаток В) слід здійснювати, використовуючи наступну систему:

Позначення - згідно з формулами (Г.10 - Г.13). У випадку невиконання умови (Г.14) слід скористатись альтернативною процедурою обчислення згідно з формулами (Г.15), замінивши лише 2а / t на а / t.

Г.2.4 Розрахунок довідкових напружень σ_r для труби з кільцевою наскрізною тріщиною відповідно до рисунка В.8.1 (додаток В) слід здійснювати згідно з Г.2.1, враховуючи, що а / t = 1.

Г.3 Корозійні дефекти

Корозійні дефекти е тривимірними і характеризують трьома розмірами: довжиною 2l, шириною 2b та глибиною а.

Г.3.1 Суцільна рівномірна корозія

Розрахунок довідкових напружень для труби з суцільною рівномірною корозією відповідно до рисунка

В. 13.1 (додаток В) слід здійснювати згідно з умовою:

Г.З.2 Місцева корозія

Розрахунок довідкових напружень σ_r для труби з місцевою корозією відповідно до рисунка В. 14.1 (додаток В) проводиться згідно з (Г. 1) - (Г.6) для осьових дефектів та згідно з (Г. 10) - (Г. 15) -для кільцевих. Із отриманих двох значень довідкових напружень вибирається максимальне.

Г.3.3 Локальна корозія

Розрахунок довідкових напружень σ_r для труби з місцевою локальною корозією відповідно до рисунка В. 15.1 (додаток В) у зв'язку з консервативною схематизацією дефекта слід здійснювати згідно з Г.1.1.

Г.4 Дефекти форми

Г.4.1 Розрахунок довідкових напружень σ_r для труби з забоїною відповідно до рисунка В.27 (додаток В) здійснюють за процедурою, описаною нижче.

Дефект форми характеризується напівдовжиною / в напрямку осі труби, шириною b в поперечному напрямку та значенням прогину W так, як показано на рисунку В.29.1. У розрахунковій процедурі приймається, що він має прямокутну форму, тобто кожен поперечний переріз труби в місці розташування дефекту має однаковий профіль.

Розраховуються безрозмірні геометричні параметри λ_l та λ_b:

Реальна форма дефекту враховується за допомогою множника 3/4

Визначається параметр послаблення α_∞(х) нескінченної забоїни з глибиною W(х), де х- відстань по поздовжній координаті дефекту, a W(x) - глибина забоїни в залежності від поздовжньої координати:

Параметр послаблення α для скінченного дефекту із заданими геометричними розмірами визначається так:

Оскільки форма дефекту приймається прямокутною, то можна покласти:

W(x) = W;

А = α_∞(х) (Г.21)

На основі параметра послаблення σ_r розраховується довідкове напруження σ_r згідно з Г.1.

У випадку, коли σ_х -<0, отримане значення σ_r слід збільшити на величину σ_х тобто

Г.4.2 Розрахунок довідкових напружень σ_r для труби з вм'ятиною (дефект зображено на рисунку В.28.1) визначається згідно з Г.4.1.

Г.4.3 За умови недостатньої точності розрахунок можна проводити за процедурами, що наведені в альтернативних нормативних документах, наприклад, [8].

ДОДАТОК Д

(довідковий)

РОЗРАХУНОК КІН ДЛЯ ОСНОВНИХ ДЕФЕКТІВ ТРУБОПРОВОДІВ

Розрахунок КІН К_l для труби з осьовими та кільцевими дефектами здійснюється за залежностями, отриманими на основі апроксимації даних, обчислених за методом скінченних елементів. При розрахунку КІН у якості базових використовують формули, що були отримані для еліптичних тріщин. Проте, при великих значеннях співвідношень між осями еліптичних тріщин ці формули не зводяться до рішень для досить видовжених тріщин. Тому в розрахунку присутня альтернативна процедура визначення КІН для видовжених тріщин. Визначення розрахункового КІН здійснюється шляхом вибору мінімального із двох отриманих значень.

Для всіх типів тріщин у випадку, якщо обчислене значення КІН набуває значень менше нуля, К_lпотрібно приймати рівним нулю.

Д.1 Осьові тріщиноподібні дефекти

Д.1.1 К_l для труби з осьовою зовнішньою поверхневою тріщиною відповідно до рисунка В.1.1 (додаток В) визначається за умови вибору:

Визначення функції Y_A - згідно з Д.2.5.

Д.1.2 К_l для труби з осьовою внутрішньою поверхневою тріщиною відповідно до рисунка В.2.1 (додаток В) визначається за умови вибору:

У цих формулах використовують позначення згідно з (Д.4).

Д.1.3 Розрахунок К_l для труби з осьовою підповерхневою тріщиною відповідно до рисунка В.3.1 (додаток В) виконується згідно з формулою:

Визначення функції Y_A згідно з Д.2.5.

Д.1.4 К_l для труби з осьовою наскрізною тріщиною відповідно до рисунка В.4.1 (додаток В) визначається згідно з формулою:

Д.2 Кільцеві тріщиноподібні дефекти

Д.2.1 К ₁ для труби з кільцевою зовнішньою поверхневою тріщиною відповідно до рисунка В.5.1 (додаток В) визначається згідно з умовою вибору:

Визначення функції Y_c - згідно з Д.2.5.

Позначення такі ж, як у формулах (Г.15).

Д.2.2 К_l для труби з кільцевою внутрішньою поверхневою тріщиною відповідно до рисунка В.6.1 (додаток В) визначається з умови:

Д.2.3 Розрахунок К_l для труби з кільцевою підповерхневою тріщиною відповідно до рисунка В.7.1 (додаток В) слід здійснювати згідно з формулою:

Визначення функції Y_c -згідно з Д.2.5.

Д.2.4 Розрахунок К_l для труби з кільцевою наскрізною тріщиною відповідно до рисунка В.8.1 (додаток В) слід здійснювати згідно з формулою:

Д.2.5 Визначення додаткових функцій для розрахунку КІН:

ДОДАТОК Е

(довідковий)

РОЗРАХУНОК КІН ДЛЯ ТРІЩИНОПОДІБНИХ ДЕФЕКТІВ

У ЗВАРНИХ З'ЄДНАННЯХ

Е.1 Осьові тріщини

Е.1.1 Осьова поверхнева зовнішня тріщина К₁ в зварному шві відповідно до рисунка В.17.1 (додаток В) визначається як:

де визначається згідно з Д.1.1, а КІН К₁^зал від залишкових напружень, як:

Е.1.2 Осьова поверхнева внутрішня тріщина К₁ в зварному шві відповідно до рисунка В.18.1 (додаток В) визначається згідно з Е.1.1 з тією лише різницею, що К₁^н згідно з формулою (Е.1) визначається згідно з Д.1.2.

Е.1.3 Осьова підповерхнева тріщина К₁ в зварному шві відповідно до рисунка В.19.1 (додаток В) визначається згідно з Е.1.1 з тією лише різницею, що К ₁^н згідно з формулою (Е.1) визначається згідно з Д.1.3.

Е.1.4 Осьова наскрізна тріщина К₁ в зварному шві відповідно до рисунка В.20.1 (додаток В) визначається згідно з Е. 1.1 з тією лише різницею, що К ₁^н згідно з формулою (Е.1) визначається згідно з Д.1.4.

Е.2 Кільцеві тріщини

Е.2.1 Кільцева поверхнева тріщина в зварному шві - відповідно до рисунка В.21.1 (додаток В).

Оскільки даний дефект знаходиться в зоні залишкових стискальних напружень, то за умови певної консервативності схеми розрахунку їх дозволяється не враховувати.

Розрахунок К_l слід здійснювати згідно з формулою, яка враховує поправочний коефіцієнт на концентрацію напружень:

Параметри ρ і s вибирають згідно з таблицею Е.1. Пояснення до геометричних параметрів зварного з'єднання, представлені в таблиці Е.1, визначаються згідно з рисунком Е.1.

Таблиця Е.1 - Значення параметрів ρ і s

Рисунок Е.1 - Геометричні параметри багатопрохідного стикового зварного з'єднання

Е.2.2 Кільцева внутрішня поверхнева тріщина в зварному шві - відповідно до рисунка В.22.1 (додаток В).

У розрахунках К₁ для даного типу дефекту з додаткових факторів, що визначають специфіку зварного шва, слід врахувати лише залишкові напруження, а концентрацію напружень за умови певної консервативності дозволяється не враховувати. Тоді

Значення осьових залишкових напружень σ₁^зал без урахування релаксації визначається графічно номограмами згідно з рисунком Е.2, де по осі ординат відкладено відносну інтенсивність залишкових напружень ψ, а по осі абсцис - геометричний параметр труби

Параметр питомої теплової енергії зварювання q_n

/ t, кал/см, для трьох значень якого наведені номограми, визначається, якщо взяти до уваги наступну формулу для параметра q_n:

Значення залишкових напружень при інших значеннях питомої енергії зварювання слід визначати шляхом інтерполяції даних.

Відповідальність за вибір параметрів зварювання η_u,. U, I, v та результати розрахунку несе організація, що виконує розрахунок.

Е.2.3 Кільцева підповерхнева тріщина в зварному шві - відповідно до рисунка В.23.1 (додаток В).

Розрахунок K₁ слід здійснювати згідно з Д.2.3.

Е.2.4 Кільцева наскрізна тріщина в зварному шві - відповідно до рисунка В.24.1 (додаток В).

Розрахунок K₁ слід здійснювати згідно з Д.2.4.

Рисунок Е.2 - Значення відносної інтенсивності осьових залишкових напружень ψ в зоні зварного шва в залежності від геометричного параметра труби

ДОДАТОК Ж

(довідковий)

ВИЗНАЧЕННЯ ШВИДКОСТЕЙ РОСТУ ДЕФЕКТІВ

Ж.1 Деградація механічних властивостей матеріалу з часом

Ж.1.1 Моделі деградації механічних властивостей матеріалу σ_В, σ_Т, KCV, К_1с з часом встановлюють на основі емпіричних залежностей, отриманих за даними періодичних діагностичних обстежень неруйнівниими методами згідно з 6.2.3 або на основі проведення експериментальних досліджень матеріалу труб згідно з 6.2, зразки для яких виготовлені з вирізаних під час ремонтів котушок для різних інтервалів експлуатації трубопроводу. Отримання даних здійснюється за додержанням вимог згідно з ДСТУ 4046 до технічного діагностування.

Ж.1.2 На основі експериментальних даних згідно з Ж.1.1 будують графічні або табличні залежності механічних характеристик від часу експлуатації. Необхідні значення механічних характеристик на певний, наперед заданий момент часу визначають із апроксимаційної аналітичної залежності або за процедурою екстраполяції.

Ж.2 Корозійне ураження

Ж.2.1 Швидкість корозії визначається за даними технічної діагностики трубопроводу (ДСТУ 4046) і вважається однаковою лише для ділянок трубопроводу, що експлуатуються в подібних умовах. Швидкість корозії може відрізнятись у залежності від напрямку розповсюдження корозії.

Ж.2.2 Середня швидкість корозії вглиб матеріалу визначається згідно з ДСТУ 4046 або наступним чином:

де a₁ і a₂ -дані двох послідовних замірів глибини дефекту;

ΔT - інтервал часу між двома послідовними замірами.

Прогнозована глибина дефекту:

де a₀ -поточне значення глибини;

k_кp - коефіцієнт надійності щодо швидкості корозії;

Т' -момент часу, на який визначається розмір дефекту.

Ж.2.3 Коефіцієнт надійності щодо швидкості корозії встановлюється самостійно користувачем даного стандатру в залежності від категорії трубопроводу (СНиП 2.05.06). Його значення лежить в діапазоні значень від 1 до 2 включно і пов'язується з достовірністю визначення середньої швидкості корозії. Підвищення достовірності та (або) категорії повинно зменшувати цей коефіцієнт.