Page 61 - Дисертація ГРЕДІЛЬ_ФМІ

61
окремими подіями, пов’язаними з обслуговуванням трубопроводу тощо.

Таким чином, існує кілька факторів появи циклічних навантажень під час

експлуатації [119], тому ймовірність втомного руйнування слід враховувати

в аналізі роботоздатності газопроводу, зважаючи, що водень інтенсифікує

ріст утомних тріщин. Пришвидшення росту втомних тріщин (РВТ) у водні

вважають однією з головних викликів для транспортування водневовмісних

сумішей трубопроводами [10, 113, 115, 120].
Численні дослідження показали, що водень значно прискорює ріст

тріщин, особливо у високоміцних сталях [5, 121–123]. Вказують [120], що

РВТ у вуглецевих сталях у водні на ділянці Періса може зростати майже на

порядок порівняно з повітрям чи нейтральним середовищем, навіть якщо

його тиск лише 1 атм. Ефект залежить від тиску водню, частоти та асиметрії

R циклічного навантаження [7]. Зростання тиску зазвичай пришвидшує РВТ,

що помітно за малих розмахів коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН)

K, а за вищих K вплив водневого тиску швидко досягає насичення [124].

Вплив асиметрії навантаження на РВТ у водні не має чіткої закономірності

[7]. Зокрема, автори [125] встановили, що за низької асиметрії (R < 0,4),

швидкість РВТ у водні не залежить від R. За вищих значень спостерігається

пришвидшення РВТ, однак воно обумовлене максимальним КІН, що досягає

порогу виникнення руйнування у водні. Зниження частоти циклічного

навантаження загалом пришвидшує РВТ у водні [7], однак досягає плато за

низьких частот випробувань [126].

Узагальнена схема впливу згаданих факторів, сформована авторами

[127] на основі досліджень кількох сталей трубопроводів та резервуарів у

водні та вологому повітрі, подана на рис. 1.7. Для середньої ділянки

кінетичної діаграми втомного руйнування (КДВР) є певний максимальний

Т
КІН K макс, що характеризує початок пришвидшення воднем РВТ. Таким
чином, збільшення R зміщує початок воднем спричиненої інтенсифікації

РВТ за певного його тиску у бік менших значень розмаху КІН, оскільки K

Т
= (1 – R)K макс знижується з ростом асиметрії. Встановлено, що у