ГОСТ 34027—2016
Приложение В
(рекомендуемое)
Кинетические уравнения роста дефектов
В.1
Уравнения роста коррозионных дефектов
В.1.1 Рост коррозионных дефектов, вызванных сплошной и местной коррозией
В.1-1.1 В общем случае при наличии функциональных зависимостей скорости роста коррозионных дефектов
от времени прогнозные оценки достижения этими дефектами своих предельных значений роста могут быть полу
чены путем интегрирования дифференциальных уравнений первого порядка (В.1)
== vb(0.(В.1)
где аи 6 — глубина и длина коррозионного дефекта, мм;
I
— время, год;
va(l)
и иь(/) — скорость коррозии по глубине и длине дефекта. мм<’год.
В.1.1.2 В простейшем и наиболее распространенном для практических расчетов подходе к оценке роста раз
меров коррозионных дефектов используют прогнозные данные о скорости проникновения коррозии к., вглубь ма
териала конструкции, значения которой принимают постоянными на разных уровнях агрессивности коррозионного
воздействия вдоль трассы магистрального газопровода (см. 4.4.4). Скорость проникновения коррозии иа может
быть определена в соответствии с методом, рекомендованным в приложении М.
П р и м е ч а н и е — При проведении прогнозной оценки роста размеров коррозионных дефектов мини
мальное значение скорости их роста по поверхности металла (вдоль элемента конструкции в продольном или
поперечном направлении) кь может быть принято в 20 раз больше, а максимальное в 100 раз больше скорости про
никновения коррозиив глубину металла. Уточнение этих значений может быть получено по результатам анализа
данных о размерах коррозионных дефектов, зафиксированных при проведении технического диагностирования
существующих газопроводов-аналогов, эксплуатируемых в схожих природно-климатических и грунтово-геологиче
ских условиях.
В.1.1.3 С учетом принимаемых согласно В.1.1.2 допущений и в соответствии с решением уравнений (В.1)
размеры дефектов могут быть вычислены по формулам:
= V *<в-2)
ЬКОр
О)
= V ’-(В-3)
При известных (или оцененных с помощью расчетов) предельных размерах дефекта
aiap(l)
и
b,.op(t),
соответ
ствующих выбранному критерию предельного состояния, с помощью формул (В.2) и (В.З) может быть определено
значение времени, в течение которого эти предельные размеры будут достигнуты.
В. 1.1.4 Пример применения изложенного в В.1.1.2 подхода приведен в приложении Е.
В.1.2 Рост трещин при коррозионном растрескивании при действии механических напряжений.
В. 1.2.1 Для получения прогнозных оценок роста трещин КРН, возникающих при совместном действии на
элемент конструкции агрессивной окружающей среды и статически приложенных механических или остаточных
напряжений, эти трещины, как правило, представляют в виде одиночных трещиноподобных дефектов полуэллип-
тической формы.
В. 1.2.2 Аналитические выражения для оценки роста трещин КРН при статическом и квазистатическом на
гружении могут быть получены в виде функциональных зависимостей. Для проведения практических расчетов с
помощью таких зависимостей связывают скорости роста
da/dt
и
db/dt
(глубины и длины) заменяющих их трещи
ноподобных дефектов с интенсивностью напряжений К, для трещин нормального отрыва. Простая форма таких
аналитических выражений для скоростей роста трещиноподобного дефекта по аналогии с В.1.1.1 гложет быть за
писана в виде следующих дифференциальных уравнений первого порядка
1 Г = Сч Л- К п.кр Х ‘ ри-(В.4)
= С «рн(К..Ь -(В-5)
где а и
Ь
— соответственно глубина и полудлина трещиноподобного дефекта (при аппроксимации его формы в
виде полуэллипса с длинами главных эллиптических осей 2а и 26). мм;
К, а. К, ь — коэффициенты интенсивности напряжений на концах полуэллипса. определяемые в рамках ли
нейной механики разрушения для модели трещин нормального отрыва;
35