71
Приложение В (справочное)
Расчет давления пластического разрушения
В.1 Общие положения
При выводе формул для определения стойкости труб к внутреннему давлению различают возникновение текучести (приложение А) и разрушение тела трубы, которое может быть пластическим (вязким) или хрупким. В таблице В.1 приведены характеристики разрушения под действием внутреннего давления.
В.2 Пластическое разрушение тела трубы
В.2.1 Общие положения
По формулам проектного давления пластического разрушения определяют фактическое разрушение тела трубы под действием внутреннего давления, а формулы трехмерной текучести (приложение А) относятся к возникновению пластической деформации, а не к потере целостности трубы. По формулам проектного давления пластического разрушения определяют способность трубы выдерживать внутреннее давление без потери герметичности.
Эти формулы применимы только в том случае, когда металл трубы обладает в данной среде достаточно высокой вязкостью, превышающей минимальную, так что деформация трубы в данной среде носит пластический, а не хрупкий характер даже при наличии незначительных несовершенств.
Формулы проектного давления пластического разрушения учитывают минимальную допустимую толщину стенки и наружный диаметр трубы, максимальную глубину несовершенств, невыявленных системой контроля, вязкость разрушения и деформационное упрочнение металла, предел прочности трубы. Предел текучести не оказывает непосредственного влияния на давление пластического разрушения, но влияет на коэффициент упрочнения kh.
Формулы проектного давления пластического разрушения могут быть выведены на основе механики равновесия трубы в сочетании с моделью пластичности трубы и моделью влияния несовершенств. Вывод формул не входит в область применения настоящего стандарта, а приведен в документах [21] и [22].
Формулы предельных значений давления пластического разрушения и формулы проектного давления пластического разрушения основаны на трех взаимосвязанных положениях:
- формуле равновесия пластического разрушения трубы с известными допустимыми минимальными значениями толщины стенки и наружного диаметра;
- уменьшении допустимой минимальной толщины стенки на глубину несовершенств, невыявленных системой контроля;
- критерии минимальной вязкости, при котором происходит пластическое разрушение.
Эти формулы применимы для труб, находящихся под действием давления и осевой нагрузки, но не применимы для определения стойкости труб при усталостных нагрузках. Вычитание из толщины стенки трубы глубины несовершенств и учет вязкости металла труб основаны на механике разрушения, которая связывает измеренную вязкость разрушения J1c образцов труб с расчетной интенсивностью напряжений в вершине трещины (J-интегралы) как функцию от глубины несовершенств. Подробнее — см. далее.
Дополнительная информация приведена в [5] и [23].
В.2.2 Формула предельных значений давления пластического разрушения для трубы с торцевым уплотнением
В.2.2.1 Общие положения
Пластическое разрушение труб с торцевым уплотнением под действием внутреннего давления происходит при достижении давления PiR