72
где kdr — поправочный коэффициент, учитывающий деформацию труб и деформационное упрочнение металла, равный (0,5)kh+1 + (1Л/3 )kh+1;
kh — коэффициент упрочнения для кривой истинного напряжения-деформации, полученной при испытании на одноосное растяжение (см. B.2.3.3); tdr — толщина стенки, рассчитываемая по формуле
tdr = tmin — ka a; (B.2)
tmin — минимальная толщина стенки без учета несовершенств типа трещин, мм;
ka — коэффициент прочности при разрушении, полученный по результатам испытаний и равный 1,0 — для труб из стали L80 тип 13Cr после закалки и отпуска (с мартенситной структурой) и 2,0 — для труб после прокатки и нормализации; при отсутствии результатов испытаний принимается равным 2,0. Значение коэффициента для конкретного металла труб может быть установлено при проведении испытания;
а — в формуле предельных значений — наибольшая фактическая глубина несовершенства типа трещины; в формуле проектных предельных значений — максимальная глубина несовершенства типа трещины, невыявленного системой контроля;
ou — предел прочности при растяжении представительного образца, МПа;
D — номинальный наружный диаметр трубы, мм.
П р и м е ч а н и е — Для данной формулы используют фактические значения tc min, tc max, Dmin, Dmax, Oy, tc ave,
Dave.
При выбранном значении kdr получают среднее значение давления разрушения PiR, прогнозируемое по условиям текучести Треска и фон Мизеса для труб с торцевым уплотнением. Оно учитывает деформационное упрочнение металла и деформацию трубы вплоть до разрушения.
B.2.2.2 Предпосылки формулы предельных значений
Формула предельных значений (B.1) основана на механике равновесия труб с торцевым уплотнением, находящихся под действием внутреннего давления, с учетом деформационного упрочнения. Эта формула была выбрана из шести формул (B.28)—(B.33), результаты расчета по которым сравнивали с результатами разрушения полномасштабных образцов труб широкого ряда групп прочности и отношений D/t. Формулы и модели пластического разрушения, использованные для их оценки, приведены в B.3. По комбинации каждой из шести моделей и массива данных результаты сравнения выражались в форме среднего значения, среднеквадратичного отклонения и коэффициента вариации отношения фактического и расчетного давлений испытания. Формула (B.1) дала наибольшую общую точность для разных массивов данных, среднее значение 1,004 и коэффициент вариации 4,7 %.
Среди результатов испытаний, использованных для корректировки формулы разрушения, не было естественных несовершенств острой формы, насколько они могли быть выявлены. Это вполне понятно, если учитывать частоту появления таких несовершенств в трубах, подвергаемых контролю. Также в формуле предельных значений сначала не учитывалось наличие несовершенств. Однако в дальнейшем формула предельных значений была обобщена, в ней было учтено действие наружного давления и осевого сжатия или растяжения, отличающееся от условий для труб с торцевым уплотнением, а также наличие несовершенств острой формы, невыявлен- ных системой контроля. Описание роли несовершенств в формуле давления пластического разрушения приведено в B.4.
Формула предельных значений (B.1) учитывает поправку на глубину наибольшего фактического несовершенства труб. Кроме того, существует вероятность изготовления труб с несовершенствами и минимальной толщиной стенки. Если формулу предельных значений используют в расчете давления разрушения при детерминистическом подходе, то при этом предполагается 100%-ное наличие несовершенства острой формы глубиной, равной уровню приемки.
Если формулу предельных значений (B.1) используют для расчета давления разрушения при вероятностном подходе, то расчет должен учитывать частоту появления несовершенства острой формы и распределение значений толщины стенки. Анализ по B.4 показал, что редко встречающееся несовершенство глубиной, равной уровню приемки, оказывает более значительное влияние на давление разрушения, чем часто встречающееся несовершенство меньшей глубины. По этой причине применение вероятностного подхода для расчета разрушения предпочтительно при наличии редко встречающихся несовершенств глубиной, равной уровню приемки.
Таким образом, формула предельных значений (B.1) должна всегда включать поправку на глубину несовершенств, а формула предельных значений при вероятностном подходе должна учитывать частоту, с которой могут возникать несовершенства острой формы. При детерминистическом подходе в расчете давления разрушения частоту появления несовершенств глубиной, равной уровню приемки, принимают равной 100 %. При вероятностном подходе в расчете давления разрушения частота появления несовершенств должна быть принята по результатам контроля труб, которые уже подвергались контролю данной системой контроля.