74
Если группа прочности материала неизвестна, но материал не подвергается значительному упрочнению, то коэффициент kh можно определить методом корреляции по рисунку В.1. Усилия, затраченные на определение kh, должны учитывать то, что для обычных труб нефтяного и газового сортамента формула давления пластического разрушения мало чувствительна к этому коэффициенту. Однако при использовании материала со значительным упрочнением, такого как двухфазные стали, необходимо определить kh точнее, чтобы избежать завышенных значений проектной стойкости к пластическому разрушению. Для таких материалов значения kh могут достигать 0,30.
П р и м е ч а н и я
- По оси X — измеренное значение предела текучести, МПа.
- По оси Y - kh.
- Обработка экспериментальных данных методом наименьших квадратов дает прямую kh = 0,1693 - - 1,177- 10-4 Oy, при коэффициенте вариации 0,10, где kh — коэффициент упрочнения для кривой истинного напряжения-деформации, полученной при испытании на одноосное растяжение; Oy — предел текучести представительного образца при растяжении.
Рисунок В.1 — Корреляция между значениями коэффициента kh и типичными
экспериментальными данными для сталей групп прочности по таблице В.2
Коэффициент kh оказывает сравнительно незначительное влияние на PiR, но пренебрегать им не следует. При kh, равном 0,12, изменение kh на 14 % приводит к изменению прогнозируемого давления разрушения на 1 %. Два материала могут обладать одинаковым пределом прочности, но если у одного материала kh равен 0,12, то его стойкость к пластическому разрушению будет на 4 % ниже, чем у другого материала с kh, равным 0,06. При выборе значения kh для материала труб нефтяного и газового сортамента при отсутствии экспериментальных данных оценка kh с использованием заданного минимального предела текучести при растяжении Oymn должна быть осторожной.
В.2.4 Учет влияния осевого растяжения и наружного давления
В.2.4.1 Общие положения
Формула (В.1) для расчета давления пластического разрушения выведена для труб с торцевым уплотнением, осевое растяжение которых вызывается только внутренним давлением, действующим на внутреннюю поверхность труб с уплотнением. Это особый случай более общей ситуации, при которой в трубе может возникнуть разрушающее максимальное внутреннее давление, при одновременном действии случайного наружного давления и случайного осевого растяжения или сжатия. Эти комбинированные нагрузки определяют, когда труба перейдет в состояние текучести и какие пластические деформации возникнут в ней к моменту разрушения. Может быть найден фундаментальный критерий разрушающей нагрузки, но это уже более сложная задача, решаемая при помощи формул фон Мизеса или Треска для поверхности текучести в зависимости от осевых, радиальных и тангенциальных напряжений.
Кроме того, пластическое разрушение под действием давления является преобладающим механизмом разрушения трубы только в том случае, когда осевое растяжение не слишком велико. При значительном осевом растяжении и незначительном внутреннем избыточном давлении осевая нагрузка (предшествующая образованию шейки и осевому разрушению трубы) будет максимальной еще до достижения максимального давления.