Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации
Обсуждаются результаты испытаний на трещиностойкость образцов из пластичной стали, вырезанных из трубы линейного участка нефтепровода. Для изучения анизотропии свойств трещину в образце ориентировали в осевом и окружном направлении трубы. Приведены характеристики циклической трещиностойкости исследу...
Збережено в:
| Дата: | 2014 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2014
|
| Назва видання: | Проблемы прочности |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/173176 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации / В.М. Веселуха, А.В. Богданович, А.Н. Козик, В.В. Воробьев // Проблемы прочности. — 2014. — № 5. — С. 121-126. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-173176 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1731762020-11-27T01:26:33Z Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации Веселуха, В.М. Богданович, А.В. Козик, А.Н. Воробьев, В.В. Научно-технический раздел Обсуждаются результаты испытаний на трещиностойкость образцов из пластичной стали, вырезанных из трубы линейного участка нефтепровода. Для изучения анизотропии свойств трещину в образце ориентировали в осевом и окружном направлении трубы. Приведены характеристики циклической трещиностойкости исследуемой стали после длительной эксплуатации. Обговорюються результати випробувань на тріщиностійкість зразків із пластичної сталі, вирізаних із труби лінійної ділянки нафтопроводу. Для вивчення анізотропії властивостей тріщину в зразку орієнтували в осьовому і обводовому напрямку труби. Наведено характеристики циклічної тріщиностійкості досліджуваної сталі після тривало ї експлуатації. 2014 Article Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации / В.М. Веселуха, А.В. Богданович, А.Н. Козик, В.В. Воробьев // Проблемы прочности. — 2014. — № 5. — С. 121-126. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0556-171X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/173176 539.4 ru Проблемы прочности Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел |
| spellingShingle |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел Веселуха, В.М. Богданович, А.В. Козик, А.Н. Воробьев, В.В. Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации Проблемы прочности |
| description |
Обсуждаются результаты испытаний на трещиностойкость образцов из пластичной стали, вырезанных из трубы линейного участка нефтепровода. Для изучения анизотропии свойств трещину в образце ориентировали в осевом и окружном направлении трубы. Приведены характеристики циклической трещиностойкости исследуемой стали после длительной эксплуатации. |
| format |
Article |
| author |
Веселуха, В.М. Богданович, А.В. Козик, А.Н. Воробьев, В.В. |
| author_facet |
Веселуха, В.М. Богданович, А.В. Козик, А.Н. Воробьев, В.В. |
| author_sort |
Веселуха, В.М. |
| title |
Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации |
| title_short |
Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации |
| title_full |
Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации |
| title_fullStr |
Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации |
| title_full_unstemmed |
Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации |
| title_sort |
закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации |
| publisher |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/173176 |
| citation_txt |
Закономерности роста трещин в пластичной легированной стали с учетом анизотропии свойств и времени эксплуатации / В.М. Веселуха, А.В. Богданович, А.Н. Козик, В.В. Воробьев // Проблемы прочности. — 2014. — № 5. — С. 121-126. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Проблемы прочности |
| work_keys_str_mv |
AT veseluhavm zakonomernostirostatreŝinvplastičnojlegirovannojstalisučetomanizotropiisvojstvivremeniékspluatacii AT bogdanovičav zakonomernostirostatreŝinvplastičnojlegirovannojstalisučetomanizotropiisvojstvivremeniékspluatacii AT kozikan zakonomernostirostatreŝinvplastičnojlegirovannojstalisučetomanizotropiisvojstvivremeniékspluatacii AT vorobʹevvv zakonomernostirostatreŝinvplastičnojlegirovannojstalisučetomanizotropiisvojstvivremeniékspluatacii |
| first_indexed |
2025-07-15T09:42:29Z |
| last_indexed |
2025-07-15T09:42:29Z |
| _version_ |
1837705514160488448 |
| fulltext |
ÓÄÊ 539.4
Çàêîíîìåðíîñòè ðîñòà òðåùèí â ïëàñòè÷íîé ëåãèðîâàííîé ñòàëè ñ ó÷åòîì
àíèçîòðîïèè ñâîéñòâ è âðåìåíè ýêñïëóàòàöèè*
Â. Ì. Âåñåëóõà
à
, À. Â. Áîãäàíîâè÷
à
, À. Í. Êîçèê
á
, Â. Â. Âîðîáüåâ
á
à Ãðîäíåíñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò èì. ß. Êóïàëû, Ãðîäíî, Áåëàðóñü
á ÎÀÎ “Ãîìåëüòðàíñíåôòü Äðóæáà”, Ãîìåëü, Áåëàðóñü
Îáñóæäàþòñÿ ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé íà òðåùèíîñòîéêîñòü îáðàçöîâ èç ïëàñòè÷íîé ñòàëè,
âûðåçàííûõ èç òðóáû ëèíåéíîãî ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà. Äëÿ èçó÷åíèÿ àíèçîòðîïèè ñâîéñòâ òðå-
ùèíó â îáðàçöå îðèåíòèðîâàëè â îñåâîì è îêðóæíîì íàïðàâëåíèè òðóáû. Ïðèâåäåíû õàðàêòå-
ðèñòèêè öèêëè÷åñêîé òðåùèíîñòîéêîñòè èññëåäóåìîé ñòàëè ïîñëå äëèòåëüíîé ýêñïëóàòàöèè.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: öèêëè÷åñêàÿ òðåùèíîñòîéêîñòü, íåôòåïðîâîä, äëèòåëüíàÿ ýêñïëóà-
òàöèÿ.
Ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà ïðî÷íîñòü è ðåñóðñ òðóá îêàçûâàþò äåôåêòû òåõíîëî-
ãè÷åñêîãî è ýêñïëóàòàöèîííîãî õàðàêòåðà, êîòîðûå íåðåäêî ñòàíîâÿòñÿ î÷àãàìè óñòà-
ëîñòíûõ òðåùèí. Îöåíèâàòü òðåùèíîñòîéêîñòü òðóá, èçãîòîâëåííûõ èç ïëàñòè÷íîé
ñòàëè, ñ èñïîëüçîâàíèåì ïîäõîäîâ íåëèíåéíîé ìåõàíèêè ðàçðóøåíèÿ çàòðóäíèòåëüíî
èç-çà íåñîáëþäåíèÿ óñëîâèé ïëîñêîé äåôîðìàöèè. Îäèí èç âàðèàíòîâ ðåøåíèÿ
äàííîé ïðîáëåìû ñîñòîèò â ýêñòðàïîëÿöèè ôîðìóë ëèíåéíîé ìåõàíèêè ðàçðóøåíèÿ
äëÿ êîýôôèöèåíòà èíòåíñèâíîñòè íàïðÿæåíèé (ÊÈÍ) íà ñóùåñòâåííî íåëèíåéíóþ
ñòàäèþ äåôîðìèðîâàíèÿ ñ ïîìîùüþ ôóíêöèé ïîïðàâêè íà ïëàñòè÷íîñòü. Íèæå
àíàëèçèðóþòñÿ ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé íà öèêëè÷åñêóþ òðåùèíîñòîéêîñòü îáðàçöîâ
èç ñòàëè òðóáîïðîâîäà íà îñíîâå íîâîãî èíæåíåðíîãî ïîäõîäà.
Äëÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîé îöåíêè õàðàêòåðèñòèê öèêëè÷åñêîé òðåùèíîñòîéêîñòè
ìàòåðèàëà òðóá ëèíåéíîãî ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà ïðîâîäèëè èñïûòàíèÿ êîìïàêòíûõ
îáðàçöîâ íà óíèâåðñàëüíîé ñåðâîãèäðàâëè÷åñêîé ìàøèíå ³-01-102 ïðè âíåöåíòðåí-
íîì ðàñòÿæåíèè â óñëîâèÿõ êîìíàòíîé òåìïåðàòóðû ñ ÷àñòîòîé 20 Ãö è ñèíóñîèäàëü-
íîé ôîðìå öèêëà ïðè òåìïåðàòóðå 17...23�C. Äëÿ èçó÷åíèÿ àíèçîòðîïèè òðåùèíó â
îáðàçöàõ îðèåíòèðîâàëè â äâóõ íàïðàâëåíèÿõ: îñåâîì è îêðóæíîì. Îáðàçöû äëÿ
èñïûòàíèé âûðåçàëè èç òðóáû ëèíåéíîãî ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà “Äðóæáà” â èñõîäíîì
ñîñòîÿíèè (èç àâàðèéíîãî çàïàñà, õðàíèâøåãîñÿ áîëåå 30 ëåò íà îòêðûòîì âîçäóõå) è
ïîñëå äëèòåëüíîé ýêñïëóàòàöèè ñ îðèåíòàöèåé íàäðåçà è óñòàëîñòíîé òðåùèíû â
îñåâîì è îêðóæíîì íàïðàâëåíèè (ðèñ. 1).
Êîìïàêòíûé îáðàçåö ñ çàôèêñèðîâàííûì äàò÷èêîì ðàñêðûòèÿ âåðøèíû òðåùè-
íû óñòàíàâëèâàëè â çàõâàòàõ ñåðâîãèäðàâëè÷åñêîé èñïûòàòåëüíîé ìàøèíû. Çàòåì
ïðåäâàðèòåëüíî âûðàùèâàëè íà÷àëüíóþ òðåùèíó îò íàäðåçà [1]. Ñõåìà èñïûòàíèÿ
êîìïàêòíîãî îáðàçöà ïðèâåäåíà íà ðèñ. 2,à.
Ïîñëå èñïûòàíèé ïðîâîäèëè èçìåðåíèå óòÿæêè � (ðèñ. 2,á) îïàñíîãî ñå÷åíèÿ
îáðàçöà, à âåëè÷èíó ÊÈÍ ñ ó÷åòîì ïîïðàâêè íà ïëàñòè÷íîñòü îïðåäåëÿëè ïî ñëå-
äóþùåé ôîðìóëå [2, 3]:
K
P
t B
YF
F FI max
max / ( );�
0
1 2� � (1)
Y F F F F( ) , , ( ) , ( ) , ( ) , (� � � � �� � � � �29 6 185 5 655 7 1017 638 92 3
F ) ;4
(2)
© Â. Ì. ÂÅÑÅËÓÕÀ, À. Â. ÁÎÃÄÀÍÎÂÈ×, À. Í. ÊÎÇÈÊ, Â. Â. ÂÎÐÎÁÜÅÂ, 2014
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5 121
* Äîêëàä íà Ìåæäóíàðîäíîé íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé êîíôåðåíöèè “Óñòàëîñòü è òåðìîóñòàëîñòü
ìàòåðèàëîâ è ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèé” (Êèåâ, 2013).
�F lF F� 0 , (3)
ãäå Pmax – ìàêñèìàëüíàÿ íàãðóçêà öèêëà; l – èçìåðåííàÿ äëèíà òðåùèíû; t0 , B –
ðàçìåðû îïàñíîãî ñå÷åíèÿ îáðàçöà (ðèñ. 2,à); Y F( )� – ïîïðàâî÷íàÿ ôóíêöèÿ, ó÷è-
òûâàþùàÿ ãåîìåòðèþ îáðàçöà, ñõåìó åãî íàãðóæåíèÿ è èíòåãðàëüíî âåëè÷èíó ïëàñ-
òè÷åñêîé äåôîðìàöèè â îïàñíîì ñå÷åíèè; F0 – íîìèíàëüíàÿ (äî äåôîðìàöèè)
ïëîùàäü îïàñíîãî ñå÷åíèÿ îáðàçöà; Fl – ïëîùàäü, ïîâðåæäåííàÿ òðåùèíîé äëèíîé l
è îïðåäåëåííàÿ ñ ó÷åòîì ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè ñå÷åíèÿ.
Ðàíåå [2, 3] ïðîöåññ óïðóãîïëàñòè÷åñêîãî äåôîðìèðîâàíèÿ è ðàçðóøåíèÿ ïðåä-
ëàãàëîñü îïèñûâàòü ñ ïîìîùüþ äèàãðàììû öèêëè÷åñêîãî óïðóãîïëàñòè÷åñêîãî ðàçðó-
øåíèÿ îáðàçöà ñ òðåùèíîé (ÖÓÏÐÎÒ). Ýòó äèàãðàììó ñòðîÿò (ðèñ. 3) â êîîðäèíàòàõ
ÊÈÍ K F
I – àáñîëþòíàÿ �, èëè îòíîñèòåëüíàÿ � óòÿæêà. Ïîïåðå÷íóþ ñîñòàâëÿ-
þùóþ ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè îáðàçöà â çîíå ðàçâèòèÿ òðåùèíû (óòÿæêó) îïðåäå-
ëÿþò êàê ðàçíîñòü íîìèíàëüíîãî t0 è òåêóùåãî t� çíà÷åíèé òîëùèíû îáðàçöà, ò.å.
�� �t t0 (ðèñ. 2,á); åå îòíîñèòåëüíàÿ âåëè÷èíà � �� t0. Ïðè ýòîì ÊÈÍ K F
I
âû÷èñëÿþò ïî ôîðìóëàì ëèíåéíîé ìåõàíèêè ðàçðóøåíèÿ, íî ñ ïîïðàâêîé íà ïëàñòè÷-
íîñòü èññëåäóåìîãî ìàòåðèàëà.
Â. Ì. Âåñåëóõà, À. Â. Áîãäàíîâè÷, À. Í. Êîçèê, Â. Â. Âîðîáüåâ
122 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5
Ðèñ. 1. Ñõåìà âûðåçêè êîìïàêòíûõ îáðàçöîâ ñ îðèåíòàöèåé òðåùèíû â îñåâîì (1) è îêðóæ-
íîì (2) íàïðàâëåíèè.
à á
Ðèñ. 2. Ñõåìû èñïûòàíèÿ êîìïàêòíîãî îáðàçöà (à) è èçìåðåíèÿ óòÿæêè åãî îïàñíîãî ñå÷å-
íèÿ (á).
Ðàçëè÷àþò äâà òèïà äèàãðàììû ÖÓÏÐÎÒ [2, 3]. Åñëè ïðè ðàñ÷åòå âåëè÷èíû K F
I
óñëîâíî ïðèíÿòü, ÷òî ìàêñèìàëüíàÿ íàãðóçêà â ïðîöåññå äîëîìà îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé
(ýòî äåéñòâèòåëüíî âîçìîæíî, åñëè èñïûòàòåëüíàÿ ìàøèíà äîñòàòî÷íî æåñòêàÿ èëè
ñêîðîñòü íàãðóæåíèÿ âûñîêàÿ), ïîëó÷èì äèàãðàììó OBCS (ðèñ. 3), êîòîðàÿ ñ ó÷åòîì
îñè îðäèíàò íàïîìèíàåò áóêâó D è ïîýòîìó åå íàçûâàþò D-äèàãðàììîé. Åñëè ïðè
ðàñ÷åòå K F
I ó÷èòûâàòü ïàäåíèå íàãðóçêè â õîäå äîëîìà îáðàçöà (ìàøèíà èìååò
îòíîñèòåëüíî íåâûñîêóþ æåñòêîñòü èëè ñêîðîñòü íàãðóæåíèÿ íèçêàÿ), ïîëó÷èì äèà-
ãðàììó OB C S1 1 1 (ðèñ. 3). Ïîñêîëüêó ôîðìà ýòîé äèàãðàììû íàïîìèíàåò áóêâó Q, åå
íàçûâàþò Q-äèàãðàììîé.
Äèàãðàììà ÖÓÏÐÎÒ â îáùåì ñëó÷àå ñîñòîèò èç êðèâîé öèêëè÷åñêîãî óïðóãî-
ïëàñòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ (ó÷àñòêè ÎÂÑ íà D-äèàãðàììå è OB C1 1 íà Q-äèàãðàììå) è
êðèâîé êâàçèñòàòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ (äîëîìà) (ó÷àñòêè CS íà D-äèàãðàììå è C S1 1
íà Q-äèàãðàììå).  ñîîòâåòñòâóþùèõ òî÷êàõ C è C1 òðåùèíà äîñòèãàåò êðèòè-
÷åñêîãî ðàçìåðà lc , êîòîðîìó îòâå÷àåò ïðåäåëüíàÿ óòÿæêà �c è ïðåäåëüíîå çíà÷åíèå
ÊÈÍ – öèêëè÷åñêàÿ âÿçêîñòü ðàçðóøåíèÿ (âåëè÷èíû K fc
F íà D-äèàãðàììå è K fc
* íà
Q-äèàãðàììå).  ñîîòâåòñòâóþùèõ òî÷êàõ S è S1 ïðîèñõîäèò ðàçäåëåíèå îáðàçöà íà
äâå ÷àñòè, ïðè ýòîì èìååò ìåñòî ìàêñèìàëüíîå óøèðåíèå �s åãî îïàñíîãî ñå÷åíèÿ,
ïî êîòîðîìó îïðåäåëÿþò äðóãîå ïðåäåëüíîå çíà÷åíèå ÊÈÍ – êâàçèñòàòè÷åñêóþ
âÿçêîñòü ðàçðóøåíèÿ (âåëè÷èíà K sc
F íà D-äèàãðàììå; íà Q-äèàãðàììå K F
I � 0 â
òî÷êå S1). Ïåðåñå÷åíèå êðèâîé CS ñ îñüþ îðäèíàò äàåò åùå îäèí ïàðàìåòð òðåùèíî-
ñòîéêîñòè K F
0 (ðèñ. 3).
Ìàêñèìóì Q-äèàãðàììû ïî îñè ÊÈÍ (òî÷êà B1) ñîîòâåòñòâóåò íà÷àëó öèêëè-
÷åñêîãî äîëîìà è õàðàêòåðèçóåòñÿ ïàðàìåòðîì K F
ö ; íà÷àëó êâàçèñòàòè÷åñêîãî äîëîìà
ñîîòâåòñòâóåò ïàðàìåòð K F
ñò íà Q-äèàãðàììå, êîòîðûé íå ÿâëÿåòñÿ õàðàêòåðíîé
òî÷êîé ýòîé äèàãðàììû, íî ñîîòâåòñòâóåò íà÷àëó ðåçêîãî ïîäúåìà êðèâîé OBC (òî÷êà
B íà D-äèàãðàììå).  ñëó÷àå “èäåàëüíî ïëàñòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ” êðèâàÿ öèêëè-
÷åñêîãî óïðóãîïëàñòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ òðàíñôîðìèðóåòñÿ â ïðÿìóþ 1 (ðèñ. 3), â
ñëó÷àå “èäåàëüíî õðóïêîãî ðàçðóøåíèÿ” (�� 0) – ñîâïàäàåò ñ îñüþ îðäèíàò. Ëèíèÿ 2
(ðèñ. 3) ðàçäåëÿåò îáëàñòè êâàçèõðóïêîãî è óïðóãîïëàñòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèé. Òàêèì
Çàêîíîìåðíîñòè ðîñòà òðåùèí â ïëàñòè÷íîé ëåãèðîâàííîé ñòàëè ...
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5 123
Ðèñ. 3. Äèàãðàììà ÖÓÏÐÎÒ.
îáðàçîì, ñ ïîìîùüþ äèàãðàììû ÖÓÏÐÎÒ ìîæíî ïðîàíàëèçèðîâàòü âÿçêî-õðóïêèé
ïåðåõîä, íàïðèìåð, ïðè èçìåíåíèè ðàçìåðîâ îáðàçöà èëè òåìïåðàòóðû èñïûòàíèÿ.
Ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé îáðàçöîâ òèïà 1 è 2 ñ îðèåíòàöèåé òðåùèíû â îñåâîì è
îêðóæíîì íàïðàâëåíèè ïðèâåäåíû íà ðèñ. 4–6. Â òàáëèöå ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû
èñïûòàíèé íà öèêëè÷åñêóþ òðåùèíîñòîéêîñòü îáðàçöîâ èç ïëàñòè÷íîé ñòàëè, âûðå-
çàííûõ èç òðóáû ëèíåéíîãî ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà.
124 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5
Ðèñ. 5. Äèàãðàììû öèêëè÷åñêîãî óïðóãîïëàñòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ êîìïàêòíûõ îáðàçöîâ
òèïà 1 è 2. (Çäåñü è íà ðèñ. 6: �, � – îñåâîå è îêðóæíîå íàïðàâëåíèå òðåùèíû ñîîòâåò-
ñòâåííî.)
Ðèñ. 4. Êèíåòè÷åñêèå äèàãðàììû óñòàëîñòíîãî ðàçðóøåíèÿ êîìïàêòíûõ îáðàçöîâ òèïà 1 è 2:
�, � – îñåâîå è îêðóæíîå íàïðàâëåíèå òðåùèíû ñîîòâåòñòâåííî.
Â. Ì. Âåñåëóõà, À. Â. Áîãäàíîâè÷, À. Í. Êîçèê, Â. Â. Âîðîáüåâ
Öèêëè÷åñêàÿ âÿçêîñòü ðàçðóøåíèÿ èññëåäóåìîé ñòàëè K fc íå ìîæåò áûòü
îïðåäåëåíà ïî ñòàíäàðòíîìó ìåòîäó [1], ïîñêîëüêó íå âûïîëíÿåòñÿ óñëîâèå ïëîñêîé
äåôîðìàöèè:
t
K
�
�
�
�
�
�2 5
0 2
2
, .
max
,
I
�
(4)
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5 125
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çíà÷åíèÿ õàðàêòåðèñòèê öèêëè÷åñêîé òðåùèíîñòîéêîñòè
èññëåäóåìîé ñòàëè ïîñëå äëèòåëüíîé ýêñïëóàòàöèè
Õàðàêòåðèñòèêà Çíà÷åíèå äëÿ îáðàçöà ñ îðèåíòàöèåé òðåùèíû â íàïðàâëåíèè
îêðóæíîì îñåâîì
äî ýêñïëóàòàöèè ïîñëå
ýêñïëóàòàöèè
äî ýêñïëóàòàöèè ïîñëå
ýêñïëóàòàöèè
K I max ,
ÌÏà ì
Kth
5 66 7 18
6 42
, ... ,
,
6 5 8 0
7 25
, ... ,
,
7 73 7 97
7 85
, ... ,
,
5 5 6 5
6 0
, ... ,
,
KQ 33,2
48 0 54 4
51 2
, ... ,
,
31 54 33 3
32 42
, ... ,
,
25 1 33 0
29 05
, ... ,
,
K F
I max ,
ÌÏà ì
Kth
F 5 66 7 18
6 42
, ... ,
,
6 5 8 0
7 25
, ... ,
,
7 73 7 97
7 85
, ... ,
,
5 5 6 5
6 0
, ... ,
,
K fc
F
81,78
72 0 87 2
79 6
, ... ,
,
75 0 85 72
80 36
, ... ,
,
51 0 70 2
60 6
, ... ,
,
Ñêîðîñòü
ðîñòà
òðåùèíû,
ì/öèêë
dl
dN fc
�
�
�
� 0 538 10 6, � � ( , ... , )
,
0 38 1 37 10
8 75 10
6
7
�
�
�
�
( , ... , )
,
0 86 1 35 10
111 10
6
6
�
�
�
�
( , ... , )
,
0 44 3 61 10
2 03 10
6
6
�
�
�
�
Óòÿæêà
�, ìì
�c
0 57 1 05
0 785
, ... ,
,
1 06 118
112
, ... ,
,
0 72 11
0 91
, ... ,
,
0 55 0 75
0 65
, ... ,
,
�s �0,3
� �
�
0 50 0 45
0 475
, ... ,
,
�0,44
� �
�
0 46 0 35
0 405
, ... ,
,
Ðèñ. 6. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè äëèíû òðåùèíû l îò óòÿæêè � êîìïàêòíûõ îáðàçöîâ
òèïà 1 è 2.
Çàêîíîìåðíîñòè ðîñòà òðåùèí â ïëàñòè÷íîé ëåãèðîâàííîé ñòàëè ...
Ïîýòîìó â òàáëèöå ïðèâåäåíà óñëîâíàÿ âåëè÷èíà öèêëè÷åñêîé âÿçêîñòè ðàçðó-
øåíèÿ äàííîé ñòàëè K Q . Îäíàêî â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàçðàáîòàííîé ðàíåå ìåòîäèêîé
âû÷èñëåíèå ÊÈÍ ñ ó÷åòîì ïîïðàâêè íà ïëàñòè÷íîñòü ìàòåðèàëà ïîçâîëÿåò îïðåäåëÿòü
ïðåäåëüíîå çíà÷åíèå ÊÈÍ K fc
F ñ ïîìîùüþ ïîñòðîåííîé äèàãðàììû ÖÓÏÐÎÒ (òàáëè-
öà). Ïðè ýòîì, åñëè òðåùèíà îðèåíòèðîâàíà â îáðàçöå â îêðóæíîì íàïðàâëåíèè, òî â
ñðåäíåì ïî ðåçóëüòàòàì èñïûòàíèÿ ïàðòèè îáðàçöîâ ïðåäåëüíîå çíà÷åíèå ÊÈÍ K fc
F
îêàçûâàåòñÿ âûøå óñëîâíîé öèêëè÷åñêîé âÿçêîñòè ðàçðóøåíèÿ K Q . Åñëè ñðàâíèòü
ïðåäåëüíûå çíà÷åíèÿ K fc
F ñ óñëîâíûìè K Q äëÿ îáðàçöîâ òèïà 1 è 2, òî îíè îêàçà-
ëèñü áîëüøå äëÿ îáðàçöîâ òèïà 2, ò.å. ñîïðîòèâëåíèå ðîñòó òðåùèíû íà ñòàäèè ïðåä-
ðàçðóøåíèÿ â èññëåäóåìîé ñòàëè áîëüøå â îêðóæíîì íàïðàâëåíèè, ÷åì â îñåâîì [4].
Âàæíîé õàðàêòåðèñòèêîé òðåùèíîñòîéêîñòè ìàòåðèàëà ÿâëÿåòñÿ ïîðîãîâîå çíà-
÷åíèå ÊÈÍ K th , êîòîðîå óêàçûâàåò íà îïàñíîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ìàëûõ òðåùèí.
Ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé ïîêàçûâàþò, ÷òî äëÿ îáðàçöîâ òèïà 1 è 2 ðàçëè÷èå â âåëè÷èíå
K th íåçíà÷èòåëüíîå: â ñðåäíåì 6,42 è 7,85 ÌÏà ì (äî ýêñïëóàòàöèè) è 6 è 7,25
ÌÏà ì (ïîñëå ýêñïëóàòàöèè) ñîîòâåòñòâåííî (òàáëèöà). Ýòî òàêæå ñâèäåòåëüñòâóåò î
áîëåå âûñîêîì ñîïðîòèâëåíèè ðîñòó ìàëûõ òðåùèí èññëåäóåìîé ñòàëè òðóáîïðîâîäà
â îêðóæíîì íàïðàâëåíèè (íà ~ 18 è 17% ñîîòâåòñòâåííî).
Äåôîðìàöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè öèêëè÷åñêîé òðåùèíîñòîéêîñòè îáðàçöîâ (ïðå-
äåëüíàÿ óòÿæêà �ñ è ïðåäåëüíîå óøèðåíèå �s) ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå è íà ðèñ. 6.
Àíàëèç ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèé ïîêàçûâàåò, ÷òî çíà÷åíèÿ ïðåäåëüíîé óòÿæêè �ñ
è ïðåäåëüíîãî óøèðåíèÿ �s ïðèáëèçèòåëüíî îäèíàêîâû äëÿ îáðàçöîâ òèïà 1 è 2 èç
ñòàëè â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè. Îäíàêî äëÿ îáðàçöîâ òèïà 2 çíà÷åíèÿ îáåèõ õàðàêòåðèñ-
òèê áîëüøå, ÷åì äëÿ îáðàçöîâ òèïà 1, äëÿ ìàòåðèàëà, ýêñïëóàòèðîâàâøåãîñÿ äëèòåëü-
íîå âðåìÿ, â ñðåäíåì ïðåäåëüíàÿ óòÿæêà îêàçûâàåòñÿ áîëüøå íà ~ 42%, ïðåäåëüíîå
óøèðåíèå – íà ~ 14,7%. Ýòîò ôàêò óêàçûâàåò íà áîëåå âûñîêèå ïëàñòè÷åñêèå ñâîéñòâà
ìàòåðèàëà òðóáû ïîñëå äëèòåëüíîé ýêñïëóàòàöèè â îêðóæíîì íàïðàâëåíèè è ïîäòâåðæ-
äàåò èçâåñòíóþ çàêîíîìåðíîñòü óâåëè÷åíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ðàçâèòèþ òðåùèí ñ ðîñòîì
ïëàñòè÷íîñòè ðÿäà ñòàëåé è ñíèæåíèÿ òðåùèíîñòîéêîñòè ïðè èõ îõðóï÷èâàíèè [2, 3].
Ð å ç þ ì å
Îáãîâîðþþòüñÿ ðåçóëüòàòè âèïðîáóâàíü íà òð³ùèíîñò³éê³ñòü çðàçê³â ³ç ïëàñòè÷íî¿
ñòàë³, âèð³çàíèõ ³ç òðóáè ë³í³éíî¿ ä³ëÿíêè íàôòîïðîâîäó. Äëÿ âèâ÷åííÿ àí³çîòðîﳿ
âëàñòèâîñòåé òð³ùèíó â çðàçêó îð³ºíòóâàëè â îñüîâîìó ³ îáâîäîâîìó íàïðÿìêó òðóáè.
Íàâåäåíî õàðàêòåðèñòèêè öèêë³÷íî¿ òð³ùèíîñò³éêîñò³ äîñë³äæóâàíî¿ ñòàë³ ï³ñëÿ òðè-
âàëî¿ åêñïëóàòàö³¿.
1. ÐÄ 50-345-82. Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ. Ðàñ÷åòû è èñïûòàíèÿ íà ïðî÷íîñòü. Ìå-
òîäû ìåõàíè÷åñêèõ èñïûòàíèé ìåòàëëîâ. Îïðåäåëåíèå õàðàêòåðèñòèê òðåùèíî-
ñòîéêîñòè (âÿçêîñòè ðàçðóøåíèÿ) ïðè öèêëè÷åñêîì íàãðóæåíèè. – Ì.: Èçä-âî
ñòàíäàðòîâ, 1982. – 43 ñ.
2. Ñîñíîâñêèé Ë. À., Áîãäàíîâè÷ À. Â., Áîðäîâñêèé À. Ì. Æèâó÷åñòü ëèíåéíîé ÷àñòè
íåôòåïðîâîäà. – Ãîìåëü: ÍÏÎ “ÒÐÈÁÎÔÀÒÈÊÀ”, 2004. – 112 ñ.
3. Ñîñíîâñêèé Ë. À., Áîãäàíîâè÷ À. Â. Àíàëèç äèàãðàììû öèêëè÷åñêîãî óïðóãî-
ïëàñòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ îáðàçöà ñ òðåùèíîé. Ñîîáù. 1, 2 // Ïðîáë. ïðî÷-
íîñòè. – 1995. – ¹ 5-6. – Ñ. 39 – 61.
4. Bogdanovich A. V. and Veselukha V. M. Cyclic crack resistance of the steel of oil
mains after long periods of operation // Mater. Sci. – 2011. – 47, No. 1, 70–75. DOI:
10.1007/s11003-011-9369-6.
Ïîñòóïèëà 14. 11. 2013
126 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2014, ¹ 5
Â. Ì. Âåñåëóõà, À. Â. Áîãäàíîâè÷, À. Í. Êîçèê, Â. Â. Âîðîáüåâ
|