ОЦЕНКА СТРУКТУРНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРЕДЕЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ К СРОКУ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ С ПОМОЩЬЮ КОМПЛЕКСНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ РАЗРУШЕНИЯ СИНЕРГЕТИКИ

Abstract

Представлен обзор существующих известных гипотез и теорий описывающих предельное состояние металла. Даны описания процессам, происходящим в металлах при приложенном напряжении (нагрузки). Представлено многофункциональное уравнение зависимости предельной деформации со всеми факторами предельного состояния металла, до разрушения, от плотности (разрыхления). Описаны фазы процесса разрушения в структуре  деформированного поликристалла. Будет представлено уравнение, связывающее предельную деформацию металла  до разрушения со всеми характеристиками, определяющими предельное состояние металла. Показаны уравнения комплексных двух- и трех параметрических энергетических критериев разрушения: энергоемкость, критерий зарождения трещин, критерий распространения трещин, критерий хрупкости, критерий масштаба. Критерии разрушения могут быть применены для оценки качества структур и работоспособности металлов при эксплуатации магистральных трубопроводов. Рассмотрен в качестве примера расчет критериев разрушения для конкретных образцов из стали Х70, отобранных из аварийных труб, бывших в эксплуатации двадцать и двадцать четыре года, а также действующего магистрального трубопровода бывшего в эксплуатации пять лет. Выполнен сравнительный анализ значений комплексных критериев разрушения магистральных трубопроводов из стали Х70 после  различного срока эксплуатации.

Механические (прочностные) характеристика стали Х70 магистральных трубопроводов в процессе эксплуатации (после пяти, двадцати и двадцати четырех лет эксплуатации) практически не изменились.

Изменение характеристик, определяемых по критериям разрушения, направлены в сторону их снижения от 21 до 48,5%, причем наибольшее изменение наблюдается у критерия распространения трещин и у критерия хрупкости.  Показана одинаковая природа зарождения трещин для всех классов сталей, лежащая на мезоуровне.

Под действием эксплуатационных нагрузок энергоемкость, т.е. способность металла противостоять любым нагрузкам с увеличением срока эксплуатации значительно снижается, что подтверждается изменением рассмотренных в статье критериев разрушения. Показано, что критерии разрушения могут быть использованы для прогнозирования работоспособности сталей  трубопроводов после длительной эксплуатации.