Методические указания по организации и исполнению программ диагностики промысловых трубопроводов Компании (стр. 31 )

При расчете номинальные напряжения в зоне расположения дефектов принимаются равными наибольшему из σz и σθ

9.1.2 Интенсивность номинальных напряжений σi ном рассчитывается по формуле

                               (10.9.1)

9.1.3 Расчет номинальных упругих деформаций εθ ном, εz ном, εr ном в зоне дефекта выполняется по формулам:

                       (10.9.2)

где - упругий модуль объемного расширения; μ - упругий модуль сдвига – определяемые согласно таблице 10.1.

Интенсивность номинальных упругих деформаций εi ном рассчитывается по формуле

ε i ном = σ i ном / 3μ.                                        (10.9.3)

9.2 Местные напряжения и деформации в сечении, ослабленном дефектом, определяются из решения системы нелинейных уравнений.

9.2.1 Условно-упругие компоненты σθe нетто, σze нетто (σre нетто = 0) и интенсивность σie нетто местных напряжений в ослабленном сечении (нетто-напряжения) рассчитываются по формулам:

               (10.9.4)

где α0, η, , β* – геометрические параметры дефекта и трубопровода.

9.2.2 Параметры α0, η, , β*, δнетто рассчитываются по формулам (все размеры в мм):

                       (10.9.5)

                                       (10.9.6)

9.2.3 Упругий αe и упруго-пластический ασ коэффициенты концентрации, характеризующие повышение напряжений в нетто-сечении за счет уменьшения толщины стенки, рассчитываются по формулам:

                                               (10.9.7)

               (10.9.8)

9.2.4 Упруго-пластические компоненты местных напряжений σθ нетто, σz нетто, σr нетто рассчитываются по формулам:

                       (10.9.9)

где

                                       (10.9.10)

9.2.5 Упруго-пластические компоненты местных деформаций εθ нетто, εz нетто, εr нетто рассчитываются по формулам:

                               (10.9.11)

где

                               (10.9.12)

9.2.6 Система нелинейных алгебраических уравнений, определенных в п. п. 9.2.1 – 9.2.5, решается численными методами с использованием ЭВМ.

9.3 Локальные напряжения и деформации у вершины трещины определяются следующим образом.

9.3.1 Расчеты локальных напряжений и деформаций проводятся в локальной декартовой системе координат с началом в вершине трещины. Координатная ось 1 лежит в плоскости трещины и перпендикулярна ее фронту, ось 2 – перпендикулярна плоскости трещины, ось 3 направлена вдоль фронта трещины.

9.3.2 Должны быть определены компоненты номинальных и местных напряжений в локальной системе координат.

                               (10.9.13)

                       (10.9.14)

Угол , при β = 0° трещина ориентирована в продольном направлении, при β = 90° – в кольцевом направлении.

9.3.3 Значения номинальных напряжений σ22 ном и σ32 ном (σij ном) приводятся к сечению, ослабленному трещиной, и далее в формулах в качестве номинальных напряжений используются максимальные значения:

                               (10.9.15)

9.3.4 Условно-упругие компоненты локальных напряжений σije, рассчитываются по формулам:

               (10.9.16)

Если в формулах (10.16)

                                       (10.9.17)

то принимается:

                                               (10.9.18)

Значение Y определяется по Методическим рекомендациям МР 125-02-95[1]:

- для поверхностной трещины:

                       (10.9.19)

- для подповерхностной трещины:

               (10.9.20)

где hmin = (h + H/2) - глубина залегания середины дефекта от поверхности.

Протяженность трещины Lтр:

                                       (10.9.21)

9.3.5 Упругий αe и упруго-пластический ασ коэффициенты концентрации напряжений рассчитываются по формулам:

                                               (10.9.22)

               (10.9.23)

9.3.6 Упруго-пластические компоненты локальных напряжений σij рассчитываются по формулам:

       (10.9.24)

9.3.7 Упруго-пластические компоненты локальных деформаций εij рассчитываются по формулам:

                       (10.9.25)

                       Остальные компоненты упруго-пластических деформаций равны 0.

где

                               (10.9.26)

9.3.8 Если для подповерхностной трещины глубиной Hпп = H выполняется условие hmin < 0.1δ + Hпп/2, то расчет ведется для поверхностной трещины глубиной H = hmin + Hпп/2.

9.4 Локальные напряжения и деформации у вершины расслоения определяются следующим образом.

9.4.1 Расчеты локальных напряжений и деформаций проводятся в локальной декартовой системе координат с началом в вершине расслоения. Координатная ось 1 лежит в плоскости расслоения и перпендикулярна его фронту, ось 2 – перпендикулярна плоскости расслоения, ось 3 направлена вдоль фронта расслоения.

9.4.2 Должны быть определены компоненты номинальных и местных напряжений в локальной системе координат.

                       (10.9.27)