Расчет остаточного срока службы газопровода по величине НДС при действии фронтальной (общей) коррозии металла
Таблица 2 - Исходные данные для расчета остаточного срока службы газопровода при действии фронтальной коррозии
Вариант D, м h0, мм Марка стали Р, МПа tф, лет Грунт hТ, мм
5 0,273 6 12ГСБ 3,2 15 суглинок 5,8
Решение
Остаточный срок службы tост с учетом сплошной коррозии и действующих напряжений имеет вид, лет:
tост=t0exp-Kп·0,5σкцфσкц00,5·σкцр-tф=
=15exp-0,00287·0,57269,60,5·262,5-15=-4,8 лет (срок вышел)
где to - максимальное время до разрушения ненапряженного элемента конструкции (газопровода) в годах, определяемое по формуле, лет:
t0=h0Vk1-σкц0σкцф=60,01331-69,672=15 год
где σкцф - фактически действующие кольцевые напряжения, МПа, с учетом утонения стенки трубы при сплошной коррозии вычисляются по формуле:
σкцф=P(D-2·h0)2·hт=3,2(273-2·6)2·5,8=72 МПа
где D - наружный диаметр газопровода, мм;
σкц0 - начальное кольцевое напряжение, МПа, определяемое по формуле:
σкц0=P(D-2·h0)2·h0=3,2(273-2·6)2·6=69,6 МПа
где h0 - толщина стенки трубы в начале эксплуатации, мм;
Vk - средняя скорость коррозии, мм/год, определяемая по формуле:
Vk=h0-hтtф=6-5,815=0,0133 мм/год
где hт - толщина стенки трубы в зоне наибольших повреждений (дефекта), мм; σкцр - допускаемое рабочее кольцевое напряжение, МПа;
σкцр=σт·k=350·0,75=262,5 МПа
k – коэффициент запаса прочности, (СП 36
. 13330. 2012);
Kп - константа рабочей среды, МПа-1, определяемая по формуле:
Kп=VR·T=78,31·293=0,00287 МПа-1
где V - мольный объем стали, равный 7,0 см3/моль;
R - универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль · К);
Т - температура Тф (К), при 20 °С = 293 К.
3. Расчет остаточного срока службы газопровода при наличии язвенной (питтинговой) коррозии металла
Таблица 3 - Исходные данные для расчета остаточного срока службы газопровода при наличии язвенной (питтинговой)
Вариант D, м h0, мм Марка стали Р, МПа tф, лет Грунт hТ, мм
5 0,273 6 12ГСБ 3,2 15 суглинок 5,8
Повреждения труб в виде коррозионных язв (питтингов) приводят к неравномерному распределению напряжений в стенке газопровода, увеличивая их в местах наиболее глубоких повреждений