О МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ ТРУБЫ С ОТКЛОНЕНИЕМ ПО ТОЛЩИНЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНЕШНЕГО И ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ

Аннотация

Работа посвящена компьютерному моделированию внутренней механохимической коррозии линейной части длинных трубопроводов, находящихся под действием внутреннего и внешнего давления агрессивных сред. Полагается, что внешняя граница поперечного сечения трубы является круговой, а его внутренняя граница - эллиптической. Задача исследуется в двухмерной постановке. Многие решения, касающиеся неравномерного коррозионно-механического износа, основаны на предположениях о сохранении определенной формы корродирующего изделия. Кроме того, аналитическое решение для идеальной трубы дает существенно завышенную долговечность в случае трубы с отклонением по толщине стенки даже в пределах стандартных допусков. Следовательно, хорошим подходом для решения подобных задач труб с дефектами является компьютерное моделирование. В работе проведен численный эксперимент для конкретного примера по изучению влияния отклонения по толщине трубы на ее долговечность при помощи метода конечных элементов (МКЭ) в среде MATLAB. Предложена модель для моделирования коррозионного процесса. Обнаружено, что даже слабое изменение толщины стенки трубы вызывает концентрацию напряжений, при этом наличие механохимической коррозии приводит к еще большей разнотолщинности. Кроме того, к заметному сокращению долговечности трубы приводит как утонение, так и утолщение ее стенки. При этом чем больше разность внутреннего и внешнего давления, тем сильнее проявляется механохимический эффект и тем меньше прогнозируемый срок службы изделия. Наибольший рост абсолютных значений напряжений наблюдается на внутренней поверхности трубы в тех точках, где ее толщина имеет минимальные значения.