УДК 539.3

РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНОЙ ТОЛЩИНЫ ТРУБЫ,

ПОДВЕРЖЕННОЙ НАРУЖНОЙ КОРРОЗИИ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

©Елаева М. В., Санкт-Петербургский государственный университет,
г. Санкт-Петербург, Россия, mari_elaeva@mail.ru

 

Аннотация. Многие конструкции находятся под совместным действием механических напряжений и химически активных средств. Подобные условия могут вызвать процесс так называемой механохимической коррозии, скорость которой линейно зависит от главных напряжений, то есть увеличивается с ростом напряжений. В данной работе рассматривается случай односторонней внешней равномерной коррозии. Проектирование конструкций без учета механохимической коррозии может привести к их преждевременному разрушению, а задание большого запаса по толщине конструкции — к неэкономному расходу материала и утяжелению конструкции. Поэтому с точки зрения безопасности и экономики важно уметь точно рассчитывать начальные размеры конструкции, необходимые для обеспечения требуемого срока службы. Представленная статья посвящена расчету оптимальной толщины линейно упругой цилиндрической трубы под внешним и внутренним давлением. Найдена зависимость начальных размеров конструкции от требуемого срока службы, что позволяет найти оптимальные размеры изделия, а это впоследствии обеспечивает предотвращение неблагоприятных исходов при его эксплуатации. Построены графики, иллюстрирующие данные результаты, а также с их помощью исследовано влияние внешнего и внутреннего давления на долговечность рассматриваемых конструкций. Доказан упрочняющий эффект оказываемый внешним давлением при фиксированном внутреннем давлении. В настоящей работе задача сводится к обыкновенному дифференциальному уравнению относительно искомого радиуса трубы. Решение построено для таких соотношений размеров трубы и внешнего и внутреннего давлений, при которых максимальным по абсолютной величине нормальным напряжением является окружное напряжение.

 

Ключевые слова: механохимическая коррозия, сосуды давления, трубопровод.

 

Ссылка для цитирования:

Елаева М. В. Расчет оптимальной толщины трубы, подверженной наружной коррозии под напряжением // Бюллетень науки и практики. 2018. Т. 4. №3. С. 121-129. Режим доступа: http://www.bulletennauki.com/elaeva (дата обращения 15.03.2018). DOI:10.5281/zenodo.1198657

 

CALCULATION OF THE OPTIMUM THICKNESS

OF THE PIPE SUBJECTED TO EXTERNAL STRESS CORROSION

©Elaeva M., Saint-Petersburg State University,

St. Petersburg, Russia, mari_elaeva@mail.ru

 

Abstract. Many structures are under the simultaneous action of mechanical stresses and chemically active agents. Such conditions can cause a process of so-called mechanochemical corrosion, which rate linearly depends on the principal stresses. In this paper, we consider the case of external uniform corrosion. Designing structures without taking into account mechanochemical corrosion can lead to their premature destruction, as well as the assignment of a large margin for the thickness of structures — too wasteful material consumption and weighting of structures. Therefore, from the point of view of safety and economics, it is important to be able to accurately calculate the initial dimensions of the structure necessary to ensure the required service life. The presented article is devoted to the calculation of the optimum thickness of a linearly elastic cylindrical tube under external and internal pressure. The dependence of the initial dimensions of the structure on the required service life is found, which allows finding the optimum dimensions of the product, and this subsequently ensures the prevention of unfavourable outcomes during its exploitation. The graphs illustrating these results are constructed, and also the influence of external and internal pressure on the durability of the structures under consideration is studied. The strengthening effect of external pressure is proved at a fixed internal pressure. In the present paper, the problem is reduced to an ordinary differential equation with respect to the required radius of the tube. The solution is constructed for such proportions of pipe dimensions and external and internal pressures, at which the maximum voltage in terms of absolute magnitude is the circumferential stress.

 

Keyword: mechanochemical corrosion, pressure vessels, pipeline.
 

Cite as (APA):

Elaeva, M. (2018). Calculation of the optimum thickness of the pipe subjected to external stress corrosion. Bulletin of Science and Practice, 4, (3), 121-129 doi:10.5281/zenodo.1198657​