Несовершенства типа трещин учитываются коэффициентом . Произведение на представляет собой дополнительное уменьшение минимальной толщины стенки, связанное с наличием несовершенств типа трещин, не выявленных системой контроля, и расположение которых совпадает с минимальной толщиной стенки. Такое наложение минимальной толщины стенки и несовершенств типа трещин зависит от частоты появления минимальной стенки и частоты появления несовершенств острой формы и глубиной, сопоставимой с уровнем приемки.
При детерминистическом подходе необходимо проводить расчет давления пластического разрушения с запасом, при этом принимают частоту появления несовершенств равной 100% и глубину несовершенств считают равной уровню приемки.
При вероятностном подходе в расчете давления разрушения по приложению В глубину несовершенства также принимают равной уровню приемки, но учитывают фактическую частоту появления минимальной стенки и несовершенств острой формы и глубиной, сопоставимой с уровнем приемки.
7.5 Учет влияния осевого растяжения и наружного давления
7.5.1 Общие положения
Формула (12) выведена для труб с торцевым уплотнением, осевое растяжение которых вызывает только внутреннее давление, действующее на внутреннюю поверхность труб с уплотнением. Это особый случай более общей ситуации, при которой в трубе может возникнуть разрушающее максимальное внутреннее давление при одновременном действии случайного наружного давления и случайного осевого растяжения или сжатия. Эти комбинированные нагрузки определяют, когда труба перейдет в состояние текучести и какие пластические деформации возникнут в ней к моменту разрушения. Может быть найден фундаментальный критерий разрушающей нагрузки, но это уже более сложная задача, решаемая при помощи формул фон Мизеса или Треска для поверхности текучести в зависимости от осевых, радиальных и тангенциальных напряжений.
Кроме того, пластическое разрушение под действием давления является преобладающим механизмом разрушения трубы только в том случае, когда осевое растяжение незначительно. При значительном осевом растяжении и незначительном внутреннем избыточном давлении осевая нагрузка (предшествующая образованию шейки и осевому разрушению трубы) будет максимальной еще до достижения максимального давления.
Далее приведены формулы разрушения под действием давления и образования шейки при комбинированных нагрузках вместе с критерием, позволяющим определить, что произойдет раньше. При этом использовано понятие "эффективное осевое растяжение", связанное с понятием "эффективное осевое напряжение", приведенным в А.1.3.2.4 (приложение А). Эти приближенные формулы для эффективного осевого растяжения имеют более высокую точность по сравнению с теоретическим решением по [5]. В стандарте [3], пункт В.6.2 приложения В, приведено соответствие результатов расчета при комбинированной нагрузке экспериментальным данным.
При отрицательных значениях эффективного осевого растяжения, т.е. при эффективном осевом сжатии, труба может быть выгнутой, как и колонна, что зависит от надежности боковых опор. Если выгнутость достаточно эффективно предотвращают, то формула для разрушения под действием комбинированной нагрузки может быть применима также и при эффективном осевом сжатии. Однако при значительном осевом сжатии возможна локальная выгнутость стенки трубы, приводящая к ее разрушению. В этом случае формула разрушения под действием комбинированной нагрузки неприменима.
7.5.2 Формула проектного давления пластического разрушения под действием комбинированной нагрузки
При наличии наружного давления и осевого растяжения или сжатия, отличающегося от создаваемого внутренним давлением на торцевое уплотнение, общая формула для расчета давления пластического разрушения имеет вид
, (15) где
, (16) при этом
; (17)
; (18)
; (19)
; (20)
(см. рисунок 1);(21)
; (22)
; (23)
, (24) где - с поправкой на осевую нагрузку и наружное давление, МПа;
- внутреннее давление при пластическом разрушении трубы с торцевым уплотнением, МПа;
- наружное давление, МПа;
- осевое усилие, Н;
- номинальная толщина стенки трубы, мм;
- номинальный наружный диаметр трубы, мм;
- составляющая осевого напряжения, не вызванная изгибом, МПа;
- эффективное осевое усилие, Н, т.е. для совершенных труб - усилие, создающее осевое напряжение, дополнительное к напряжению, создаваемому внутренним и наружным давлениями в трубах с торцевым уплотнением;
- коэффициент, учитывающий установленное предельное отклонение толщины стенки трубы, равный 0,875 для предельного отклонения минус 12,5%;
- коэффициент прочности при разрушении, полученный по результатам испытаний и равный 1,0 - для труб из стали L80 тип 13Сr после закалки и отпуска (с мартенситной структурой) и 2,0 - для труб после прокатки и нормализации; при отсутствии результатов испытаний принимается равным 2,0. Значение коэффициента для конкретного металла труб может быть установлено при проведении испытания;
- глубина несовершенства, сопоставимая с конкретным уровнем приемки, т.е. наибольшая глубина несовершенства типа трещины, которая может быть принята системой контроля как допустимое несовершенство, мм. Так при контроле труб толщиной стенки 12,7 мм с уровнем приемки 5% равна 0,635 мм;
- заданный минимальный предел прочности при растяжении, МПа;
- коэффициент упрочнения для кривой истинного напряжения-деформации, полученной при испытании на одноосное растяжение (таблица 2).
На рисунке 1 приведено графическое изображение формулы (15) совместно с фактической кривой разрушения.
1 - разрушение (фактическое); 2 - разрушение [формула (15)]; 3 - переходная прямая; 4 - образование шейки [формула (26)]; 5 - локальная выгнутость
Примечания
1 По оси - 
при эффективном осевом растяжении.
при эффективном осевом растяжении. 2 По оси - 
при перепаде давлений.
при перепаде давлений.Рисунок 1 - Иллюстрация влияния эффективного осевого растяжения и наружного давления на пластическое разрушение трубы
Для труб с торцевым уплотнением эффективное осевое усилие равно нулю и формула (15) сводится к формуле (14).
Формула разрушения справедлива, т.е. разрушение под действием давления произойдет до образования шейки, если
. (25) 7.5.3 Формула проектного усилия образования шейки под действием комбинированной нагрузки
При наличии внутреннего и наружного давлений общая формула усилия образования шейки имеет вид
, (26) где