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;
- средняя толщина стенки, мм;
- расчетный коэффициент;
- 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;
- предел прочности при растяжении представительного образца, МПа;
- коэффициент упрочнения для кривой истинного напряжения-деформации, полученной при испытании на одноосное растяжение (см. В.2.3.3);
- минимальная толщина стенки без учета несовершенств типа трещин, мм;
- коэффициент прочности при разрушении, полученный по результатам испытаний и равный 1,0 - для труб из стали L80 тип 13Cr 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;
- в формуле предельных значений - наибольшая фактическая глубина несовершенства типа трещины; в формуле проектных предельных значений - максимальная глубина несовершенства типа трещины, не выявленного системой контроля.
Примечание - Для данной формулы используют фактические значения .
На рисунке В.2 приведено графическое изображение формулы (В.6) совместно с фактической кривой разрушения.
1 - разрушение (фактическое); 2 - разрушение [формула (В.6)]; 3 - переходная прямая; 4 - образование шейки [формула (В.18)]; 5 - локальная выгнутость
Примечания
1 По оси - при эффективном осевом растяжении.
2 По оси - при перепаде давлений.
Рисунок В.2 - Иллюстрация влияния эффективного осевого растяжения и наружного давления на пластическое разрушение трубы
Для труб с торцевым уплотнением эффективное осевое усилие равно нулю и формула (В.6) сводится к формуле (В.1).
Формула разрушения справедлива, т.е. разрушение под действием давления произойдет до образования шейки, если:
. (В.17)
В.2.4.3 Образование шейки под действием комбинированной нагрузки
При наличии внутреннего и наружного давлений общая формула усилия образования шейки имеет вид
, (В.18) где
; (В.19)
; (B.20) ;(B.21)
; (В.22)
; (B.23)
, (B.24) при этом - 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;
- внутреннее давление, МПа;
- наружное давление, МПа;
- осевое усилие, Н;
- номинальная толщина стенки трубы, мм;
- номинальный наружный диаметр трубы, мм;
- составляющая осевого напряжения, не вызванная изгибом, МПа;
- предел прочности при растяжении представительного образца, МПа;
- коэффициент упрочнения для кривой истинного напряжения-деформации, полученной при испытании на одноосное растяжение (см. В.2.3.3).
При нулевом давлении эффективное осевое усилие равно истинному осевому усилию, и формула (В.18) для максимального осевого усилия сводится к пределу прочности.
Формула усилия образования шейки справедлива, т.е. образование шейки под действием давления происходит до разрушения, если:
. (В.25) В.2.4.4 Граница между разрушением под действием давления и образованием шейки
Сравнивая формулы (В.6) и (В.18), можно отметить, что образование шейки происходит до разрушения под действием давления, если:
. (B.26)