ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПО КРИТЕРИЮ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ В УСЛОВИЯХ ДВУХОСНОГО НАГРУЖЕНИЯ

摘要

Для оценки остаточного ресурса нефтегазового оборудования используют характеристики циклической трещиностойкости, определенные по результатам одноосных испытаний, хотя в процессе эксплуатации, как правило, реализуется сложное напряженное состояние. В частности, это происходит при двухосном нагружении тел. В статье представлены результаты экспериментов по исследованию параметров циклической трещиностойкости стали 20 и сплава АК6 в условиях двухосного нагружения с поверхностной трещиной. С помощью метода конечных элементов обоснована крестообразная форма экспериментального образца, исходного надреза и приспособлений для проведения испытаний на двухосное растяжение и растяжение-сжатие. Путем анализа напряженно-деформированного состояния крестообразного образца с поверхностной трещиной определено уравнение для расчета коэффициента интенсивности напряжений. Получены обобщенные кинетические диаграммы усталостного разрушения для каждого материала. Экспериментально установлена взаимосвязь между видом двухосного нагружения и скоростью роста трещины, описанная в виде уравнений.%Assessments of oil and gas equipment remaining life typically use low-cycle fatigue crack growth characteristics defined by un-confined tests, although combined stress state appears more common for actual equipment operation. In particular, this is true for biaxial loading. The authors summarise their experiments focused on fatigue crack growth, using steel grade 20 and AK6 alloy, under biaxial loading of specimen with a surface fracture. The finite element method was employed, which helped us justify an x-type specimen, initial notch, and testing outfit for this biaxial load and extension/compression testing. Surface-fractured x-type specimen stress strain behaviour was analysed to produce stress intensity factor equation. Generalised kinetic fatigue rupture diagrams were deawn for each material under test. Experimental relationships between biaxial loading type and crack growth rate were described with related equations derived.