Прогнозування кінетики росту тріщини та залишкової довговічності посудин у газоподібному водні

Abstract

Запропоновано теоретико-експериментальний підхід для прогнозування кінетики росту тріщини та визначення залишкової довговічності посудин у газоподібному водні. Побудовано кінетичні діаграми водневого розтріскування (КДВР) литої мартенситної сталі ВНЛ-1М (05Х13Н8М3) за різного тиску зовнішньої водневої атмосфери та концентрації заздалегідь поглиненого за високих температур водню, встановлено порогові значення коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН), розраховано залишкову довговічність трубопроводу та газового балона високого тиску. Встановлено, що на першій ділянці КДВР з ростом тиску і концентрації водню зменшується порогове значення КІН, а на другій – зростає швидкість докритичного росту тріщини.

Предложен теоретико-экспериментальный подход для прогнозирования кинетики роста трещины и определения остаточной долговечности сосудов в газообразном водороде. Построены кинетические диаграммы водородного растрескивания (КДВР) литой мартенситной стали ВНЛ-1М (05Х13Н8М3) при разном давлении внешней водородной атмосферы и концентрации предварительно поглощенного при высоких температурах водорода, установлены пороговые значения коэффициента интенсивности напряжений (КИН), расчитана остаточная долговечность трубопровода и газового баллона высокого давления. Установлено, что на первом участке КДВР с ростом давления и концентрации водорода уменьшается пороговое значение КИН, а на втором – растет скорость докритического роста трещины.

A theoretical and experimental approach for predicting the kinetics of crack growth and determining the residual life of vessels in gaseous hydrogen was developed. Kinetic diagrams of hydrogen cracking (KDHC) of the cast ВНЛ-1М (05Х13Н8М3) martensitic steel under different external pressure of hydrogen atmosphere and the concentration of pre-adsorbed hydrogen at high temperatures were constructed, the thresholds stress intensity factors were established, the residual life of a high pressure tank and a gas cylinder was calculated. It was found that in the first section of KDHC with the hydrogen pressure and concentration increase the threshold stress intensity factor decreases, and in the second – the speed of subcritical crack growth increases.