Модель прогнозирования усталостной долговечности сварных швов резервуаров для сырой нефти, подвергающихся закачке под высоким давлением

В модели прогнозирования усталостной долговечности сварных швов резервуаров для сырой нефти, подвергающихся закачке под высоким давлением, в основном используется‌ метод структурных напряжений‌. Истинное напряжение рассчитывается на основе сил/моментов в узлах сварного шва, а долговечность оценивается с использованием кривой S-N и теории линейного суммирования повреждений Майнера. Ключевые параметры включают остаточные сварочные напряжения (связанные с технологическим процессом), коэффициент концентрации напряжений (увеличение на 0,1 снижает долговечность на 15-20%) и влияние коррозии окружающей среды (в условиях сильной коррозии долговечность составляет всего 1/3 от нормальной).

В практическом применении необходимо учитывать динамические пути передачи нагрузки и деградацию свойств материала, как показано в примере оборудования для глубоководной добычи нефти и газа. Модель количественно определяет влияние амплитуды напряжения с помощью кривой S-N (с коэффициентом запаса прочности) и интегрирует такие факторы, как остаточные напряжения и геометрические изменения. Погрешность контролируется в пределах 15%.

Технические трудности заключаются в следующем: 1) отклонение параметров сварки разнородных материалов должно быть ≤ 5%; 2) коррозионная среда требует корректировки с помощью ускоренных испытаний; 3) при многоосном напряжении необходимо ввести модель механики разрушения. После применения этой модели к резервуару объемом 100 000 м³ отклонение прогнозируемой долговечности от измеренной