Những thách thức cốt lõi về tính toàn vẹn của đánh giá ăn mòn (phần 4):

Xét đến tầm quan trọng của chủ đề và phù hợp với việc thiết lập quan điểm kỹ thuật trong quá trình đánh giá, các phương trình vi phân liên quan đến hướng chu vi được giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn được trình bày dưới đây. Ứng suất theo hướng chu vi (σ_θθ) là mục tiêu của việc giải phương trình vi phân này bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM), phù hợp với ứng suất vòng trong tiêu chuẩn ASME B31.G Cấp độ 2. Cần lưu ý rằng các thành phần ứng suất khác được giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn không được xem xét trong Cấp độ 2 của tiêu chuẩn ASME B31.G. Tuy nhiên, tiêu chuẩn này bao gồm một tham số M gián tiếp tính đến ảnh hưởng của tải trọng uốn trong khu vực bị ăn mòn. Trên thực tế, nó ngầm đề cập đến ứng suất do tải trọng đó gây ra. Ngoài ra, hệ số hằng số 0,48 trong tham số này được rút ra từ kinh nghiệm và thử nghiệm hơn 100 trường hợp ăn mòn trong các điều kiện khác nhau.

Phương trình vi phân theo hướng θ theo chu vi:

1/r * ∂(rσ_rθ)/∂r + 1/r * ∂σ_θθ/∂θ + ∂σ_θz/∂z + 2σ_rθ/r + f_θ = 0

Ứng suất phá hủy (ASME B31.G Cấp độ 2):

S_f = 1,1 * SMYS * (1 – d/t) / (1 – d/(t * M))

M = sqrt(1 + 0,48 * (L^2)/(D * t))

Trong hình ảnh bên dưới, do ứng suất vòng, sự suy giảm ban đầu bắt đầu theo hướng trục. Khi đạt đến ranh giới của vùng bị ăn mòn, sự suy thoái tiếp tục diễn ra trong các vùng yếu này do ảnh hưởng của điều kiện biên và sự tập trung ứng suất. Áp suất vận hành vượt quá 100 bar đối với đường ống có đường kính 10 inch.

#PipelineIntegrity #FEA #MechanicalEngineering #ASME #StressAnalysis