1 Csővezetékekben lévő korróziós hibák veszélyességének értékelési rendszere Lenkeyné Biró Gyöngyv ngyvér, Balogh Zsolt, Tóth LászlL szló
A kutatómunka célja 2 a végeselemes módszer alkalmazhatóságának vizsgálata a tönkremeneteli nyomás és biztonságos üzemeltetési nyomás becslésére korróziós hibával rendelkező csőszakaszokon értékelési rendszer kidolgozása a korróziós hibák értékelésére mérnöki kézikönyv kidolgozása
3 Korábbi projektek Valós hibaalak VEM modelljének kidolgozása Közelítő hibalakok kidolgozása és összehasonlító kiértékelések Számítások összehasonlítása nyomáspróbákkal és mérnöki számítási módszerekkel Tönkremeneteli és biztonságos üzemeltetési kritériumok kidolgozása
A valós hiba 3D-s feltérképezése 4 A lézeres távolságmérő A hibaminta
5 A VEM modell peremfeltételei Nyomáspróba körülményeinek modellezése: Negyed modell Növekvő belső nyomás Növekvő csőirányú húzás
6 A VEM számítás paraméterei Rugalmas-képlékeny anyagegyenlet használtunk, szakaszonként lineáris leírási móddal (szakítóvizsgálattal meghatározva, R eh =350 MPa, R m =480 MPa) Von-Mises folyási kritériumot használtunk, izotróp keményedéssel 1400 1200 Nagy alakváltozás 1000 800 opcióval 600 σ, MPa 400 200 0 0 0.5 1 1.5 ϕ,-
A hibageometria illesztése a VEM modellhez 7
8 Egyszerűsített hibamodellek kidolgozása Parabolikus modell Téglatestes modell Parabolikus modell (hatodfokú parabolával) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1 4 7 10 13 16 19 22 S1 S9 S17 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 S21 S16 S11 S6 S1 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 S21 S16 S11 S6 S1
9 A becsült tönkremeneteli nyomások meghatározása
10 Az 3. kritérium alapján becsült nyomásértékek összehasonlítása 3. kritérium: σ re d = R m ' 25 Nyomás, MPa 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Hibamé lys é g, mm Valós hiba Téglatestes modell Parabolikus modell Mért tönkr. nyomás Hatodfokú parabolikus
11 A mért és a mérnöki módszerekkel becsült tönkremeneteli nyomások 25 20 Nyomás,MPa 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Hibamélység,mm AS ME B31.G RSTRENG DNV RP-F 101 Battelle S hell-92 Mért tönkr. nyomás
12 Jelenlegi projekt célja Közelítő hibalakkal rendelkező VEM modellekkel nagyszámú számítássorozat végzése, Értékelési rendszer, biztonsági diagramok és mérnöki kézikönyv kidolgozása
13 Hibamodellek és adatok rögzítése a számításokhoz 406,2 mm csőátmérő 7,1 mm és 8 mm falvastagságok DX52-es anyagminőség Hiba csoirányú hossza, mm Hiba szélessége (keresztirányban), mm 48 18 150 42 282 60 402-498 - Relatív hibamélység, d/t 0,25 0,5 0,62 0,72 0,85
14 A VEM modell
A számítási eredmények 15 kiértékelése 1200 1000 Fes zülts ég,mpa 800 600 400 200 R m ' R eh 0 p ys p yf p F 0 5 10 15 20 25 Nyomás,MPa Red.fesz Főfe s z. SMYS SMYS+69 Rm'
16 Biztonsági diagramok kidolgozása különböző ábrázolási lehetőségek (L/D, d/t, L, d függvényében) pl. kritikus nyomásértékek normalizálása: pf ép =2 * Rm * t/(d-t), 1. norm pys = p ys / pf ép, 2. norm pyf = p yf / pf ép, 3. norm pf = p F / pf ép, 4. norm pü = p ü / pf ép.
17 A becsült tönkremeneteli nyomás változása az L/D függvényében b=60mm 22 p F, MPa 20 18 16 14 12 10 8 d=2mm;t=8mm d=1,775mm;t=7,1mm d=4mm;t=8mm d=3,55mm;t=7,1mm d=4,96mm;t=8mm d=4,402mm;t=7,1mm d=5,76mm;t=8mm d=5,112mm;t=7,1mm d=6,8mm;t=8mm d=6,035mm;t=7,1mm 6 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 L/D
18 A normalizált tönkremeneteli nyomás változása az L/D függvényében b=60mm 1 0,9 norm. p F 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 d=2mm;t=8mm d=1,775mm;t=7,1mm d=4mm;t=8mm d=3,55mm;t=7,1mm d=4,96mm;t=8mm d=4,402mm;t=7,1mm d=5,76mm;t=8mm d=5,112mm;t=7,1mm d=6,8mm;t=8mm d=6,035mm;t=7,1mm 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 L/D
A folyáshatár eléréséhez tartozó, normalizált nyomás változása az L/D függvényében 19 b=18mm 1 norm. p Ys 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 d=2mm;t=8mm d=1,775mm;t=7,1mm d=4mm;t=8mm d=3,55mm;t=7,1mm d=4,96mm;t=8mm d=4,402mm;t=7,1mm d=5,76mm;t=8mm d=5,112mm;t=7,1mm d=6,8mm;t=8mm d=6,035mm;t=7,1mm 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 L/D
20 A normalizált nyomások változása az L/D függvényében összehasonlítás az üzemi nyomással b=42; d/t=0.25 norm-p, MPa 1.0 0.8 0.6 0.4 norm-pf; t=8 norm-pys; t=8 norm-pyf; t=8 norm-pf; t=7,1 norm-pys; t=7,1 norm-pyf; t=7,1 norm-pü (t=8) norm-pü (t=7.1) 0.2 0.0 0 0.5 1 1.5 L/D - biztonsági tényezők definiálásának lehetősége
21 Összefoglalás és következtetések A VEM számítások alapján becsült tönkremeneteli nyomások jó egyezést mutattak a nyomáspróbák mérési eredményeivel. Az egyszerűsített hibamodellek jól alkalmazhatók a tönkremeneteli nyomások becslésére, így lehetőség nyílik nagy számú végeselemes számítás alapján biztonsági diagramok kidolgozására. A biztonsági diagramok alkalmazásával az üzemeltetővel közösen egy gyakorlatban is jól használható biztonságértékelési rendszer dolgozható ki.
22 Köszönöm a figyelmüket! Balogh Zsolt Miskolc Szerkezetintegritási Osztály www.bzlogi.hu