Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева

В данной статье представлен вывод определяющих соотношений для линейного вязкоупругого изотропного тела для описания ползучести стали группы прочности P110, используемой при производстве нефтегазовых труб . Используя обобщенный закон Гука и теорию наследственности Больцмана, учитывается зависимость механического поведения материала от времени. Полученные тензорные соотношения сводятся к одномерному случаю, что является важным шагом для практического применения, в частности, для аппроксимации релаксационного модуля в вязкоупругой модели Максвелла–Вихерта в случае одноосного растяжения. При этом в работе сформулированы основные допущения, принятые при использовании указанной модели и переходе к одномерному случаю нагружения. Построенная таким образом механическая модель может применяться для металлов, работающих при высоких температурах, в частности — для труб нефтегазового сортамента с премиальными резьбовыми соединениями. Герметичность таких соединений обеспечивает специальный конструктивный элемент — радиальное уплотнение, на герметизирующие характеристики которого существенное влияние оказывает ползучесть металла при эксплуатации в высокотемпературных скважинах при длительном нагружении. В рамках исследования в лаборатории НИТУ МИСИС были проведены испытания на ползучесть материала муфтовой заготовки резьбового соединения, произведенной из стали группы прочности P110. С помощью метода Монте–Карло для построенной модели вязкоупругости были подобраны коэффициенты, позволяющие описать полученные кривые ползучести с достаточной точностью. Построенная модель с учетом введенных допущений позволяет прогнозировать ресурс премиальных резьбовых соединений, работающих в условиях длительного нагружения в высокотемпературных скважинах.

Стрелков Кирилл Сергеевич, аспирант лаборатории моделирования в механике деформируемого твердого тела; e-mail: ks.strelkov@yandex.ru; https://orcid.org/0009-0001-9203-9599