chebЧебышевский сборникChebyshevskii Sbornik2226-8383Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University10.22405/2226-8383-2021-22-5-374-383cheb-1179Research ArticleКраткие сообщенияМоделирование процесса коррозионного растрескивания подземных трубопроводовModeling of the process of corrosion cracking of underground pipelinesКутеповСергей НиколаевичKutepovSergey Nikolaevich

кандидат педагогических наук, доцент

candidate of pedagogical sciences, associate professor

kutepov.sergei@mail.ruСергеевАлександр НиколаевичSergeevAlexander Nikolaevich

доктор педагогических наук, профессор

doctor of pedagogical sciences, professor

ansergueev@mail.ruГвоздевАлександр ЕвгеньевичGvozdevAlexander Evgenievich

доктор технических наук, профессор

doctor of technical sciences, professor

gwozdew.alexandr2013@yandex.ruЧукановАлександр НиколаевичChukanovAlexander Nikolaevich

доктор технических наук, доцент

doctor of technical sciences, associate professor

alexchukanov@yandex.ruТерёшинВалерий АлексеевичTereshinValery Alekseevich

кандидат физико-математических наук, доцент

candidate of physical and mathematical sciences, associateprofessor

technology@tspu.tula.ruКузовлеваОльга ВладимировнаKuzovlevaOlga Vladimirovna

кандидат технических наук, доцент

candidate of technical sciences, associate professor

kusovleva@yandex.ruЦойЕвгений ВладимировичTsoiEvgeny Vladimirovich

аспирант

postgraduate student

tsoyev@tsput.ruКрупицынЕвгений СтаниславовичKrupitsynEvgeny Stanislavovich

кандидат физико-математических наук

candidate of physical and mathematical sciences

krupitsin@gmail.comТульский государственный педагогический университет им. Л. Н. ТолстогоРоссияTula State Lev Tolsoy Pedagogical UniversityRussian FederationТульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого РоссияTula State Lev Tolsoy Pedagogical UniversityRussian FederationТульский государственный педагогический университет им. Л. Н. ТолстогоРоссияTula State Lev Tolstoy Pedagogical UniversityRussian FederationРоссийский государственный университет правосудияРоссияRussian State University of JusticeRussian FederationМосковский педагогический государственный университетРоссияMoscow Pedagogical State UniversityRussian Federation202118012022225374383Copyright © Кутепов С.Н., Сергеев А.Н., Гвоздев А.Е., Чуканов А.Н., Терёшин В.А., Кузовлева О.В., Цой Е.В., Крупицын Е.С., 20212021Кутепов С.Н., Сергеев А.Н., Гвоздев А.Е., Чуканов А.Н., Терёшин В.А., Кузовлева О.В., Цой Е.В., Крупицын Е.С.Kutepov S.N., Sergeev A.N., Gvozdev A.E., Chukanov A.N., Tereshin V.A., Kuzovleva O.V., Tsoi E.V., Krupitsyn E.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.chebsbornik.ru/jour/article/view/1179

В статье представлены результаты разработки методики прогнозирования процесса коррозионного растрескивания подземных трубопроводов с использованием программногопродукта COMSOL Multiphysics 5.6: Corrosion Module. С использованием разработанной методики установлено, что, что при малых значениях продольной деформации (1,75 и2,75 мм) наблюдается равномерное распределение напряжений, коррозионного потенциала, плотности анодного и катодного тока по всей длине трещины. При возрастании степени деформации порядка 3,75 и 4 мм, распределение напряжений, коррозионного потенциала,плотности анодного и катодного тока носит более неравномерный характер: в вершине коррозионной трещины достигаются максимальные значения указанных величин, а по ее краям характерно их более равномерное распределение. Показано, что воздействие на коррозионную трещину локальной упругой деформации, не способствует усилению механико-электрохимического взаимодействия, способствующего повышению коррозионной активности.

The article presents the results of the development of a methodology for predicting the process of corrosion cracking of underground pipelines using the COMSOL Multiphysics 5.6:Corrosion Module software product. Using the developed technique, it was found that at small  values of longitudinal deformation (1.75 and 2.75 mm), a uniform distribution of stresses, corrosion potential, density of anode and cathode current is observed along the entire length of the crack. With an increase in the degree of deformation of the order of 3.75 and 4 mm, the distribution of stresses, corrosion potential, density of the anode and cathode current is more uneven: the maximum values of these values are reached at the top of the corrosion crack, and their more uniform distribution is characteristic along its edges. It is shown that the effect of local elastic deformation on the corrosion crack does not contribute to the strengthening of the mechanical-electrochemical interaction, which contributes to an increase in corrosion activity.

коррозионное растрескиваниепрогнозированиепродольная дефор- мациякоррозионная трещина.corrosion crackingforecastinglongitudinal deformationcorrosion crack.ReferencesЖидков А. В. Применение системы ANSYS к решению задач геометрического и конечно-элементного моделирования. Учебно-методический материал по программе повышения квалификации «Информационные системы в математике и механике». Нижний Новгород,A. V. Zhidkov, 2006, “Application of the ANSYS system to solving problems of geometric and finite element modeling. Educational-methodical material for the advanced training program "Information systems in mathematics and mechanics."Nizhny Novgorod, 115 p., 115 с.COMSOL Multiphysics: Corrosion Module. User’s Guide. 2019. 428 p.COMSOL Multiphysics: Corrosion Module. User’s Guide. 2019. 428 p.L. Y. Xu, Y. F .Cheng, 2013, “Development of a finite element model for simulation and prediction of mechanoelectrochemical effect of pipeline corrosion”, Corrosion Science, vol. 73.Xu L. Y., Cheng Y. F. Development of a finite element model for simulation and prediction of mechanoelectrochemical effect of pipeline corrosion // Corrosion Science. 2013. Vol. 73. P.pp. 150-160.-160.COMSOL Multiphysics: Structural mechanics module. User’s Guide. 2019.1406 p.COMSOL Multiphysics: Structural mechanics module. User’s Guide. 2019. 1406 p.M. H. Shorshorov, A. E. Gvozdev, A. N. Sergeev, S. N. Kutepov, O. V. Kuzovleva, E. M. Seledkin, D. S. Klement’ev, A. A. Kalinin, 2021, “Modeling the processes of resourcesavingМ. Х. Шоршоров, А. Е. Гвоздев, А. Н. Сергеев, С. Н. Кутепов, О. В. Кузовлева, Е. М. Селедкин, Д. С. Клементьев, А. А. Калинин. Моделирование процессов ресурсосберегаю-processing of ingot, powder, nanostructured and composite materials: monograph / ed. 2nd, rev. and add. — Moscow; Vologda: Infra-Engineering, 360 p. ISBN 978-5-9729-0596-6.щей обработки слитковых, порошковых, наноструктурных и композиционных материалов: монография / изд. 2-е, испр. и доп. — Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2021. 360 с.N. N. Sergeev, S. N. Kutepov, A. N. Sergeev, A. G. Kolmakov, V. V. Izvol’skii, A. E. Gvozdev, 2020, “Long-Term Strength of 22Kh2G2AYu Reinforcing-Bar Steel during Corrosion CrackingISBN 978-5-9729-0596-6.Tests in a Boiling Nitrate Solution”, Russian Metallurgy (Metally), no. 4, p. 434-440.N. N. Sergeev, S. N. Kutepov, A. N. Sergeev, A. G. Kolmakov, V. V. Izvol’skii, A. E. Gvozdev. Long-Term Strength of 22Kh2G2AYu Reinforcing-Bar Steel during Corrosion Cracking Tests in a Boiling Nitrate Solution // Russian Metallurgy (Metally). 2020. № 4. P.434-440.N. N. Sergeev, A. N. Sergeev, S. N. Kutepov, A. E. Gvozdev, A. G. Kolmakov, D. S. Klementev, 2021, “Influence of Heat Treatment on Residual Stress Formation in the Wear-Resistant Steel 60 – Steel 15 – Steel 60 Bimetal Material”, Inorganic Materials: Applied Research, vol. 12, no. 1, pp. 5-9.N. N. Sergeev, A. N. Sergeev, S. N. Kutepov, A. E. Gvozdev, A. G. Kolmakov, D. S. Klementev. Influence of Heat Treatment on Residual Stress Formation in the Wear-Resistant Steel 60–Steel 15–Steel 60 Bimetal Material // Inorganic Materials: Applied Research. 2021. Vol. 12. № 1. P. 5-9.A. N. Sergeev, S. N. Kutepov, O. V. Kuzovleva, A. E. Gvozdev, D. S. Klementyev, 2020, “Mathematical planning and modeling of the processes of behavior of metallic systems inА. Н. Сергеев, С. Н. Кутепов, О. В. Кузовлева, А. Е. Гвоздев, Д. С. Клементьев. Математическое планирование и моделирование процессов поведения металлических систем в экстремальных условиях и состояниях // Алгебра, теория чисел и дискретная геометрия: современные проблемы, приложения и проблемы истории: Материалы XVIII Международной конференции, посвящённой со дня рождения профессоров Б.М. Бредихина, В.И.extreme conditions and states”, Algebra, number theory and discrete geometry: modern problems, applications and problems of history: Proceedings of the XVIII International conference dedicated to the birth of professors B. M. Bredikhin, V. I. Nechaev and S. B. Stechkin. Tula: TSPU im. L.N. Tolstoy, pp. 385-388.Нечаева и С.Б. Стечкина. Тула: ТГПУ им. Л.Н. Толстого, 2020. С. 385-388.A. E. Gvozdev, 2019, “Extreme effects of strength and plasticity in high-alloy metal ingot and powder systems”. Monograph. 2nd ed., Revised. and add. Tula: Publishing house of TulSU, 477 p.А. Е. Гвоздев. Экстремальные эффекты прочности и пластичности в металлических высоколегированных слитковых и порошковых системах: монография. 2-е изд., исправ. и доп. Тула: Издательство ТулГУ, 2019. 477 с.M. H. Shorshorov, A. E. Gvozdev, V. I. Zolotukhin, A. N. Sergeev, A. A. Kalinin, A. D. Brecky, N. N. Sergeev, O. V. Kuzovleva, N. E. Starikov, D. V. Maliy, 2016, “Development of advanced technologies for the production and processing of metals, alloys, powder and composite nanomaterials”, Monograph. Tula: Publishing house of TulSU, 235 p.М. Х. Шоршоров, А. Е. Гвоздев, В. И. Золотухин, А. Н. Сергеев, А. А. Калинин, А. Д. Бреки, Н. Н. Сергеев, О. В. Кузовлева, Н. Е. Стариков, Д. В. Малий. Разработка прогрес-М. Х. Шоршоров, А. Е. Гвоздев, В. И. Золотухин, А. Н. Сергеев, А. А. Калинин, А. Д. Бреки, Н. Н. Сергеев, О. В. Кузовлева, Н. Е. Стариков, Д. В. Малий. Разработка прогрес-сивных технологий получения и обработки металлов, сплавов, порошковых и композиционных наноматериалов // Монография. Тула: Издательство ТулГУ, 2016. 235 с.сивных технологий получения и обработки металлов, сплавов, порошковых и композиционных наноматериалов // Монография. Тула: Издательство ТулГУ, 2016. 235 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.