Вплив експлуатаційних чинників на корозійно-втомне руйнування сталей магістральних нафтогазопроводів

Abstract

Оцінювання експлуатаційної надійності нафтогазопроводів є особливо актуальним завданням для України, оскільки більшість з них відпрацювали великі терміни. Непрогнозоване руйнування таких конструкцій призводить до значних економічних втрат і тяжких економічних наслідків. Для відвернення непередбаченого руйнування важливе значення має коректність методів прогнозування циклічної тріщиностійкості трубопроводів. Тому слід врахувати, що магістральні нафтогазопроводи експлуатуються при різних видах напруженого стану, на них діють змінні навантаження різних режимів, інтенсивності, частоти й асиметрії циклу тощо. Дослідження впливу таких умов експлуатації на характеристики опору втомного руйнування стають необхідними й актуальними для визначення залишкового ресурсу об’єктів тривалої експлуатації. Тому в даній роботі вивчено вплив асиметрії та частоти циклу, форми циклу навантаження, температури та товщини зразків на закономірності втомного руйнування сталей 17Г1С та 10ГС, з яких, в основному, виготовляють труби для газопроводів. Досліджено спільний вплив попереднього пластичного деформування (ППД) і наводнювання на тріщиностійкість за статичних і циклічних навантажень трубопровідної сталі 17Г1С. За відсутності наводнювання у випадку ППД сталі спостерігається незначне зниження її короткочасної тріщиностійкості і підвищення опору росту втомної тріщини у припороговій ділянці. Наводнення матеріалу різко зменшує короткочасну тріщиностійкість сталі та інтенсифікує ріст втомних тріщин в середньоамплітудній ділянці низькочастотного навантаження. В результаті сумісної дії ППД і наводнення максимально знижується статична та циклічна тріщиностійкість сталі. З урахуванням цих чинників міцність трубопроводів за наявності в них тріщиноподібних дефектів може зменшитись у декілька разів, а довговічність на стадії стабільного підростання втомної тріщини – на порядок.

Evaluation of oil and gas pipelines operational reliability is especially actual for Ukraine as the majority of them was fulfilled by the big terms. Not predicted destructions of such designs leads to considerable economic losses and heavy economic consequences. For derivation of unforeseen destruction the great value has a correctness of metals of forecasting cyclic creak growth resistant pipelines. Therefore it is necessary to consider, that the main oil and gas pipelines are maintained at different kinds of intense pressure, upon them variable loadings of different modes, intensity, frequency and asymmetry of a cycle and so forth operate. Research of influence of such conditions of operation on characteristics of resistance of a fatigue residual resource of objects of long operation. Therefore in the given work influence as asymmetries and frequencies of a cycle, the form of a cycle of loading, temperature and thickness of samples on fatigue failure of a steels 17Г1С and 10 ГС from which, basically, produce of gas pipelines pipes is studied. The general influence of the previous plastic deformation (PPD) and flooding on creak growth resistant at The general influence of the previous plastic deformation (PPD) and flooding on creak growth resistant at static and cyclic loadings of a pipeline steel 17Г1С is investigated. In the absence of flooding, previous plastic deformation of metal not considerably reduces its premature creak growth resistant and raises resistance of growth of a fatigue crack in припороговом a site. Material flooding sharply reduces short-term creak growth resistant steels and intensifies growth of fatigue cracks in middle a site of low-frequency loading. The maximum fall static and cyclic creak growth resistant steels test as a result of strong influence PPD and flooding. Taking into account this factor of firmness of pipelines if to admit in them creak defects, the durability can decrease for stages stable growth a fatigue crack - ten times.