Исследовано совместное влияние наводороживания и предварительного пластического деформирования (ППД) на трещиностойкость при статических и циклических нагрузках термически обработанной стали буровых колонн 40ХН. В отсутствие наводороживания ППД стали незначительно понижает ее кратковременную трещиностойкость и существенно повышает благодаря закрытию трещин сопротивление их росту в припороговой области. Наводороживание материала резко уменьшает кратковременную трещиностойкость стали и интенсифицирует рост усталостных трещин, особенно в среднеамплитудной области низкочастотного нагружения. Максимально понижается статическая и циклическая трещиностойкость стали в результате совместного влияния ППД и наводороживания. Проанализированы возможные последствия такого влияния в плане конструктивной прочности бурильной колонны.

Індекс рубрикатора НБУВ: О76-082.04

Рубрики:

Газопроводи

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Побудовано міру, що відповідає кореляційним функціям рівноважних станів нескінченних систем класичної статистичної механіки. Кореляційні функції задовольняють умови узгодження Боголюбова. Побудовано також міру, що відповідає кореляційним функціям нерівноважних станів нескінченних систем для дифузійної ієрархії Боголюбова - Стрельцової та ієрархії Больцмана.

Исследована чувствительность сварного соединения (СС) стали 17Г1С к водородной хрупкости (ВХ) в зависимости от последовательности наводороживания и нагружения. Высокопластичное СС чувствительно к ВХ при быстром активном нагружении после предварительного электролитического наводороживания (ПЭН) в кислых растворах только при наличии стимуляторов и высокой плотности тока. Наиболее чувствительны к ВХ основной металл и зона термического влияния. ПЭН нагруженных образцов усиливает чувствительность СС к ВХ тем больше, чем выше напряжение. Предварительное пластическое деформирование (ППД) СС усиливает его чувствительность к ВХ после ПЭН. Эффект ВХ после ПЭН выше для более интенсивного ППД, однако он меньше, чем при наводороживании в ходе активного нагружения - совместного воздействия напряжений и деформаций.

Изучена деградация механических и коррозионных свойств стали 17Г1С магистральных газопроводов после их эксплуатации 28 - 40 лет. Показано одновременное снижение, с одной стороны, ее прочности и твердости, а с другой - ударной вязкости и трещиностойкости, которые наиболее чувствительны к эксплуатационной деградации металла. Деградация стали обусловливает повышение коэффициента деформационного упрочнения и появление на кривой растяжения площадки текучести, а также вызывает ее чувствительность к водородному охрупчиванию, которая усиливается во время эксплуатации. Проанализирована роль абсорбированного водорода, который меняет механизм деформационного старения, обуславливает дефектность. Показаны возможности использования поляризационного сопротивления не только для мониторинга коррозионного состояния газопроводов, но и прогнозирования изменения механических свойств в процессе их эксплуатации.

Розглянуто вплив тривало експлуатованих сталей магістральних нафтопроводів на їх корозійну стійкість, опір корозійно-механічному руйнуванню та схильність до крихкого руйнування в підтоварній воді та нафто-водному середовищі. Досліджено, що внаслідок тривалої експлуатації сталей нафтопроводів і резервуарів нафти суттєво погіршуються їх електрохімічні характеристики, знижується корозійна стійкість об'єму матеріалу, знижується опір крихкому руйнуванню, корозійному та водневому розтріскуванню, що пов'язано з агресивною дією нафто-водного середовища. Встановлено, що нафто-водне середовище з межею розподілу фаз нафта - вода є найбільш корозійно агресивним, а найменш всього - нафто-водна емульсія, швидкості корозії сталі в підтоварній воді є проміжними.

Індекс рубрикатора НБУВ: О71-034

Рубрики:

Магістральні трубопроводи (магістральний трубопровідний транспорт)

Шифр НБУВ: Ж24005 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Під час експлуатації нафтогазопроводи зазнають дії змінних навантажень різних режимів, інтенсивності, частоти та асиметрії циклу. Всі ці умови експлуатації істотно впливають на міцність і довговічність трубопроводів. Вивчено закономірності втомного руйнування сталі 17Г1С, з якої, в основному, виготовляють трубопроводи, за різних умов їх експлуатації.

Досліджено деградацію механічних і корозійних властивостей сталі 17Г1С газопроводу після експлуатації упродовж 28 - 40 років. Показано одночасне зниження як міцності та твердості, так і ударної в'язкості, в'язкості руйнування й опору водневому розтріскуванню. Проаналізовано вплив пошкоджень у сталі на деградацію її властивостей.

Проведено комплекс досліджень механічних і електрохімічних властивостей низьколегованих сталей магістральних нафто- і газопроводів. Встановлено, що тривала екплуатація магістральних нафто- і газопроводів супроводжується деградацією металу в стінці труби. Показано зниження характеристик опору крихкому руйнуванню всіх досліджуваних сталей, що виявилось у зменшенні ударної в'язкості, тріщиностійкості, відносного звуження. Виявлено електрохімічну активацію сталі в результаті тривалої експлуатації, зокрема, падіння поляризаційного опору, ріст густини струму корозії. Одержані результати вказують на більш сильну деградацію нижніх участків експлуатованих труб, у порівнянні з верхніми, що є наслідком агресивної дії середовища, яке транспортується.

Наведено спогади про один епізод з довголітнього спілкування автора статті з М. М. Боголюбовим. Цей період тривав один рік, коли писалася спільна з М. М. Боголюбовим робота "Математическое описание равновесного состояния классических систем на основе формализма канонического ансамбля", яку було опубліковано в журналі "Теоретическая и математическая физика" в 1969 р. і в препринті з такою ж назвою англійською мовою в Інституті теоретичної фізики.

Зазначено, що матеріали трубопроводів часто піддаються пластичній деформації, яка певним чином впливає на їх надійність. Величина цього впливу залежить від ступеня попередньої пластичної деформації. Наведено вплив попередньої пластичної деформації на тріщиностійкість трубної сталі 17Г1С за одноразового і циклічного навантажень.

  Скачати повний текст

Встановлено загальні закономірності деградації механічних, корозійних і корозійно-механічних властивостей сталей магістральних нафтогазопроводів упродовж 28 - 40-річної їх експлуатації. Вперше показано, що експлуатаційна деградація трубопровідних сталей виявляється не тільки у деформаційному старінні, але й в інтенсивному розвитку пошкодженості на мікро- та субмікрорівнях. Запропоновано дві стадії експлуатаційної деградації сталей: деформаційне старіння та розвиток дефектності. Вперше показано, що з переходом до більш жорстких видів випробувань, зниження температури, за наявності корозійних чи наводнювальних середовищ чутливість механічних характеристик до експлуатаційної деградації сталей підвищується. Надано аналітичну модель для опису та статистичного аналізу температурної залежності ударної в'язкості й її складових. Вивчено особливості корозійних пошкоджень і корозійної тривкості стальних труб газо- та нафтопроводів. Вперше одержано кількісні характеристики інтенсивності внутрішньої корозії неексплуатованої й експлуатованої впродовж сорока років сталі 17Г1С в різних робочих середовищах за різних концентрацій агресивних домішок в газі, температур і тисків. Встановлено вплив pH середовища на механізм зародження та швидкість поширення поверхневих тріщин в експлуатованих і неексплуатованих трубопровідних сталях. Вперше встановлено загальні закономірності деградації механічних, корозійних і корозійно-механічних властивостей окремих зон зварного з'єднання магістральних трубопроводів.

Зазначено, що проблема боротьби з корозією досягнула особливої гостроти у зв'язку з великим об'ємом металовкладень в будівництво газопроводів. Однією з причин корозійного руйнування трубопроводів є наявність в продукції газових і газоконденсатних родовищ домішок сірководню, а також вуглекислого газу та низькомолекулярних карбонових кислот, що за умов високих температур і тисків обумовлює інтенсивну внутрішню корозію. Вказано, що експлуатаційне старіння сталі знижує корозійну тривкість трубопроводів.

Розглянуто вплив напружено-деформованого стану на інтенсивність і локалізацію корозійного ураження трубної сталі 17Г1С внаслідок контактування з середовищами, що володіють різними значеннями рН. Запропоновано модель для визначення періоду зародження поверхневої корозійно-втомної тріщини. Вивчено деградацію механічних і електрохімічних характеристик сталі 17Г1С магістральних газопроводів після їх експлуатації впродовж 40 років.

Розглянуто проблеми, пов'язані зі зміною механічних характеристик трубної сталі 17Г1С. Показано, що пластична деформація досліджуваної сталі призводить до істотного викривлення початкової ділянки діаграми розтягу, а також зменшення модуля пружності та межі пропорційності. Вивчено деградацію механічних властивостей сталі 17Г1С магістральних газопроводів після їх експлуатації 28 - 40 років.

Досліджено зміни механічних властивостей та механізмів руйнування зварних з'єднань трубної сталі 17Г1С. Вказано, що, на відміну від основного металу трубопроводу, для якого інтегральні механічні властивості практично не чутливі до зміни стану металу внаслідок експлуатації, для металу шва такі характеристики, як твердість, міцність на розтяг та ударна в'язкість є чутливими до його деградації. Розглянуто деякі аспекти механізмів руйнування зварних з'єднань під дією наводненого середовища.

Втановлено вплив тривалої експлуатації сталей магістральних нафтогазопроводів на їх схильність до крихкого руйнування. Визначено характеристики статичної та циклічної тріщиностійкості трубних сталей для матеріалів експлуатованої та вихідної труб.

Відомо, що руйнування нафтогазопроводів тривалої експлуатації під впливом сумісної дії механічних навантажень і корозійних робочих середовищ, деградації матеріалів обумовлене фізико-хімічними локалізованими процесами утворення та розвитку тріщиноподібних дефектів. Корозійно-втомне руйнування трубних сталей, яке є домінуючим для трубопроводів, трактується як багатостадійний процес. Його поділяють, як правило, на періоди зародження та поширення тріщини, що надає можливість оцінити вплив кожного з них на довговічність труб загалом. Однак це питання вивчене ще недостатньо. Особливо це стосується періоду зародження тріщини. Досліджено вплив експлуатаційної деградації на періоди зародження та поширення втомних тріщин трубних сталей за різних робочих середовищах, напрямках вирізання зразків, рівнях навантажень, значень рН і температур. Експериментальні дослідження виконувались на сучасному обладнанні з використанням широко апробованих практикою методик досліджень, строгим дотриманням стандартів і методичних рекомендацій, статистичною обробкою експериментальних результатів. Запропоновано модель для визначення періоду зародження поверхневої корозійно-втомної тріщини з урахуванням можливості контактування металу з середовищами, що мали різні значення рН, і експлуатації трубопроводу впродовж 40 років. За результатами досліджень умовна межа втоми зразків, вирізаних у напрямку, перпендикулярному до твірної труби, в середньому в 1,4 раза вища, ніж у зразків, вирізаних паралельно твірній. З пониженням температури випробувань тривалість періоду зародження тріщини збільшується, а її поширення - зменшується. Ріст межі міцності металу збільшує тривалість періоду зародження макротріщин.