ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Глава II. Некоторые особенности эксплуатационного разрушения трубных сталей из "Стресс-коррозия на газопроводах Гипотезы, аргументы и факты" Ресурс работоспособности трубопровода определяется временем его эксплуатации до момента сквозного разрушения стенки. Количественная оценка условий реализации быстрого сквозного разрушения по критической глубине дефекта [1] не позволяет установить наступление данного события в масштабе времени эксплуатации трубопровода, поскольку неопределенным является момент возникновения критического дефекта. Еше более неопределенным является время зарождения порогового дефекта, способного к стабильному росту при эксплуатационной нагрузке [2]. [c.12] Одной из распространенных причин аварийных разрушений газопроводов является возникновение на наружной поверхности стенки трубы продольных коррозионно-механических трещин, которые образуются при сохранении номинальных условий эксплуатации газопровода. [c.12] Настоящая работа содержит результаты металлографического анализа изломов аварийного разрушения после 7 лет эксплуатации газопровода, изготовленного из малолегированной трубной стали класса Х-70 [6]. [c.13] Вид излома после аварийного разрыва (см. рис. 11.1) показывает, что магистральная трещина, явившаяся причиной сквозного разрушения стенки, образовалась в результате объединения многих единичных продольных трещин. [c.13] Одновременное присутствие на момент аварийного разрушения газопровода трещин разных размеров может быть объяснено различными причинами. Этот факт может означать, что до момента аварийного разрушения непрерывно происходило зарождение новых микротрещин с последующим их ростом таким образом, набор длин трещин является естественным следствием продолжающегося в процессе эксплуатации образования и роста новых трёщин. В этом случае, учитывая установленную связь зарождения поверхностных дефектов с процессом питтингообразо-вания, можно связывать кинетику зарождения поверхностных трещин либо с ростом глубины питтинга до порогового значения [4], либо с увеличением количества (появлением новых) поверхностных питтингов по мере продолжающейся общей коррозии трубной поверхности и выхода на поверхность новых неметаллических включений. [c.16] Данные, приведенные на рис. II.5, содержат некоторую конкретную информацию по данному вопросу. Сравнение рис. II.5а и 11.56 позволяет предположить, что для рассматриваемого случая разрушения рост трещин до максимальной длины 6-7 мм сопровождается появлением новых коротких трещин длиной менее 1 мм. Однако при дальнейшем увеличении размеров трещин (рис. II.5в) новых трещин не появляется, а наблюдается, по-видимому, только увеличение длины уже существовавших. Это подтверждается и тем, что на поврежденной трубной поверхности наблюдается достаточно большое количество мест питтингообразования при отсутствии на них признаков поверхностных трещин (см. рис. II.2). [c.16] Изучение поврежденной трубной поверхности обнаруживает наличие существенной неравномерности в поверхностном растрескивании трещины располагаются отдельными зонами площадью в несколько см , в которых плотность трещин длиной более 0,5 мм достигает около 0,4 на мм площади трубной поверхности. При этом на соседних участках характер повреждения может ограничиваться магистральной трещиной при практическом отсутствии других трещин. На основании изучения состояния поврежденного металла, выполненного путем металлографического анализа указанных выше зон с разной степенью растрескивания, можно определенно утверждать, что обнаруживаемое отличие связано со степенью загрязненности приповерхностного слоя трубного металла строчечными неметаллическими включениями. На участках, где форма включений преимущественно глобулярная или длина строчечных включений не более 20-30 мкм, поверхностных трещин длиной 0,5 мм и более для изученного материала практически не обнаруживается. [c.17] Наблюдающаяся связь повреждаемости с состоянием неметаллических включений трубного металла позволяет отметить еще одну характерную особенность эксплуатационного разрушения газопроводов, проявившуюся и в рассмотренном случае. Чаще всего растрескивание обнаруживается на наружной поверхности нижней части трубы в районе продольного сварного шва (на удалении около 100-250 мм от границы) преимущественно с одной его стороны, отличающейся наибольшей загрязнен-ностью металла строчечными неметаллическими включениями (до 5 баллов). При этом металл остальной части трубы, т.е. на удалении от зоны повреждения, имеет, как правило, существенно меньшее содержание включений (1-2 балла). Весьма вероятно, что эта разница, определившая место начала и, возможно, первичную причину разрушения, обусловлена краевыми эффектами трубного листа, используемого для изготовления сварных труб, или зональной неравномерностью в распределении неметаллических включений в исходном трубном листе. Имеется в виду, что при недостаточном технологическом припуске на удаляемую перед сваркой краевую часть листа вблизи продольного шва может оказаться участок края листа с повышенной загрязненностью. Фактически аналогичные последствия будут наблюдаться, если трубный лист, прокатываемый из слитка, при последующей подготовке подвергается продольной разрезке. При этом на краю свариваемого листа может оказаться металл осевой части слитка, повышенная загрязненность которого обусловлена ликвацион-ными процессами в слитке и унаследована металлом трубного листа. В случае справедливости утверждаемого представляется, что эксплуатационная повреждаемость газопроводов может быть существенно снижена либо за счет повышения металлургического качества трубного металла, либо путем изменения требований к технологии изготовления сварных труб или ориентации продольного сварного шва при прокладке трубопровода. [c.17] Вернуться к основной статье