ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Стресс-коррозионная повреждаемость газопроводных труб и качество стандартов на сталь листовую и производство труб из "Стресс-коррозия на газопроводах Гипотезы, аргументы и факты" В 50-60-х гг. трубы большого диаметра изготавливались из горячекатаных и нормализованных стальных листов. Данные стали содержали до 0,2% углерода и 1,5% марганца и соответствовали по пределу текучести марке ст. Х60. Дальнейшее повышение прочности металла было достигнуто в начале 70-х гг. за счет уменьшения размеров зерна - совершенствования структуры в процессе термомеханической обработки по методу контролируемой прокатки с одновременным уменьшением процентного содержания углерода до 0,12%. В результате были получены низколегированные высокопрочные трубные стали с номинальным пределом текучести 460 МПа (Х65), 480 МПа (Х70), что позволяло при тех же толщине стенки и диаметре труб обеспечивать повышенные уровни рабочих давлений или увеличивать диаметр труб до 1220 и 1420 мм на рабочие давления соответственно 10 и 7,35 МПа. [c.28] Освоено производство труб из стали GRS 550 ТМ (Х80) с минимальным пределом текучести 550 МПа, включенной в американский стандарт API, на рабочее давление до 10 МПа и более для труб большого диаметра [1,2]. Ведется разработка высокопрочных марок сталей до XI00 [5]. [c.28] Таким образом, принята концепция сооружения газотранспортных систем из труб с повышенными прочностными показателями, позволяющая существенно снижать металлоемкость и другие показатели строительства и эксплуатации систем. [c.28] Из множества факторов, влияющих на протекание стресс-коррозии газопроводных труб, в работе [3] приоритетно выделен фактор металлургической наследственности сталей по содержанию неметаллических включений. При этом преимущественно ускоренное протекание эксплуатационного растрескивания отдельных труб обусловлено эффектом края листа или зональной неравномерностью в распределении продольных строчечных неметаллических включений в исходном трубном листе, допущенном в производство труб. [c.28] Наличие в металле трубы загрязненных зон - плато скоплений неметаллических включений свыше 1-2 баллов приводит в эксплуатационных условиях к активному трешинообразованию в этих зонах. [c.29] Отсюда возникает основной вопрос - каким образом стандартами на производство трубного листа и собственно труб определено выявление неметаллических включений по всей поверхности листа в целом и аномальных зон - плато скоплений включений в частности И сопутствующий вопрос, взаимосвязанный с первым, - допустимость с позиции длительной безопасности принятия концепции наращивания прочностных свойств металла труб для снижения толщин стенок, повышения рабочих давлений и снижения коэффициента запаса прочности при сохранении прежних диаметров [5]. [c.29] Отвечаем в обратной последовательности. [c.29] В=70 мм/МПа р-рабочее давление, МПа. [c.29] Показано, что величина X слабо зависит от вида разрушения - вязкое оно, хрупкое или их комбинация. Для мягких сталей Х,= 10-20 Дж/см , что хорошо согласуется с величиной ударной вязкости, найденной в области хладноломкости. [c.30] Это обстоятельство дает основание подтвердить справедливость условия обеспечения сохранности трубопровода по соотношению (7). [c.30] Во всех случаях протяженность очага зарождения разрушения - плато превышала критическую величину дефекта (более 300 мм), при которой он становится нестабильным в процессе эксплуатации труб под определенным давлением. Этим объясняется отсутствие стадии возникновения свища в трубопроводе до разрушения. [c.31] Протяженность распространения разрушения трубопроводов составляла от 8 до 43 м, однако лишь с 70-80%-ной вероятностью по трубам 1220 и 1420 мм укладывалась в расстояние, не превышающее трехкратную длину трубы, что, например, выходит за пределы требования по величине ударной вязкости стандарта Британской газовой корпорации, которая базируется на 95%-ной гарантии [1]. При этом средняя протяженность распространения разрушения по диаметрам трубопроводов 1020, 1220 и 1420 мм соответственно составила 15 30 и 25 м. [c.31] При разрыве образовывались котлованы выброшенного грунта и разрушенных труб с размерами по длине соответственно протяженности разрушения трубопровода, по ширине и глубине - пропорционально величине рабочего давления и плотности окружающего трубопровод грунта. Для примера приводим предельный размер котлована - 45x35x4 м. [c.31] Практически во всех случаях разрушение газопроводов сопровождалось возгоранием газа. [c.31] Представленная характеристика стресс-коррозионных разрушений газопроводов позволяет отнести их к разряду масштабных эффектов (МЭ) энергетической природы [7]. [c.31] Р - сила, необходимая для роста трещин. [c.32] Проанализируем формулу (12). Прорастание в глубину стенки трещин увеличивается как с ростом диаметра трубопровода, так и расстояния между параллельными трещинами. Первое объясняется проявлением масштабного эффекта, второе -концентрацией энергии разрушения при более редком расположении трещин. И в целом эти положения соответствуют механике процесса разрушения. [c.32] С полученным из теоретических выкладок соотношением (14) коррелируют результаты натурных обмеров изолированных трешин на образцах, вырезанных из поврежденных труб [9]. [c.33] Вернуться к основной статье