ГАРАНТИРОВАННАЯ ПРОЧНОСТЬ ТРУБЫ С ТРЕЩИНАМИ ПОПЕРЕЧНОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

М. В. Закирьянов, Б. С. Файзуллин, Г. Е. Коробков, М. В. Чучкалов

Аннотация


Введение Одной из приоритетных задач для обеспечения надежной эксплуатации магистральных газопроводов является выявление дефектов стенок труб. Современными внутритрубными снарядами-дефектоско-пами обеспечивается достоверная выявляемость дефектов типа «поперечная трещина» и «зона поперечных трещин» на уровне не менее 20 % от толщины стенки трубы. Это обстоятельство подразумевает, что трубы с данными типами дефектов (с глубиной менее 20 %) остаются в эксплуатации, но они могут привести к аварийным отказам газопроводов. В этой связи возникает необходимость оценки опасности трещин с точки зрения хрупкого разрушения, как наиболее непредсказуемого и быстрого процесса. Цели и задачи На основе численного расчета коэффициента интенсивности напряжений определить уровень продольных напряжений, который гарантирует прочность участка трубопровода с трещинами поперечного растрескивания под напряжением. Методы В качестве расчетной модели принята растягиваемая полоса бесконечной длины с поперечной трещиной. Для учета вязкой составляющей в изломе стенки трубы задача рассматривалась в упругопластической постановке, с вычислением интеграла Черепанова-Райса. Результаты При отсутствии данных для оценки скорости роста развивающихся дефектов используют следующие значения для скорости роста стресс-коррозионного дефекта: по глубине - 1,0 мм/год, по длине и ширине - 4,0 мм/год. Теоретически невыявленная трещина глубиной 3,14 мм за 2 года эксплуатации (периодичность внутритрубной диагностики на участках с выявленными дефектами коррозионного растрескивания под напряжением) может увеличиться до глубины 5,14 мм и фактически привести за данный период времени к разрушению. Представленные результаты расчета показывают необходимость определения характеристик пластичности трубной стали: вязкости разрушения, упругопластической вязкости разрушения, а также позволяют определить уровень продольных напряжений для гарантированной прочности участка магистрального газопровода.

Ключевые слова


gas pipeline;stress corrosion;longitudinal stress;brittle fracture;stress intensity factor;газопровод;стресс-коррозия;продольные напряжения;хрупкое разрушение;коэффициент интенсивности напряжений;

Полный текст:

PDF

Литература


Усманов Р.Р., Чучкалов М.В. Аскаров Р.М. Разработка технологии выявления и ремонта потенциально опасных участков газопроводов по признаку поперечного коррозионного растрескивания под напряжением // Территория Нефтегаз. 2014. № 12. С. 74-77

Пат. 2602327 Российская Федерация, МПК 7 F 16 L 1/00. Способ определения потенциально опасных участков трубопровода с непроектным уровнем напряженно-деформированного состояния / Усманов Р.Р., Чучкалов М.В., Аскаров Р.М. и др. № 2015112903/06; заявл. 08.04.2015; опубл. 20.11.2016, Бюл. № 32

Докутович А.Б., Коваленко С.В., Кузнецов А.Н., Немчин Ю.В., Шапиро В.Д. О возможности прогнозирования различных видов стресс-коррозионных повреждений магистральных газопроводов ПАО «Газпром» // Вести газовой науки. 2016. № 3 (27). С. 64-78

Велиюлин И.И., Зорин А.Е., Колотовский П.А. Исследование развития стресс-коррозионных трещин // Территория Нефтегаз. 2010. № 5. С. 24-25

Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. 504 с

Морозов Е.М., Муйземнек А.Ю., Шадский А.С. ANSYS в руках инженера: механика разрушения. 2-е изд., испр. М.: ЛЕНАНД, 2010. 456 с

СТО Газпром 2-2.3-173-2007. Инструкция по комплексному обследованию и диагностике магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением. Введ. 2008-01-31. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2007. IV. 42 с

Ито Ю., Мураками Ю., Хасебэ Н. и др. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений: в 2 т.: Пер. с англ. / Под ред. Ю. Мураками. М.: Мир, 1990. Т.1: 448 с

Отчет внутритрубного диагностирования газопровода Уренгой - Новопсков. Березовский: ЗАО НПО «Внутритрубная диагностика», 2017. 1003 с

СП 36.13330.2012. Магистральные трубопроводы / Госстрой России. М.: 2013. 100 с

Р Газпром 2-2.3-691-2013. Методика формирования программ технического диагностирования и ремонта объектов линейной части магистральных газопроводов ЕСГ ОАО «Газпром». Введ. 2012-06-29. М.: ООО «Газпром экспо», 2014. 111 с

СТО Газпром 2-3.5-454-2010. Правила эксплуатации магистральных газопроводов. Введ. 2010-08-11. М.: ООО «Газпром экспо», 2010. 230 с




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2019-1-73-81

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) М. В. Закирьянов, Б. С. Файзуллин, Г. Е. Коробков, М. В. Чучкалов

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.