Оценка опасности дефектов сплошности сварных соединений стальных трубопроводов по результатам магнитного контроля напряженного состояния металла

Р. В. Загидулин, Т. Р. Загидулин, В. Р. Мардамшин, Т. А. Бакиев

Аннотация


Введение Для длительно эксплуатирующихся стальных трубопроводов стресс-коррозионные трещины и дефекты сплошности сварных соединений создают большие риски. Они являются концентраторами механических напряжений и обладают способностью быстро развиваться в металле (часто непредсказуемо), приводя к неожиданному разрушению металла стальной трубы. Цели и задачи С целью оценки опасности дефекта сплошности предлагается контролировать напряженное состояние металла в областях, прилегающих к зонам пластичности при вершинах дефектов в нагруженном состоянии стальных труб, когда происходит концентрация механических напряжений в металле. Результаты Приводятся результаты исследования макрошлифов металла образцов с дефектами сплошности сварных соединений стальных труб, полученные после разрушения стенда. Показаны результаты исследования напряженного состояния металла сварных соединений и тела стальной трубы в процессе нагружения испытательного стенда. Установлено, что остаточные механические напряжения в стальной трубе распределяются неравномерно, согласно фактическим внешним и внутренним нагрузкам. Исследование макрошлифов с дефектами сплошности показывает, что их формы могут существенно отличаться от формы моделей дефектов, применяемых в механике разрушения. Указывается на разницу между оценками линейных размеров дефектов сплошности, полученных по макрошлифам и по результатам ультразвуковой дефектоскопии. Показано, что области с повышенным напряженным состоянием металла, установленные при магнитном контроле металла сварных швов стальных труб, совпадают с месторасположением дефектов сплошности и согласуются с результатами исследования макрошлифов стальных образцов. Формирование областей с повышенным напряженным состоянием металла над дефектами сплошности в стальной трубе связывается с наличием пластических зон при вершинах дефектов, где механические напряжения превышают предел текучести металла. Этим объясняется совпадение месторасположений дефектов сплошности сварных соединений, выявленных при ультразвуковой дефектоскопии и областей с повышенным напряженным состоянием металла, установленных при магнитном контроле стальных труб.

Ключевые слова


steel pipeline;metal continuity defect;welded joint;magnetic control of the metal stress state;metal macrosection;zone of plasticity at the crack tip;стальной трубопровод;дефект сплошности металла;сварное соединение;магнитный контроль напряженного состояния металла;макрошлиф металла;зона пластичности при вершине трещины;

Полный текст:

PDF

Литература


Николаева Е.А. Основы механики разрушения. Пермь: Издательство Пермского государственного технического университета, 2010. 103 с

Загидулин Т.Р., Загидулин Р.В. Магнитный контроль напряженно-деформированного состояния металлоконструкций индикатором механического напряжения металла ИН-02 сканирующего типа. Нефтегазовое дело. 2017. Т. 15, № 4. C. 143-149

Кузеев И.Р., Наумкин Е.А., Кудашев Р.Р. и др. Изменения механических характеристик материала гибких насосно-компрессорных труб в условиях циклического нагружения // Научные труды НИПИ Нефтегаз ГНКАР. 2015. Т. 2. № 2. С. 47-53

Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1989. 624 с

Лобанов Л.М., Пашин Н.А., Логинов В.П. и др. Влияние электродинамической обработки на напряженное состояние сварных соединений стали Ст 3 // Автоматическая сварка. 2007. № 7. С. 10-12

Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. Ч. 1. Новосибирск: Наука, 2005. 494 с




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2019-1-108-119

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) Р. В. Загидулин, Т. Р. Загидулин, В. Р. Мардамшин, Т. А. Бакиев

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