Влияние термоциклических процессов на развитие КРН

Статистические сведения об авариях по причине КРН на линейной части МГ показывают, что большая часть таких аварий происходит на участках трубопровода, которые находятся в непосредственной близости от компрессорных станций (КС) (рисунок 1.6), это прямо указывает на высокую степень зависимости частоты возникновения аварий от напряжений в материале тру­бопровода [108].

Рисунок 1.6 - Распределение количества отказов по причине КРН на ЛЧ МГ в зави­

симости от расстояния до КС

Помимо высокого уровня механических напряжений, близость станции для участка маги­стрального газопровода означает повышенную температуру транспортируемого продукта. Мно­гими авторами отмечается, что характер температурной зависимости растрескивания - одно из главных различий между двумя видами КРН газопроводных труб. КРН при высоком pH в более, чем 90 % случаев происходило в пределах 16-23 км от компрессорной станции по ходу газа, т.е. в пределах участков, где температура и напряжения более высокие. Температуры газа, отмечен­ные при этих авариях, находились в пределах 25-35 °С [161,188, 214, 225].

КРН при низком pH трубных сталей не обнаруживает чувствительности к температуре как в полевых условиях, так и в лабораторных испытаниях [192, 224]. Температурная область разви­тия этого вида КРН труб находится в интервале от 8 до 28 °С [88, 111, 208].

Для эксплуатации газопроводов такие зависимости означают, что эффективным приемом повышения стойкости для этого вида КРН является снижение температуры. Однако, на КРН при низком pH этот вывод не распространяется, а влияние температуры на КРН при высоком pH объ­ясняется в первую очередь негативным влиянием высокой температуры стенки трубопровода на

полимерное изоляционное покрытие. Чтобы опасная среда могла сформироваться на поверхно­сти трубы, нужно, чтобы произошло некоторое повреждение покрытия, включая его отслаива­ние.

Кроме того, уместно рассматривать КРН вблизи компрессорных станций, с позиции неравновесных термодинамических процессов. Существует мнение, сформированное при моде­лировании свойств грунта, что коррозионное растрескивание связано с температурным или теп­ловым импульсом от газоперекачивающего оборудования. Температура компримированного газа, поступающего в газопровод через аппараты воздушного охлаждения АВО, повторяет су­точные колебания температуры воздуха. При этом любые изменения в режимах работы основ­ного оборудования быстро передаются газовым потоком к критическим сечениям. Лаборатор­ные испытания такого эффекта «термодинамического раскачивания» показывают, что наличие температурного импульса ускоряет коррозионные процессы от 6,9 до 11,2 раз [74].

Подобный эффект объясняется увеличением просачиваемости в коррозионно-активного слоя грунта вокруг трубопровода при импульсном температурном режиме. В таких капиллярах присутствует достаточно высокий градиент давления в поровом пространстве и влага перемеща­ется свободнее: отработавший электролит отводится, унося с собой продукты коррозии, уступая место новой порции грунтового электролита [75].

1.4