Выводы по главе 1

Вопрос определения граничных значений параметров внешней среды и веса физических воздействий на стенку магистрального газопровода является ключевым для выбора критериев и технических мер защиты от негативных проявлений КРН (аварий, снижения внутреннего давле­ния газопровода) на уже построенных и поврежденных КРН газопроводах.

Противоречивость экспериментальных и диагностических данных, опубликованных в широко доступных изданиях, приводит к невозможности формирования единого мнения о клю­чевых аспектах механизма развития КРН. Подходы к научно-обоснованной оценке эффективно­сти современных систем диагностики и мониторинга стресс-коррозионного состояния отече­ственных газопроводов, несмотря на остроту и давность проблемы, пока только формируются.

В условиях неопределенности механизма КРН и наличия риска аварий, формирование та­кой оценки требует анализа большого объема дорогостоящих обследований трубопроводов в шурфах, натурных испытаний, организации модельных участков и комплексных обследований. Обобщение получаемых разными специалистами результатов, развитие фундаментальных ис­следований явления стресс-коррозии и систематическое сопоставление теоретических и лабора­торных данных с результатами полевых обследований является путем для развития эффектив­ных средств диагностики, мер защиты строящихся газопроводов, сокращения затрат на поддер­жание надежности и безопасности транспорта газа по уже построенным магистралям.

Исходя из выше сказанного, для определения направления дальнейшего исследования необходимо выделить следующие существенные аспекты проблемы:

1. Основной задачей газотранспортной отрасли в условиях функционирования экономики РФ является бесперебойный и экономически выгодный транспорт газа. По оценкам отраслевых экспертов, в данный момент, в ЕСГ находится до 10 миллионов трубных секций, подверженных КРН, причем большинство дефектов на них не глубокие: до 92% имеют глубину меньше 10% от толщины стенки.

2. Зарождение и развитие трещин происходит в основном в зоне коррозионных поврежде­ний, в областях трубы, охарактеризованных повышенным уровнем внутренних напряжений. Из­бирательность появление питтингов и иных коррозионных проявлений, может быть связана с химической и структурной неоднородностью трубного материала. Суть неоднородности описы­вается повышенным содержанием сульфидов в материале и неравномерным влиянием соедине­ний серы на различные зоны трубы. С целью оценки этих факторов необходимо провести опре­деление структуры прокатки, неметаллических включений, серы в продуктах коррозии и иных поддающихся фиксации особенностей на процесс развития трещин.

3. Существуют два или более различных типов стресс-коррозии, проявляющиеся в зависи­мости от параметров среды (состава, уровня pH, температуры) и потенциала электрохимической защиты. Развитие всех видов стресс-коррозионного растрескивания требуют высокого уровня растягивающих напряжений и флуктуаций давления, при статическом и квазистатическом нагружении не развиваются. Влияние циклического нагружения при транспортировке продукта

на рост трещины КРН, в отсутствии контакта металла с коррозионной средой рассмотрен недо­статочно, несмотря на то что оценка влияния циклических нагрузок на рост дефектов КРН в от­сутствии коррозионной среды позволит принципиально определить возможность ремонта про­тяженных участков, подверженных стресс-коррозии, методом переизоляции.

4. С точки зрения металловедения, решающую роль в кинетике растрескивания отводят состоянию поверхности труб и влиянию металлургических факторов (состав, чистота, структура, класс прочности и т.п.). Особый интерес представляет описанное в ряде работ влияние неметал­лических включений (сульфиды, кремнезем, глинозем), образовавшихся вследствие технологи­ческой наследственности трубы.

5. Не существует марок сталей, у которых была бы доказана устойчивость к КРН: аварии происходили на трубах с классом прочности от Х52 до Х70. Однако, статистически определено, что на двухшовных трубах производства Харцызского трубного завода (труб ХТЗ) с толщиной стенки 15,7 мм, выполненных по ТУ 14-3-741-78 и ТУ 14-3-1050-81, из марок стали 09Г2БТ, 09Г2ФБ, 10Г2БТ, 10Г2Т и их иностранных аналогов классом прочности Х-70, при прочих рав­ных условиях, происходило в 19 раз больше разрывов, чем на трубах производства Японии, ФРГ и Италии, и в 2,7 раз больше разрывов, чем на трубах с толщиной стенки 16,5 мм производства того же завода. Это может свидетельствовать о явной предрасположенности труб, произведен­ных по определенным техническим условиям, к стресс-коррозионному растрескиванию. Фактор влияния производителя труб на распределение дефектов КРН по трассе газопровода необходимо проверить статистическим анализом диагностических данных, полученных с участка капиталь­ного ремонта, а образцы дефектов подвергнуть лабораторным исследованиям.

6. Металлургические принципы повышения стресс-коррозионной долговечности сталей не разработаны, и, возможно, не целесообразны в реальных экономических условиях.

7. Необходимо совершенствовать методику оценки трещин КРН, вводить разделение де­фектов по степени опасности, повышать эффективность оценки дефектов, хотя бы на основе су­ществующей нормативной базы и технических возможностей НК. Более полный учет техноло­гических рисков и адекватная оценка сроков и условий наступления опасных состояний трубо­провода позволят управлять его технологической целостностью. Подобный подход позволит по­высить надежность ЕСГ, сэкономить значительные силы и средства при планировании ремонтов протяженных участков МГ.

8. Как показал анализ нормативной документации, все существующие на данный момент расчетные методики аппроксимируют реальную трещину КРН до упрощенной полуэллиптиче- ской трещины. Главным параметром при такой аппроксимации становится глубина дефекта [14, 15, 18, 20, 22, 27, 28].

9. Создание инструментов для оценки дефектов КРН и расчета ресурса поврежденных труб - одна из наиболее актуальных научных и инженерных задач в отрасли, так как на сего­дняшний день ранжирование степени опасности участков, планирование приоритетных капи­тальных ремонтов, оперативные ремонты наиболее опасных мест - единственные способы по­вышения надежности уже существующих и уже поврежденных стресс-коррозией трубопроводов [156]. Исходя из результатов анализа проблемы КРН, сформулированы задачи исследования, приведенные во введении.

2.