ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований методами современного физического материа­ловедения проведено исследование дефектной структуры металла и совершенствование меха­низма оценки стресс-коррозионных трещин для повышения надежности магистральных газопро­водов.

1. На основе экспериментальных данных показано, что наличие коррозионной среды является основным фактором при развитии разрушения стенки трубопровода от дефекта КРН. Только эксплуатационные нагрузки в чистом виде, если они не выходят за рамки проектных зна­чений, к интенсивному развитию дефектов не приводят: трубные материалы с дефектом КРН имеют значительный предел выносливости на начальном этапе развития в отсутствии воздей­ствия коррозионной среды.

2. Установлено, что время роста гидроизолированной трещины КРН, глубиной менее 20% от толщины стенки в составе трубопровода, при проектных нагрузках эксплуатации состав­ляет десятки лет. Таким образом, трещина, если исключен доступ к ней коррозионной среды, а для стенки выполняется расчетное условие прочности, значительного влияния на надежность трубопровода не оказывает.

3. При фрактографических исследованиях раскрытых трещин показано, что процесс КРН развивается с участием почвенной влаги весьма продолжительное время. Окислы, образую­щиеся при этом, расклинивают и деформируют внутреннюю поверхность трещин, ускоряя про­цесс разрушения. Дефекты КРН развиваются скачкообразно вследствие коррозионных процессов на ювенильной поверхности трещины при напряжениях, значительно меньших, чем предел теку­чести материала. Установлено, что неметаллические включения (сульфиды) не являются источ­ником развития разрушения.

4. Установлено, плотность распределения дефектов КРН зависит от технологии про­изводства труб: КРН глубиной менее 15 % от толщины стенки трубы у двушовных труб более чем в 50 раз больше, чем на одношовных.

5. Показано, что современные средства неразрушающего контроля невозможно при­менять для решения системной задачи оценки и мониторинга дефектов КРН глубины до 20 % стенки трубы, так как погрешность изменения приборов НК, выявленная при металлографиче­ском контроле образцов достигает 50 %. Поэтому методы прямого оптико-визуального замера

внешних параметров трещин являются перспективным направлением при оценке и мониторинге оставленных в трассе дефектов КРН.

6. Установлено, что между основными внешними параметрами существует зависи­мость ширины к глубине как 0,06:1. Численные эксперименты позволили выявить влияние внут­реннего давления на ширину раскрытия трещин и при помощи регрессионного анализа была определена математическая функция зависимости глубины трещины от значения итоговой ши­рины раскрытия и ее длины.

7. На основе усовершенствованного механизма оценки КРН разработан программный продукт (№ государственной регистрации 2019660974), предназначенный для реализации про­цесса вычислительной оценки разрушающего и допустимого давления от дефекта КРН, являю­щийся инструментом для оценки состояния участка трубопровода и его ремонтопригодности.

8. Разработанные метод и программа используются в ООО «Газпром трансгаз Са­мара» при оценке технического состояния и контроля целостности газотранспортной системы, что позволило повысить надежность трубопроводной транспортировки газа и добиться снижения количества аварий по причине развития трещин КРН.