Отказы магистральных трубопроводов чаще всего связаны с разрывами труб, что может привести к экологическим катастрофам, а также к гибели людей и животных. Кроме того, остановка трубопровода на время ремонта и сам ремонт влекут за собой высокий экономический ущерб. Поэтому магистральные трубопроводы относят к объектам повышенной опасности. Для обеспечения безопасности трубопроводы подвергают замене с определенной периодичностью, что приводит к дополнительным экономическим потерям.
Для оптимизации затрат все активнее проводятся исследования причин отказов магистральных трубопроводов и разрабатываются методы их защиты и продления срока службы. Анализ аварий трубопроводов показывает, что разрушение чаще всего носит местный характер. В процессе многолетней эксплуатации трубопроводов происходит воздействие нагрузки на металл трубы, вследствие чего возникает его предрасположенность к накоплению и образованию зон концентрации напряжений (ЗКН) [1].
Напряжения в околошовной зоне являются результатом наличия внутренних напряжений, которые могут вызываться различными причинами. К основным причинам их появления относят неравномерность нагрева и усадки сварного шва, структурные изменения металла и околошовной зоны. Также к причинам возникновения относят применение несоответствующей техники и технологии сварки (неверно выбран диаметр электрода, не соблюдаются режимы сварки и т. д.), низкая квалификация сварщика, нарушение размеров сварных швов и т. п. Одной из причин напряжения в ОШЗ также является давление, создаваемое продуктом транспортировки [2].
Определение локальных ЗКН в смонтированном газопроводе является сложной и дорогостоящей операцией. Тем не менее, известно, что ЗКН в магистральном газопроводе в большинстве случаев возникают в процессе сварки труб [10]. Поэтому изучение процесса сварки магистральных трубопроводов, сопутствующего процесса образования внутренних напряжений, а также поиск методов диагностики технического состояния сварных стыков и околошовных зон магистральных трубопроводов с наиболее высокой выявляющей способностью является важной задачей для нефтегазового комплекса.