По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Возможность оценки глубины стресс-коррозионных дефектов стенки труб линейной части магистральных газопроводов по внешним параметрам

Афанасьев А.В. аспирант, Самарский университет им. С.П. Королева
Мельников А.А. канд. техн. наук, доцент, преподаватель, Самарский университет им. С.П. Королева
Савин Д.В. инженер, инженерно-технический центр, ООО «Газпром трансгаз Самара»
Жуков Д.В. аспирант, Самарский университет им. С.П. Королева
Васьков М.И. аспирант, ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

На текущий момент по причине развития дефектов стресс-коррозии (коррозии под напряжением, далее — КРН) на магистральных газопроводах (МГ) Единой системы газоснабжения (ЕСГ), принадлежащей ПАО «Газпром», происходит более трети (36%) аварий. В то же время вместе с совершенствованием средств диагностики с каждым годом растет количество вновь выявляемых дефектов КРН на объектах ЕСГ. По оценке экспертов, существующий тренд направлен на увеличение числа обнаруживаемых дефектов. Трещины КРН различной глубины выявлены более чем на миллионе трубных секций и с большой вероятностью будут выявлены дополнительно при ближайших обследованиях. Развитие системных методов борьбы с негативными проявлениями стресс-коррозии (идентификация, оценка и целенаправленное удаление критических дефектов, тех, которые могут в обозримом будущем привести к аварии, ремонт изоляции на остальных дефектных участках) является актуальной задачей. Целью данной работы является определение параметров, позволяющих оценить глубину трещин. В работе рассмотрены материалы, полученные при обследовании и ремонте участка линейной части МГ. Исследования проводились методами неразрушающего контроля, металлографическими методами и средствами электронной микроскопии. Описана связь между геометрическими параметрами дефектов, которая позволяет проводить оценку глубины трещин по внешним параметрам. Проведено моделирование методом конечных элементов трещин в стенке трубопровода, нагруженного внутренним давлением.

Литература:

1.Алимов С.В. Концепция диагностирования и ремонта магистральных газопроводов в регионах с высокой предрасположенностью к стресс-коррозии [Текст]/ С.В. Алимов, А.Б. Арабей, И.В. Ряховских и др. // Газовая промышленность. — 2015. — № 5 (724). — С. 10–15.

2.Cheng Y.E. Stress corrosion of pipeline / Y. F. Cheng. — Hoboken: John & Sons Publishing, 2013. — 257 p.

3.King F. Stress corrosion cracking of carbon steel used fuel containers in a Canadian deep geological repository in sedimentary rock: report № NWMO TR2010-21/ F. King. — Toronto, Canada: NWMO, 2010. — 34 p.

4.Михайлов А.И. Обнаружение, идентификация и оценка глубины стресс-коррозии с использованием комбинированных магнитоакустических внутритрубных дефектоскопов [Электронный ресурс] // А. И. Михайлов — URL: http://vniigaz. gazprom.ru/d/textpage/d3/467/11_vniiga z_ssc_2017_mihailov.pdf (дата обращения: 16.10.2017).

5. Stress corrosion cracking of pipeline steel in near-neutral pH environment / I. Ryakhovskikh [et al.]. — Proceedings of Materials Science & Technology 2014. October 12–16, 2014, Pittsburgh, PA, USA.

6.Perlovich Y. A., Krymskaya O. A., Isaenkova M. G., Morozov N. S., Fesenko V. A., Ryakhovskikh I. V., Esiev T. S. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 10, Development, Production and Application. Ser. "10th International School Conference on Materials for Extreme Environment: Development, Production and Application, MEEDPA 2015". — 2016. — Р. 012009.

7.Zaitsev A. I., Rodionova I. G . , Baklanova O.N., Udod K.A., Esiev T.S., Ryakhovskikh I. V. Structural factors governing main gas pipeline steel stress corrosion cracking resistance. — Metallurgist. — 2013. — V. 57. — No7–8. — P. 695–706.

8. Linton V. Strategies for the repair of stresscorrosion cracked gas transmission pipelines: assessment of the potential for fatigue failure of dormant stress-corrosion cracks due to cyclic pressure service/ V. Linton, E. Gamboa, M. Law // Jornal of pipenline engineering. — 2007. — V. 6. — No 4. — P. 207–217.

9. Marewski U. UKOPA/GP/009. Near neutral pH and high pH stress corrosion cracking: industry good practice guide/ U. Marewski, M. Steiner. — Ambergate, Derbyshire: UK onshore pipeline operators» association, 2016.

10. Gintten M. An integrated approach to the integrity management of stress corrosion cracking in pipelines: a case study / M. Ginten, T. Penney, I. Richardson et al. // Proc. of Rio Pipeline Conference & Exposions, September 24–26, 2013. — 2014.

11. Исследования возможности длительной эксплуатации труб с незначительными стресс-коррозионными повреждениями [Текст] / А. Б. Арабей, О . Н. Мелёхин, И. В . Ряховских , Р. И. Богданов, П. В. Абросимов, М. Штайнер, У. Маревски // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». — 2016. — № 3 (27). — С. 4–11.

12. Исследования геометрических параметров и особенностей расположения стресс-коррозионных повреждений на магистральных газопроводах [Текст] / Р.В. Агиней, С.С. Гуськов, В.В. Муссонов, Р.А. Садртдинов, В.А. Лапин //

13. Научно-технический сборник «Вести газовой науки». — 2016. — № 3 (27). — С. 102–107.

14. Bogdanov R. I., Marshakov A. I., Ignatenko V. E., Ryakhovskikh I. V., Bachurina D. M. Effect of hydrogen peroxide on crack growth rate in X70 pipeline steel in weak acid solution // Corrosion Engineering Science and Technology. — 2017. — V. 52. — No. 4. — P. 294–301.

15. Chen W. Transgranular crack growth in the pipeline steels exposed to nearneutral pH soil aqueoussolutions: t h e r o l e o f h y d r o g e n / W . C h e n , R. Kania, R. Worthingham et al.// Acta Materialia. — 2009. — V. 57. — N 20. — P. 6200–6214.

16. Arabey A. B. Studying the Possibility of Long-Term Operation of Pipes with Insignificant SCC // Arabey A. B., Melekhin O. N., Burutin O. V . , Ryakhovskikh I. V., Bogdanov R. I., Abrosimov P. V., Steiner M., Marewski U. 3R, no. 01–02, pp. 104–110, 2017.

17. P e r l o v i c h Y . , K r y m s k a y a O . , Isaenkova M., Morozov N., Fesenko V., Ryakhovskikh I., Esiev T. Effect of layer-bylayer texture inhomogeneity on the stress corrosion of gas steel tubes. — Materials Science Forum ISSN: 1662–9760, Vol. 879, pp. 1025–1030 doi:10.4028/www.scientific. net / MSF. 879.1025 (2017).

18. Afanasyev A. V. The Analysis of the Influence of Various Factors on the Development of Stress Corrosion Defects in the Main Gas Pipeline Walls in the Conditions of the European Part of the Russian Federation [Электронный ресурс] // A. V. Afanasyev, A. A. Melnikov, S. V. Konovalov, M. I. Vaskov URL: https://www.hindawi.com/journals/ ijc/2018/1258379/ (дата обращения: 04.09.2018).

19. РД 50-672-88. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Классификация видов изломов металлов [Текст]. — Введ. 1989-07-01. — М.: ВНИИ ГАЗ, 2010. — 56 с.

В мировой практике транспортировки природного газа по трубопроводам стресс коррозия (далее — КРН) имеет наибольший удельный вес среди всех остальных причин аварий [1–3]. В то же время вместе с совершенствованием средств диагностики на объектах ЕСГ с каждым годом растет количество вновь выявляемых дефектов КРН. Так, если ранее методами внутритрубной дефектоскопии (ВТД) магнитными снарядами выявлялось около 2000 дефектов КРН в год, то сейчас, с применением электромагнитоакустических снарядов (ЭМА) этот показатель доходит до 10 тыс. дефектов в год [4]. Большое количество дефектов КРН выявляется методами неразрушающего контроля (НК) в шурфах и при капитальном ремонте. При этом абсолютное большинство выявленных всеми методами контроля дефектов (почти 92%) имеют измеренную глубину менее 10% от толщины стенки трубы [5, 6]. По оценке экспертов, существующий тренд направлен на увеличение числа обнаруживаемых дефектов. Трещины КРН различной глубины выявлены более чем на миллионе трубных секций и с большой вероятностью будут выявлены дополнительно при ближайших обследованиях [7–9].

Замена даже небольшой части таких трубных секций приведет к снижению общего объема капитального ремонта линейной части ЕСГ за счет повышения количества ремонтов локальных участков [10–12]. При этом степень опасности дефектов, глубина которых не превышает 10–15% толщины стенки трубы, при условии ограничения к ним доступа коррозионной среды многими исследователями определяется как незначительная [13, 14]. Существуют методы ремонта полимерной изоляции трубопроводов, которые на протяжении длительного времени не позволяют трещинам развиваться и угрожать надежности МГ [15, 16]. Однако методов точной оценки глубины трещин КРН на данный момент не разработано, а факторы, влияющие на распределение дефектов КРН на протяженных участках при проведении капитального ремонта, не всегда рассматриваются системно. Комплексное влияние технологических и металлургических факторов на распространение и развитие дефектов КРН участка капитального ремонта рассмотрено в работе [17]. Для подробного анализа эксплуатационных факторов и отбора образцов был выбран участок МГ протяженностью 25 км.

Для Цитирования:
Афанасьев А.В., Мельников А.А., Савин Д.В., Жуков Д.В., Васьков М.И., Возможность оценки глубины стресс-коррозионных дефектов стенки труб линейной части магистральных газопроводов по внешним параметрам. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов. 2019;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: