Газопровод — Разрушение

Многие металлические конструкции, такие, как нефтепроводы, газопроводы, водопроводы, канализационные сети, обсадные трубы скважин, силовые электрические кабели, кабели связи, баки и емкости, тюбинги метро, сваи и другие строительные конструкции, эксплуатируются в подземных условиях и, соприкасаясь с почвой (верхним слоем горных пород) или грунтом (нижележащими горными породами), подвергаются коррозионному разрушению. Особо сильное разрушение наблюдается у подземных сооружений, находящихся в зоне действия блуждающих токов. Приближенные подсчеты показывают, что вследствие коррозии в нашей стране ежегодно выходит из строя 2—3% подземных сооружений, что составляет около одного миллиона тонн металла. [c.384]

Рис. 46.1. Хрупкое разрушение газопровода

Поэтому для Крайнего Севера расчеты различных сооружений (газопроводов, мостов и других конструкций) в условиях хрупкого разрушения приобретают особенно важное значение. Эксперименты показывают, что величина у для сталей повышается с ростом температуры. [c.557]

Внешняя поверхность трубопровода может подвергаться коррозии даже при наличии противокоррозионной изоляции и катодной защиты например, когда катодная защита, остановив рост мелких поражений (при анализе мест разрушения наблюдались группы мелких трещин), способна ускорить рост более глубокой трещины, где защита не достигается вследствие усиления концентрации напряжений, т. е, запоздалое включение катодной защиты может оказаться даже вредным. Во многих случаях под слоем противокоррозионной изоляции при повышенной температуре могут возникнуть условия для карбонатного коррозионного растрескивания металла при катодной защите, как это наблюдалось на газопроводах США и Англии [167]. [c.228]

В технологическом процессе изготовления ответственных деталей из аустенитных нержавеющих сталей, применяемых в энергомашиностроении, предусматривается холодная деформация. Повышение длительной прочности в результате предварительной пластической деформации используют при производстве высоконапряженных деталей, работаюш,их кратковременно (например, дисков транспортных турбин). Однако наряду с положительным наклеп оказывает и отрицательное влияние на свойства металла. В практике работы энергооборудования известны многочисленные случаи хрупких разрушений наклепанного материала — образование трещин на гибах труб пароперегревателей паровых котлов, на компенсаторах газопроводов и др. [c.213]

Подземные магистральные и межцеховые трубопроводы, промышленные газопроводы, эксплуатационные колонны буровых скважин в станциях подземного хранения газа и др. подвержены интенсивной электрохимической коррозии. Усиление коррозионного процесса при наличии электрического поля блуждающих токов может вызвать разрушение подземных металлических коммуникаций в значительно более короткий срок, чем это предусмотрено проектом. В зависимости от влияния блуждающих токов на подземные металлические сооружения различают следующие характерные зоны устойчивая анодная зона, в которой блуждающие токи выходят непрерывно из подземного сооружения, устойчивая катодная зона, в которой блуждающие токи входят непрерывно в сооружение, и знакопеременная зона, в которой возникают неустойчивые анодные и катодные зоны. [c.65]

Срок службы различных агрегатов газогенераторной установки не одинаковый вследствие весьма разнообразных условий работы (по напряжённости). Наибольшим разрушениям подвергаются следующие части газогенераторной установки топливник, колосниковая решётка, очистители, газопроводы. Срок службы топливников газогенераторов, работающих на чурках, до 25000 [c.238]

Известно, что условия работы магистральных газопроводов, методы их испытаний и критерии оценки трубных сталей существенно отличаются от характерных для других сооружений. Это отличив определяется, прежде всего, освобождением в процессе разрушения значительной энергии. Запасы упругой энергии стенок трубы и сжатого газа настолько велики, что существуют реальные возможности развития протяженных разрушений как хрупкого, так и вязкого характера. [c.24]

Рис. 7. Схема разрушения опытной секции газопровода с многослойными обечайками (давление при разрушении 7,5 МПа, температура — 3 °С).

Применение таких труб открывает новые возможности по предотвращению протяженных вязких разрывов. Известно, что в магистральных газопроводах с монолитной стенкой труб при определенных соотношениях между динамической вязкостью материала и интенсивностью потока анергии, поступающей к вершине движущейся трещины, могут иметь место протяженные вязкие разрывы. В трубах из вязких сталей, полученных методом контролируемого проката и содержащих дефицитные добавки (молибден, ниобий и титан), такие разрушения наблюдались как в зарубежной практике, так и в нашей стране. [c.30]

Однако при испытании одиночных труб нельзя полностью воспроизвести условия установившегося режима развития лавинного разрушения. Это может быть достигнуто только при соответствующем стендовом или полностью натурном пневматическом испытании достаточно протяженной секции газопровода. Методика таких экспериментов должна быть тщательно отработана, поскольку в единичном испытании вероятность получения протяженного разрушения невелика. [c.30]

Проведенные исследования показывают, что многослойные трубы, предлагаемые для северных магистральных газопроводов, могут изготавливаться из отечественных сталей, не содержащих дефицитных добавок. При этом по сопротивлению хрупким и вязким разрушениям они не будут уступать трубам с монолитной стенкой из сталей содержащих дефицитные добавки. [c.34]

Конструктивная прочность и пригодность исследуемых труб для магистральных газопроводов оценивалась по расчетной со-противляемости газопроводов хрупкому разрушению и по результатам гидравлических испытаний в полевых условиях Сопротивляемость газопроводов определялась из сопоставления потенциальной энергии, накопленной в стенке газопровода а , и энергии, необходимой для разрушения, которая оценивалась работой ар, требуемой на распространение трещины. Эти исследования проводились на образцах, вырезанных из сварных готовых труб, размером 150x60x80 мм. Сварной шов с неудаленным внутрен- [c.159]

Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) часто является причиной разрушения подземных газопроводов [12—18]. В катодно защищенных трубопроводах КНР начинается на внешней поверхности трубы, чаще всего в местах нарушения покрытий. Вблизи от участка разрушения под нарушенным покрытием обнаруживают раствор карбоната/бикарбоната натрия, а иногда и кристаллы NaH Og. Предполагают, что эта среда наиболее благоприятна для КРН. В большинстве конструкций, где применяется катодная защита стали от общей коррозии, сталь поляризуют до потенциала —0,85 В по отношению к Си/Си504-электроду, что соответствует значению —0,53 В по н. в. э. Катодная защита подземных трубопроводов может приводить к накоплению на поверхности трубы щелочных продуктов, например гидроксида натрия, а также растворов карбоната/бикарбоната натрия [19, 20]. Ионы водорода, катионы Na+ и вода, содержащая растворенный кислород, мигрируют к катодным участкам трубы через поры [c.186]

В отличие от локальных разрушений нефтепроводов (до 3 метров) разрушение газопроводов имеет протяжённый (лавинный) характер, кагда длина разрушвЕного участка может достигать нескольких [c.29]

Одной из возмоллых причин разрушения газопроводов, кроме вышеперечисленных. является корромоииое рестресниваниамегалла трубы. При этом на наружной поверхности трубы видны многочисленные небольшие трещины, ориентированные в,додь образующей трубы, которые при своём слиянии образуют магистральную ступенчатую трещину, идущую вдоль образующей трубы (рис. 1.5). [c.29]

Поэтому на основании изучения отказов магистральных газопроводов непосредственно в трассовых условиях, а также свойств металла очаговых зон в лабораторных условиях в УГНТУ бгла предложена модель развитая разрушения. При этом были проанализированы отказы газопроводов "Парабель - Кузбасс". "Средняя - Азия -Центр","Уренгой - Центр 1", "Уренгой - Петровок","Уренгой - Гря-зовец", а также документация и образцы металла с трубопроводов "Бухара - Урал", "Надгм - Пунга - Нижняя Тура". [c.21]

Растрескивание металла трубопроводов вследствие водородного охрупчивания зарождается на участках стали с твердой мартенситной структурой, обычно в местах концентрации остаточных напряжений, возникающих при изготовлении труб. Как правило, коррозионное растрескивание кольцевых швов трубопроводов, транспортирующих сероводородсодержащие среды, связано с непроваром в корне шва или внутренним подрезом. Любая прерывистость в корне шва может явиться причиной коррозионного растрескивания, при этом скорость распространения трещин в процессе эксплуатации газопроводов сернистого газа определяется глубиной и радиусом поверхностного дефекта в вершине сварного соединения [19]. Исследования коррозионных повреждений трубопроводов, изготовленных из стали марки 17Г2С и транспортирующих газ с примесью сероводорода (до 2%), показали, что общим для всех случаев разрушения сварных соединений является зарождение трещин [c.17]

Разрушение монтажного сварного стыка газопровода неочищенного газа УКПГ-2-ОГПЗ произошло через 3,5 месяца после начала эксплуатации. Газопровод сооружен из труб 0720 X 18 мм, изготовленных из стали (фирма УаПпгес, Франция), близкой по структуре и свойствам к стали 20. Коррозионная трещина протяженностью 600 мм располагалась по вертикали стыка на боковой образующей, справа по направлению движения газа. Один конец трещины располагался в нижней части трубы, другой — в зоне боковой образующей. Максимальное раскрытие кромок трещины составляло 2 мм. Зарождение трещины началось от дефектов сварного соединения — непровара корня шва глубиной 4 мм на длине 300 мм и смещения кромок размером до 5 мм. [c.36]

Разрушение монтажного сварного стыка 0720x22 мм газопровода неочищенного газа УКПГ-9-ОГПЗ имело место по истечении девяти месяцев эксплуатации. В сварном стыке были отмечены смещение кромок до 7 мм на расстоянии 2/3 периметра трубы и непровар до 10 мм в том же месте. От непровара зародилась коррозионная трещина, которая в ходе своего дальнейшего развития на 20 мм вышла на основной металл при ширине раскрытия кромок до 0,5 мм. Сероводородное растрескивание другого сварного стыка этого же газопровода (рис. 12а) также было обусловлено дефектами сварного соединения смещением кромок (более 2 мм) в сочетании с непроваром в корне шва глубиной более 2 мм на расстоянии 500 мм и порами в корневом шве. [c.36]

Сероводородное растрескивание монтажного сварного стыка газопровода 0720x17,2 мм УКПГ-16-ОГПЗ произошло ранее чем через месяц после начала его эксплуатации. Трубопровод сооружен из труб импортной поставки (сталь Х46) в соответствии с ТУ-28-40/82 Н25. Очаг разрушения длиной 280 мм находился на металле шва в нижней части трубы. По обе стороны от очага на металле шва наблюдался шевронный узор с выходом в зону термического влияния в верхней ча- [c.36]

Разрушение на 21-м км газопровода 01020 х 10 мм ОГПЗ-Совхозное подземное хранилище газа (СПХГ), сооруженного из спиральношовных труб (сталь 16ГС), произошло после 20-летней эксплуатации при давлении 4,6-5,5 МПа. В ходе визуально-измерительного и ультразвукового контроля дефектного участка газопровода в области сквозной трещины длиной 340 мм обнаружены несквозные трещины длиной 250 и 210 мм, расположенные вдоль спирального шва, и трещина длиной 15 мм, выходящая перпендикулярно этому шву на основной металл. Характер разрушения многоочаговый. Основные очаги [c.64]

В последние годы в России [55] и за рубежом [4, 5, 9, 46] накоплен большой объем информации, основанной на прямых наблюдениях напряженно-деформированного состояния металла оборудования сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений и его отказов. Приводимые данные могут быть использованы как эмпирический материал при рассмотрении вопроса об ограничении размеров дефектов. Исследованиями ВНИИНМАШа и ООО Оренбурггазпром установлен предельный размер трещины (L 250-300 мм), при наличии которой возможно возникновение лавинного разрушения в трубопроводе 0720 мм при действующем рабочем давлении. Полученное значение соответствует размеру расслоения металла (L = 300 мм), в результате которого в 1990 г. произошло разрушение тупикового участка газопровода ПО Оренбурггаздобыча . [c.126]

Реальная возможность существования спирального режима распространения хрупкой трещины в трубопроводе видна на фотографии хрупкого разрушения магистрального газопровода (фиг. 1), Правда на этой фотографии трещина бежит не по спирали, а по пилообразной кривой с закругленными зубцами. Но между зубцами пилы траектория близка к спиральной. Резкое изменение направления движения трещины в области зубца, по-видимому, объясняется тем, что асимметрия противодавленйя грунта на левую и правую крылья трещины становится значительной при приближении вершины трещины к концам горизонтального диаметра трубы. [c.346]

Несмотря на это, на практике продолжают наблюдаться м1югочисленные случаи разрушений сварных конструкций газопроводов, нефтепроводов, буровых платформ, подъемно-транспортных механизмов и машин, энергетических систем и т. д. Последнее говорит о том, что в ряде случаев подход для анализа работоспособности сварных соединений с дефектами даже в условиях статического нагружения дол-ЖСН OblTJb принципиально другим, и прежде всего необходимо учитывать фактор механической неоднородности сварных соединений, посколы в большинстве своем технологический процесс сварки предполагает использование [c.4]

Коррозионные разрушения вследствие катодного подрыва покрытия наблюдались в США на газопроводах высокого давления за компрессорными станциями при повышенной температуре. В большинстве случаев трубы были покрыты каменноугольным пеком, а иногда они не имели вообще никакого покрытия [15, 18, 19]. Разрушения представляли собой не результат равномерной коррозии, а были следствием меж-кристаллитного коррозионного растрескивания под напрял<ением под действием NaH Oa (см. раздел 2.3.3) NaH Os мог возникнуть в результате реакции ионов 0Н с СО2, выделившейся из каменноугольного пека с наполнителем при его нагреве (см. раздел 5.4). Эти неблагоприятные результаты с каменноугольным пеком не должны распространяться на другие материалы покрытия. Однако бесспорно, что у горячих трубопроводов имеется скрытая опасность коррозионного растрескивания под напряжением, а пределы применимости катодной защиты ограничиваются (см. раздел 2.3.5). [c.168]

Состояние поверхности труб является одним из важнейших факторов, определяюш,их надежность нефте- и газопроводов. Технологическая наследственность изготовления труб, механические воздействия при погрузочно-разгрузочных транспортных и монтажных операциях, некачественная очистка перед нанесением заш,итных покрытий обусловливают гетерогенность (неоднородность) физикомеханических и физико-химических свойств поверхностного слоя, что снижает сопротивление трубопроводов коррозионно-усталост-ному разрушению в условиях циклического изменения нагрузок и воздействия активных сред. [c.252]

Особенно отрицательно влияет на экологическое равновесие нарушение растительного покрова в криолитовой зоне Западной Сибири. Так, если высота снежного покрова в естественных условиях составляет 0,5— 1,3 м, то на участках с разрушенным растительным покровом 0,2—0,7 м. Глубина протаивания грунта при нормальном растительном покрове — 0,3—0,8 м, при нарушении его — 1,3—1,5 м, что влечет за собой образование наледей, промоин, жидкотекучей и вспученной почвы. Такие новообразования приводят к нарушению устойчивости газопровода. [c.10]

Условия распространения трещины определяются напряженно-деформированным состоянием в области перемещающейся вершины разрыва и динамическими значениями вязкости разрушения материала. В отличие от высокопрочных сталей, для трубного металла обычной и средней прочности характерно скачкообразное уменьшение сопротивления распространению разрушения при переходе от вязкого (по внешнему виду) разрушения к хрупкому. Это приводит к существенному увеличению скоростей распространения хрупких трещин по сравнению с вязкими разрывами. В результате скорость распространения хрупкого разрушения обычно превышает скорость волны декомпрессии, снижающей давление в газопроводе. Вследствие этого теоретически разрушение может распространяться неограни- [c.24]

Как в нашей стране, так и за рубежом, для определения сопротивления трубного металла распространению хрупких разрушений применяется известная методика DWTT — испытание на разрыв падающим грузом. Стандартные образцы (рис. 1) имеют надрез, который наносится вдавливанием с помощью соответствующего пуансона с радиусом вершины менее 0,025 мм. Такой радиус надреза совместно с наклепом, вызванным прессованием, обеспечивают получение начального хрупкого разрушения и его развитие в зоне вершины дефекта с большой скоростью при незначительных энергетических затратах. Эта деталь очень важна. В последнее время на некоторых трубных заводах и даже в научно-исследовательских институтах вместо прессованного надреза стали делать обычный механический пропил. В этом случае теряется основная идея таких испытаний, поскольку их результаты существенно зависят как от способа изготовления надреза, так и радиуса его вершины. Так, на стали 09Г2СФ t = 20 мм) фрезерованный надрез с таким же радиусом закругления как и у прессованного (0,025 мм) сдвигает переходную температуру на 12 °С в область более низких температур (рис. 1). Увеличение радиуса приводит к еще большему снижению критической температуры. Только при наличии прессованного надреза вид излома при дальнейшем движении трещины в образцах определяется, главным образом, вязкостью материала и, как следствие этого, отражает характер разрушения натурных газопроводов. Исходя из этого, Институтом Баттела (США) были предложены такие образцы для определения температуры, выше которой невозможно распространение хрупкого разрушения в реальном газопроводе. Установлено, что эта температура соответствует 80 %-ной вязкой составляющей в изломе образца с прессованным надрезом. Натурные испытания, проведенные в нашей стране, также подтвердили это положение. [c.25]

Для того чтобы проверить действительно ли многослойные трубы или обечайки из тонколистовой стали 09Г2СФ, не содержащей дефицитных легирующих элементов, полностью исключают хрупкие разрушения магистральных газопроводов, на севере Тюменской области были испытаны пневматически при давлении 7,5 МПа две трубные секции диаметром 1420 мм. Первая секция (рис. 7) общей длиной 210 м состояла из 18 полноразмерных труб (сталь 17Г2АФ) с монолитной стенкой и ряда многослойных вставок (на рисунке заштрихованные участки) длиной от 1,3 м до 5,2 м, которые располагались за разгонными трубами 1 vi2. Вторая секция (рис. 8) длиной 150 м включала две многослойные трубы 3 и 5, одну разгонную 4 с монолитной стенкой (сталь 14Г2АФ-У) и концевые участки, сваренные из труб зарубежной поставки. Условия испытаний были жесткими. Магистральные трещины инициировались с помощью ВБ и разгонялись в трубе с монолитной стенкой, обладающей низким [c.28]

В связи с интенсивным развитием газонефтепроводного транспорта, резким увеличением общего объема добываемого газа в северных районах страны и, особенно в Сибири, возникла необходимость существенного увеличения пропускной способности строящихся трубопроводов, а также создания новых эффективных способов транспортировки газа. При существующем сортаменте труб (диаметром до 1420 мм) наиболее целесообразным является увеличение пропускной способности трубопроводов, которое достигается путем повышения рабочего давления. Трубная промышленность в десятой пятилетке освоила серийное производство газопроводных труб диаметром 1420 мм из малоперлитной стали 09Г2ФБ контролируемой прокатки на рабочее давление 7,5 МПа. Дальнейшее повышение рабочего давления до 10—12 МПа позволит существенно увеличить пропускную способность строящихся трубопроводов. Развитие производства сталей для магистральных газопроводов с такими высокими параметрами должно учитывать повышенные требования, предъявленные к основному металлу таких труб. Низколегированная сталь должна обладать как необходимой прочностью, так и высоким сопротивлением хрупкому и вязкому разрушению при температурах монтажа и службы газопровода. С увеличением диаметра труб и их рабочего давления существенно возрастает толщина листовой стали, из которой изготавливаются такие трубы. В зтом случае возникают определенные трудности в достижении как необходимой прочности, так и вязкости даже при использовании специальных мер, например, ограничение температуры окончания прокатки или специальная термическая обработка в виде нормализации или термоулучшения. Принципиально новым методом повышения надежности газопроводных труб является применение труб многослойной конструкции, изготовленных из рулонной, относительно небольшой толщины, полосы, прокатанной на высокопроизводительных широкополосных станах. [c.197]

Для газонефтепроводного транспорта наибольший интерес представляют трубы, рассчитанные на высокое внутреннее давление и имеющие большой диаметр (до 1420 мм), толщины стенок которых превышают приведенные выше величины. Известно, что в северных районах в современных газопроводах диаметром до 1420 мм в результате разницы между температурой укладки и эксплуатации, равной 60—80 °С, возникают значительные продольные усилия, которые достигают 20 ООО кН. В результате их воздействия на выпуклых кривых, чаще всего на заболоченных территориях, наблюдались случаи выхода трубопровода на поверхность. Для предотвращения этого явления выпуклые кривые пригружаются железобетонными ори-грузами или ставятся винтовые или свайные раскрывающиеся анкера. При радиусе упругого изгиба 2500 м масса пригрузов 1,8 т в воде и 3 т на воздухе на 1 м длины трубопровода. Для улучшения работы забалластированного трубопровода в этих условиях необходима установка мертвых опор. Кроме того, опасными являются участки трубопроводов, на которых продольные перемещения могут вызывать разрушение соединений (подогреваемые нефтепроводы возле перемычек, задвижек и узлов пуска очистных устройств, в местах подключения к компрессорным станциям и др.), а также трубопроводы в которых продольные напряжения могут привести к разрыву — [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...