Разработка комплекса экспериментального оборудования и методик коррозионно-механических испытаний

• Автор: Фот, Андрей Петрович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Курган
• Количество страниц: 447 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1 ВВЕДЕНИЕ
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ МЕТОДИКИ
КОРРОЗИОННО-МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ
2.1 Виды коррозионных поражений металлических конструкций и
механизм разрушения материалов при воздействии агрессивных сред
2.1.1 Коррозионное состояние насосно-компрессорных труб и
трубопроводов
2.1.2 Коррозия коммуникаций и оборудования УКПГ
2.1.3 Анализ отказов оборудования и трубопроводов ОГКМ
2.1.4 Модель сероводородного растрескивания сталей
2.2 Сравнительный анализ методик коррозионно-механических
испытаний материалов и выбор критериев оценки коррозионной стойкости материалов
2.2.1 Контроль коррозионного состояния оборудования
2.2.2 Анализ методов испытаний материалов на коррозионное
растрескивание
2.2.3 Скорость деформации при экспресс-испытании материалов на
сероводородное растрескивание
2.3 Критерии оценки коррозионной стойкости материалов и
эффективности защитных мероприятий по повышению долговечности металлических конструкций, работающих в сероводородсодержащих средах
2.3.1 Сопротивление сталей сероводородному растрескиванию

2.3.2 Пороговые напряжения
2.3.3 Сопротивление сероводородному растрескиванию металла
швов, выполненных различивши сварочными материалами
2.3.4 Оценка эффективности защитных покрытий
2.3.5 Защитные свойства ингибиторов сероводородного
растрескивания
2. 4 Выводы и постановка задач исследований
3 КОМПЛЕКС ЛАБОРАТОРНО - ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ КОРРОЗИОННО-МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
3.1 Основные характеристики оборудования для механических
и коррозионно-механических испытаний материалов
3.2 Образцы для коррозионно-механических испытаний
3.3 Лабораторные испытательные установки и стенды
3.3.1 Двухпозиционная установка КМУ
3.3.2 Установка КМУ
3.3.3 Восьмипозиционные лабораторные разрывные машины
3.3.3.1 Стационарный испытательный стенд КМС
3.3. 3.2 Машина МР - 5 - 8В (общее исполнение)
3.3.3.3 Машина МР-5-8В (вариант лаборатории ОГУ)
3.4 Вспомогательное оборудование и приспособления для
коррозионно-механических испытаний
3.5 Устройства для испытаний материалов на коррозионное
растрескивание при постоянной нагрузке
3.6 Лабораторно-производственное испытательное
оборудование
3.6.1 Разрывные машины-зонды
3.6.2 Шестипозиционные разрывные машины и стенды

3.6.3 Производственные испытательные стенды
3.7 Выводы
4 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК НАГРУЖАТЕЛЕЙ
МНОГОПОЗИЦИОННЫХ РАЗРЫВНЫХ МАШИН (МРМ) И ПРИВОДОВ С ЗАМКНУТЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛАМИ (РЗД)
4.1 Методика расчета характеристик нагружателей многопозиционных разрывных машин для механических испытаний
4.2 Теоретические и экспериментальные исследования при определении параметров многопозиционных нагружателей
4.2.1 Функциональные характеристики программ для построения моделей
4.2.2 Анализ результатов математического эксперимента
4.2.2.1 Исходные данные для расчета
4.2.2.2 Приведение значений податливостей элементов МРМ
4.2. 2.3 Первый случай приведения
4.2. 2.4 Второй случай приведения
4.2.2.5 Приведение податливостей к вращающемуся промежуточному звену
4.2.3 Регрессионные зависимости силовых характеристик МРМ
4. 2. 4 Расчетные значения характеристик МРМ
4.2.5 Определение значений параметров элементов разрывных машин для коррозионно-механических испытаний
4.2.5.1 Расчет значений податливости образца при растяжении
4.2.5.2 Податливость деталей в форме усеченного конуса
4.2. 5. 3 Податливость подшипников
4.2.5.4 Контактная' податливость сопряженных поверхностей

расслоении привело к возникновению разрушающих напряжений в наружных слоях металла стенки и развитию поперечных трещин с последующей разгерметизацией участка трубопровода. Водородное растрескивание с образованием сквозного дефекта в нижней части тройника является следствием работы его в условиях застойной зоны при отсутствии эффективного ингибирования.
Трещина в сварном шве трубопровода диаметром 160 х 15 мм из стали 12Х1МФ, соединяющего скважину с УКПГ, зародилась от коррозионных язв (рис.20) и развивалась по зоне термического влияния с переходом в металл шва.Для предотвращения подобных отказов повышена интенсивность ингибирования обводненных скважин.
Подавляющее большинство отказов крановых узлов (76,08%) обусловлено потерей герметичности из-за износа уплотнений, которые под действием сероводородсодержащей среды охрупчиваются, теряют эластичность и выкрашиваются (рис.21 ).Через 6-8 лет эксплуатации кранов для исключения аварийных ситуаций проводят плановые ремонтно-восстановительные работы - вырезают и заменят их. При потере герметичности крана сероводородсодержащая среда, воздействуя на крепеж ( болты, шпильки, винты ) крышек и боковых фланцев запорной арматуры, вызывает его сероводородное растрескивание.
Винты и шпильки, в основном, изготовлены из стали А320Д7М, обладающей низкой стойкостью против сероводородного растрескивания, поэтому' по условиям работы крепеж не должен контактировать с сероводородсодержащим газом. Разрушение крепежа происходит по резьбовой (рис.22) или по гладкой частям (рис.23). Микротрещины располагаются преимущественно перпендикулярно оси детали и развиваются, как правило, по границам зерен (рис.24).