Анализ остаточных напряжений в трубах большого диаметра на стадии проектирования магистральных газопроводов

• Автор: Репин, Денис Геннадьевич
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

1.1. Исследование причин возникновения КРН в трубопроводах.
1.2. Причины возникновения остаточных напряжений в трубах
1.3. Особенности производства труб большого диаметра.
1.4. Методы определения напряженнодеформированного
состояния НДС чруб.
1.4.1. Разрушающие методы определения НДС.
1.4.2. Неразрушающие методы определения НДС.
Выводы к главе 1.
Глава 2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ И ЧИСЛЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ИЗМЕНЕНИЯ НДС ТРУБНОЙ КАТУШКИ В ПРОЦЕССЕ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ.
2.1. Теоретическое исследование изменения НДС трубной катушки
при ее производстве
2.1.1. Оценка изменения НДС материала трубы при подгибке кромок. .
2.1.2 Изменение остаточных напряжений в зоне подгибки кромок при формовке трубной заготовки в закрытом штампе
2.1.3 Изменение ИДС в исследуемой зоне при экспандировании трубы
2.1.4. Практический пример оценки уровня остаточных напряжений
2.2. Математическое моделирование изменения НДС трубной катушки в процессе се производства с привлечением программных комплексов, реализующих метод конечных элементов.
Выводы к главе 2.
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ИЗМЕНЕНИЯ НДС ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ НА РАЗНЫХ
СТАДИЯХ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
3.1. Программа проведения исследований.
3.2. Проведение первого этапа исследований.
3.2.1. Результаты контроля толщины листа
3.2.2. Результаты измерений поверхностной твердости контрольного листа.
3.2.3. Результаты замеров напряженности магнитного поля прибором ИМНМ1М.
3.2.4. Результаты акустических измерений прибором ИНА
3.2.5. Дефектоскопия контрольного штрипса
3.2.6. Выводы по первому этапу исследований
3.3. Проведение второго этапа исследований
3.3.1. Обследование листа 1 магнитоанизотропным сканердефектоскопом Комплекс 2. после операции подгибки кромок 4
3.3.2. Измерения акустической анизотропии листа 1 измерителем механических напряжений ИНА.
3.3.3. Результаты измерения толщины трубы.
3.3.4. Результаты замеров поверхностной твердости
контрольной трубы.
3.3.5. Результаты измерения напряженности магнитного поля прибором ИМНМ1М.
3.3.6. Обследование контрольной трубы из штрипса 0 магнитоанизотропным сканердсфектоскопом Комплекс 2
3.3.7. Измерения акустической анизотропии контрольной трубы прибором ИНА
3.3.8. Дефектоскопия контрольной трубы
3.3.9. Выводы по второму этапу исследований.
3.4. Проведение третьего этапа исследований
3.4.1. Результаты измерения толщины трубы.
3.4.2. Результаты замеров поверхностной твердости контрольной
трубы.
3.4.3. Результаты измерения напряженности магнитного поля прибором ИМММ1М.
3.4.4. Дефектоскопия контрольной трубы
3.4.5. Обследование готовой трубы из штрипса магнитоанизотропным сканердефектоскопом Комплекс 2
3.4.6. Выводы по третьему этапу исследований
Выводы к главе 3.
Глава 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА НА ИХ КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ.
4.1. Сравнительный анализ результатов аналитического и численного исследований НДС прямошовной трубы.
4.2. Результаты механических испытаний, металлографических исследований и химического анализа образцов, вырезанных из контрольного листа.
4.3. Сопоставление результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований со статистическими данными по проявлению КРН в трубопроводах.
4.4. Уменьшение остаточных напряжений в трубах большого диаметра методами термо и виброобработки.
4.5. Разработка технических решений но снижению влияния остаточных напряжений в теле грубы на проявление КРН при проектировании магистральных газопроводов
Выводы к главе 4.
ЛИТЕРАТУРА


Как показал проведенный на основе данных внутритрубной дефектоскопии статистический анализ, продольные дефекты преимущественно располагаются вблизи продольных сварных швов и зоны подгибки кромок при изготовлении листа. Для двухшовных труб характерна
дополнительная зона, расположенная посередине между швами. Эти закономерности, вероятно, связаны с технологическими процессами производства труб, определяющими напряженнодеформированное и микроструктурное состояние металла. Аналитические и численные расчеты напряжений, выполненные в процессе сквозного моделирования технологического процесса производства прямошовных труб большого диаметра, подтвердили наличие зон повышенных деформаций и напряжений. Они совпадают с обнаруженными методом внутритрубной дефектоскопии стресскоррозионными дефектами на эксплуатируемых газопроводах. Наличие неравномерного распределения остаточных напряжений по периметру трубы провоцирует процесс развития КРН. Снизить уровень остаточных напряжений в штрипсе путем его дополнительной обработки или выбрать для производства труб листы с более равномерным их распределением по листу. Изменить технологию производства труб с целью снижения уровня остаточных напряжений в готовой трубе. Снизить уровень остаточных напряжений в готовой трубе путем ее дополнительной обработки. При проектировании и эксплуатации газопроводов разработать и реализовать специальные мероприятия, снижающие возможность зарождения и роста стресскоррозионных трещин. Разработана инструкция пооперационного обследования НДС и дефектности трубы в процессе се производства.