Оценка остаточного ресурса газопроводов из стали Х70 с учетом коррозионного растрескивания под напряжением

• Автор: Насибуллина, Оксана Алексеевна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДУЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ
1 Л.Трубы для магистральных газопроводов
1.2. Стали для магистральных трубопроводов
1.2.1. Основные типы трубных сталей
1.2.2. Стали контролируемой прокатки
1.3. КРН магистральных газопроводов
1.4. Основные положения механики разрушения
1.4.1. Критическое состояние равновесия
1.4.2. Критерии развития разрушения
1.5. Усталость металла
1.5.1 .Малоцикловая усталость
1.6. Протяженные вязкие и хрупкие разрушения магистральных
газопроводов
1.7. Переиспытания избыточным давлением жидкости или газа (стресс-тест)
Выводы по главе
2 Изучение свойств металла отказавшего газопровода
2.1. Объект исследования
2.2.Металлографические исследования металла
2.2.1. Методы металлографических исследований
2.2.2. Исследование микроструктуры стали Х70
2.2.3. Изучение характера распространения трещин
2.3. Определение загрязненности стали сульфидными включениями
2.4. Изучение дислокационной структуры стали вблизи трещины

2.4.1. Приготовление тонких фольг
2.4.2. Дислокации
2.4.3. Дифракция электронов
2.5 Распределение микротвердости вблизи колонии трещин
2.6 Оценка напряженно-деформированного состояния металла с колонией трещин методом конечных элементов
2.6.1 Основы метода конечных элементов
2.6.2. Уравнения равновесия
2.6.3. Расчет напряженно-деформированного состояния металла, имеющего колонию трещин

Выводы по главе
3 Изучение закономерностей разрушения натурного образца при статическом и циклическом нагружении
3.1. Испытание на растяжение образца
3.2. Нахождение функциональной зависимости между деформацией и потенциалом
3.3. Усталостные испытания
3.4. Нахождение функциональной зависимости между количеством циклов нагружения и потенциалом
Выводы по главе
4 Разработка метода и расчет остаточного ресурса в рамках модели развития множественных трещин
4.1 .Циклическая трещиностойкость
4.2. Определение параметров циклической трещиностойкости образца с колонией трещин эксплуатационного происхождения
4.3. Определение остаточного ресурса металлоконструкции
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
Подгонка экспериментальных данных аналитическими зависимостями с помощью нелинейного регрессионного анализа
Подгонка экспериментальных данных с помощью помощью
нелинейного регрессионного анализа полиномами

протяженностью до 850 м. Внешний вид самого протяженного (около 0,5 км) разрушения магистрального газопровода в бывшем СССР, вследствие КРН приведен на рис. 1.8.
Рисунок 1.8 - Разрушение магистрального газопровода по причине КРН (спиралешовная труба, сталь 17Г1С, плато Устюрт)
При вязком разрушении излом образуется сдвигом (срезом) под действием касательных напряжений [73]. При этом поверхность излома может иметь три типичных вида: разрушение в одной плоскости, наклоненной под углом 45° к поверхности трубы; разрушение в двух плоскостях, сходящихся в среднем сечении стенки трубы; разрушение с образованием центральной полоски перпендикулярно к поверхности трубы.
Для распространения высокоэнергоемкого вязкого разрушения необходимо длительное воздействие больших усилий, приложенных к вершине трещины. Источником движущей силы в газопроводах является упругая энергия металла труб и сжатого газа. Известно, что упругая энергия сжатого газа на три порядка выше упругой энергии металла труб. Энергия газа, движущая вязкое разрушение, пропорциональна диаметру трубы, ее жесткости, величине давления газа, действующего на активную поверхность бортов трубы позади вершины трещины. На процесс распространения разрушения оказывают воздействие инерционные силы бортов трубы. Их воздействие связано с радиальным перемещением бортов трубы, обладающих значительной массой.