ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характерные внешние проявления КР из "Прогнозирование коррозионномеханических разрушений магистральных трубопроводов" Коррозионное растрескивание на внешней поверхности трубы проявляется в виде одиночных трещин (рис. 1.4) или их систем (рис. 1.5), ориентированных в основном вдоль образующей трубы [40, 73]. [c.10] Очаги растрескивания в большинстве случаев располагаются на нижней образующей трубы под отслоившейся изоляцией (рис. 1.6). [c.10] Развитие отказа происходит путем образования магистральной трещины при ее раскрытии (рис. 1.7) или за счет слияния их групп в очаге разрушения, а также за счет образования свищей при сквозном поражении стенки трубы (рис. 1.8) в том случае, когда длина трещины не превышает критическую. Последнее, очевидно, связано с отмеченным выше локальным изменением физико-механических свойств только в непосредственной близости от коррозионных трещин при сохранении пластических свойств вдали от них. Последний вид отказа наиболее характерен для трубопроводов, изготовленных из умеренно упрочненных сталей (газопроводы Средней Азии и Казахстана). [c.18] Изучение характера распространения трещин (рис. 1.9) показало, что они развивались хрупко от внешней поверхности трубы с вязким доломом [28]. В сечении трещин часто наблюдались их ветвления (рис. 1.10). [c.18] На 3-м этапе разрушение Происходит по вязкому механизму под углом примерно 45 к поверхности трубы (плоскость действия максимальных касательных напряжений). Причем на магистральных газопроводах, подвергнутых переиспытанию избыточным давлением, разрушение может происходить по схеме 1-2-3-2-3 [4]. [c.21] Следует отметить, что в лабораторных условиях при изучении свойств металла отказавших магистральных газопроводов в большинстве случаев удается идентифицировать только 2 и 3-й этапы развития разрушения. Это связано с тем, что сразу после образования межкристаллитной трещины наступает электрохимическое растворение металла внутри ее полости. Поэтому при изучении металла из очаговых зон разрушения в редких случаях удается идентифицировать межкристалли1ную трещину. Кроме того, значительное количество трубопроводов России построено из сталей группы прочности Х70, для которых, как отмечено выше, характерно транскристал-литное развитие 1-го этапа. [c.21] При наличии сквозного по )ажения стенки трубы (свищ) 3-й этап разрушения может отсутствовать. [c.21] В этом случае AL е [0,1]. В данном интервале значений AL (1.4) имеет физический смысл. [c.21] Таким образом, на основании проведенного анализа можно заключить, что для предложенного самосогласованного режима распространения трещины с реалистическими значениями параметра роста имеет место затухание изменения длины трещины. Увеличение длины трещины возможно только при воздействии на систему дополнительных факторов. В рассматриваемом случае в его качестве предлагается использовать наблюдаемое коррозионное растворение металла внутри полости трещины. [c.26] Подтверждением предложенной феноменологии развития трещины КР являются данные зарубежных ученых, обнаруживших нечувствительность метода акустической эмиссии на 1 и 2-м этапах развития трещины [137, 138], очевидно, вследствие отмеченной квазистационарности процесса (постоянного чередования 1 и 2-ого этапов) и превалирующей роли в нем электрохимического, а не механического фактора. Сигнал акустической эмиссии значительной амплитуды возникает только при чисто механическом разрушении металлических связей или продуктов коррозии в полости трещины [196]. На некоторых трубопроводах, изготовленных из трубных сталей с группой прочности Х70 фирмы Бергрор Херне (КС Октябрьская газопровода Уренгой-Центр 1), наблюдались глубокие бороздки, сходящиеся к начальной области развития трещины, свидетельствующие о превалирующем вкладе механического фактора и практическом слиянии в один 1 и 2-го этапов. [c.26] На поверхности металла и внутри полости коррозионных трещин имелись катодные отложения и продукты коррозии железа белого, желтого, бурого и черного цвета [2, 25]. Рентгенофазовыми исследованиями было установлено, что эти продукты в основном представлены солями угольной кислоты - карбонатами и бикарбонатами (в ряде случаев - кристаллогидратами), а также окислами железа (как правило, магнетитом). [c.26] Активность электролитов, образующихся на поверхности трубы и в полости трещин, по водородному показателю достигала значения pH 12 (КС Кульсары магистрального газопровода Средняя Азия - Центр). [c.26] Интенсивной язвенной коррозии также подвержены участки магистральных газопроводов непосредственно на выходе из компрессорных станций (на КС Тулей были обнаружены язвы, достигающие глубины до 80 % от толщины стенки трубы при наличии катодной защиты промплощадки). Имеющиеся язвы свидетельствуют о протекании коррозионных процессов в очагах КР, несмотря на наличие системы катодной защиты внешней поверхности труб. Часть очагов язвенной коррозии может не содержать коррозионных трещин. Очаги язвенной коррозии и растрескивания часто располагаются в одном коридоре вдоль нижней образующей трубы под отслоившейся изоляцией (рис. 1.18). В некоторых случаях зарождение трещин можно связать с имеющимися коррозионными язвами на поверхности металла. В связи с тем, что в очагах разрушения часто присутствуют язвы, можно предположить о наличии общего электрохимического процесса, приводящего к образованию коррозионных язв и трещин. Следует отметить, что язвб1 даже при одинаковой глубине с коррозионными трещинами менее опасны по сравнению с последними. Это связано с меньшей их протяженностью и, соответственно, меньшей вероятностью образования магистральной трещины. [c.29] С помощью проведенного статистического анализа аномальных наблюдений (см.подраздел 1.10) было обнаружено замедление процесса КР в грунтах с высокой степенью минерализации (Макатский участок магистрального газопровода Средняя Азия - Центр). При этом глубина коррозионных язв, как это было отмечено выше, практически становится соизмеримой с глубиной трещин. Такое замедление КР может быть объяснено тем, что за счет высокой химической активности этих грунтов превалирует электрохимический фактор, трещина практически перестает расти в глубь металла и развивается в основном язвенная коррозия. [c.29] Уренгой - Центр 1, Уренгой - Центр II), а трещины зарождались в стороне от концентраторов. Данный факт, очевидно, может быть объяснен тем, что критические напряжения, необходимые для протекания этого вида коррозионно-механического разрушения, имеют небольшие значения и находятся ниже величин расчетных рабочих напряжений в стенке трубы (не превышают предела текучести стали). Следует отметить, что при расчете магистральных трубопроводов на прочность в соответствии с действующими нормативно-техническими документами не учитываются внутренние напряжения 1 и 2-го рода, возникающие при производстве труб, которые имеют достаточно высокие значения. Поэтому трещины зарождаются в очаге разрушения без видимых дефектов на металле, имеющем достаточный уровень напряжений для протекания КР (физические концентраторы напряжения). [c.31] Вернуться к основной статье