ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние вибрации на коррозионное растрескивание магистральных трубопроводов из "Прогнозирование коррозионномеханических разрушений магистральных трубопроводов" Анализ статистики отказов отечественных и зарубежных магистральных газопроводов (см. раздел 1) показал, что КР локализуется вблизи компрессорных станций (в пределах 10 - 20 км по ходу газа), а в ряде случаев в местах поворотов трубопроводов. Первое обычно связывают с высокими величинами температуры и давления на таких участках [103]. На основании данного предположения неоднократно высказывалась мысль о существовании пороговых значений этих величин (около 0,7 ат), ниже которых КР развиваться не может [134-141]. Однако изучение статистики отказов отечественных (см. раздел 1) и зарубежных магистральных газопроводов [169] показало, что растрескивание протекает и при более низких, чем пороговые , значениях температуры и давления. Более того, проведенный множественный регрессионный анализ показал низкую значимость этих факторов. [c.82] Объяснение проявления КР только с помощью предложенного рядом авторов [67, 84, 211] механизма развития скрытых локальных дефектов стали, образовавшихся в результате металлургического производства труб, не подтверждается на практике. Так, в ряде случаев наблюдались коррозионные трещины, зарождающиеся в местах стыковки труб (см. рис. 1.18, 1.19). При этом в очаговой зоне находился металл двух труб и сварного монтажного соединения. Характер развития КР в этом случае аналогичен наблюдаемому на одной трубе. Трещины не замечают наличия сварного соединения. Для реализации же предложенного авторами механизма в рассматриваемом случае необходима точная (с точностью до долей миллиметра) стыковка в процессе строительства магистральных газопроводов скрытых дефектов (дефекты рассмотренного типа могут быть обнаружены только в процессе лабораторного исследования металла), имеющихся на разных трубах, что практически не реально. Указанный факт свидетельствует о превалирующем вкладе в процесс КР факторов эксплуатационного происхождения. [c.82] Х - начальное положение точки. [c.83] Проведенный в [15] анализ полученных уравнений показал, что по воздействием силы vj/IXi) sino) t частицы медленно дрейфуют к точкам минимумов волновой функции 1ц/(х)1, включая локальные. Последнее существенно для случая неоднородного поля. В результате такого воздействия частицы выстраиваются в линии вдоль образующей трубы. [c.83] На основании вышеизложенного был оценен опасный диапазон частот. Так, проведенные автором исследования очаговых зон разрушения показали, что расстояние между трещинами составляло 2-15 мм (магистральный газопровод Парабель-Кузбасс, на 129 и 136-м км). [c.84] На основании результатов обследования автором ряда магистральных газопроводов, подверженных КР (Парабель-Кузбасс, Средняя Азия-Центр), было выявлено, что глубина слоя электролита под отслоившейся изоляцией составляла 1 - 10 мм (по нижней образующей трубы, где располагаются очаги КР). Рассчитанные частоты лежат в пределах 8 -250 Гц, что соответствует реально наблюдаемым значениям (например, частота колебания вала компрессора, вращающегося со скоростью 10000 об/мин, составляет 167 Гц). [c.84] Затухание амплитуды приводит к неспособности осциллирующей системы удержать частицы в точках минимумов волновой функции. Данный факт подтверждает привязка очагов КР к компрессорным станциям, а также к местам поворотов трассы, где возможна генерация колебаний. Указанный подход позволил объяснить отсутствие жесткой привязки коррозионных трещин к имеющимся в очаговых зонах концентраторам напряжения, а также ряд других особенностей КР, рассмотренных, в частности, выше. [c.84] На основании вышеизложенного может быть предложен следующий двухэтапный механизм развития КР (рис.2.8). На 1-м этапе (время отключения поляризации менее суток) протекает образование не проводящих электрический ток частиц карбоната железа, которые под действием осциллирующего вибрационного поля дрейфуют к точкам минимумов волновой функции, выстраиваясь по линиям вдоль образующей трубы. При перемещении этих непроводящих частиц не происходит разряда электрохимической системы по всей поверхности металла. На 2-м этапе (время отключения поляризации более суток), одновременно с образованием и дрейфом таких частиц, происходит превращение карбоната железа в магнетит. Этот процесс протекает на образовавшихся на -м этапе скоплениях карбоната железа в виде линий, расположенных вдоль образующей трубы. При этом происходит локальный пробой электрохимической системы по указанным линиям, являющимся очагами зарождения коррозионных трещин. [c.87] Таким образом, для протекания КР в очаге разрушения магистрального газопровода необходимо одновременное выполнение следующих условий отключения катодной поляризации или изменения режимов работы станций катодной защиты на срок более одних суток (необходимое условие) и наличия квазистационарных поперечных поверхностных волн, имеющих амплитуду не ниже критической (достаточное условие). [c.89] Предложенный механизм объясняет наблюдаемое отсутствие жесткой привязки трещин к поверхностным концентраторам напряжения и признаков интенсивной общей коррозии в очаговых зонах разрушения, а также причины развития КР или язвенной коррозии в сходных электрохимических условиях. [c.89] Полученные кинетические параметры позволяют предложить ряд мероприятий по повышению надежности магистральных газопроводов. Так как проводящие частицы начинают образовываться только через сутки после отключения катодной поляризации, то выход из строя или плановое отключение катодной защиты (КЗ) на срок менее чем на одни сутки не приводит к возникновению КР, даже при выполнении всех необходимых условий. При увеличении срока отключения КЗ от одних до пяти суток происходит накопление проводящих частиц, количество которых достигает максимума при пяти сутках и далее не увеличивается, т.е. для обеспечения эксплуатационной надежности магистральных газопроводов с заданной степенью вероятности отказа по причине КР срок отключения системы КЗ не должен превышать пяти суток. [c.89] Вернуться к основной статье