Введение
Глава 1. Состояние вопроса 12
1.1 Теоретические представления о процессах коррозионного растрескивания под напряжением стальных трубопроводов 12
1.1.1 Механизм локального анодного растворения 14
1.1.2 Механизм растрескивания, инициируемый водородом 16
1.1.3 Механизм коррозионной усталости 19
1.1.4 Коррозионное растрескивание под напряжением в условиях эксплуатации магистральных газопроводов 20
1.1.5 Внешние проявления коррозионного растрескивания под напряжением на магистральных газопроводах 22
1.1.6 Анализ современных обобщенных моделей, описывающих коррозионное растрескивание под напряжением трубных сталей как единый процесс 1.2 Факторы, определяющие зарождение и развитие процесса коррозионного растрескивания под напряжением металла труб магистральных газопроводов 40
1.3 Анализ стресс-коррозионных повреждений магистральных газопроводов 46
1.4 Существующие подходы к эксплуатации магистральных газопроводов в регионах, предрасположенных к коррозионному растрескиванию под напряжением 1.4.1 Внутритрубное техническое диагностирование 56
1.4.2 Неразрушающий контроль с применением наружных сканеров-дефектоскопов 58
1.4.3 Техническое диагностирование в шурфах 60
1.4.4 Существующие технологии ремонта труб со стресс-коррозионными повреждениями 63
1.4.5 Недостатки ремонта труб методом контролируемой шлифовки 66
1.5 Цель и задачи исследования 69
Глава 2. Расчетная модель коррозионного растрескивания под напряжением трубных сталей в грунтовых электролитах 73
2.1 Стадийный анализ образования, развития или остановки стресс коррозионных повреждений металла труб под напряжением на основе существующих модельных представлений 73
2.1.1 Инкубационный период до зарождения микротрещин 76
2.1.2 Зарождение микротрещин 78
2.1.3 Рост индивидуальной трещины в колонии 80
2.1.4 Взаимодействие трещин в колонии 84
2.1.5 Рост магистральной трещины по механизму коррозионной усталости 85
2.1.6 Основные стадии процесса коррозионного растрескивания под напряжением 2.2 Расчетная модель оценки прочности труб со стресс-коррозионными повреждениями 90
2.3 Комплекс экспериментальных исследований, направленных на обоснование длительной работоспособности магистральных газопроводов 1 2.3.1 Определение стандартных механических характеристик, структурного и химического анализа стали 118
2.3.2 Стендовые гидравлические испытания труб и трубных плетей 118
2.3.3 Лабораторные испытания образцов-моделей 123
2.3.4 Комплекс натурных экспериментов на действующих участках магистральных газопроводов 128
Глава 3. Экспериментальное обоснование работоспособности труб со стресс-коррозионными повреждениями 130
3.1 Выбор труб и подготовка образцов со стресс-коррозионными повреждениями для исследования их работоспособности 130
3.2 Экспериментальное исследование сопротивляемости трубных сталей коррозионному растрескиванию под напряжением после длительной эксплуатации трубопровода 133
3.2.1 Проведение структурного и химического анализа, а также проверка стандартных механических характеристик на соответствие требованиям ТУ 133
3.2.2 Стендовые гидравлические испытания 134
3.2.3 Лабораторные испытания модельных образцов 144
3.2.4 Опытно-промышленные испытания труб со стресс-коррозионными повреждениями в составе действующих магистральных газопроводов 146
3.3 Исследование влияния органического ингибитора коррозии в модельном грунтовом электролите на стойкость трубной стали против коррозионногорастрескивания под напряжением 151
Глава 4. Разработка предложений по нормированию стресс коррозионных повреждений и совершенствование технологии проведения ремонта труб в трассовых условиях в составе длительно эксплуатируемых магистральных газопроводов 157
4.1 Предложения по нормированию размеров стресс-коррозионных повреждений труб в составе длительно эксплуатируемых магистральных газопроводов 157
4.2 Совершенствование технологии проведения ремонта труб со стресс-коррозионными повреждениями в трассовых условиях 161
4.3 Технико-экономическое обоснование эффективности применения усовершенствованной технологии ремонта магистральных газопроводов,
подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением 172
Заключение 178
Список использованной литературы 180
