Введение
ГЛАВА 1. Проблема коррозионного растрескивания под напряжением на магистральных газопроводах 13
1.1 Общие представления о КРН применительно к газопроводам 13
1.2 Внешние проявления КРН 15
1.3 Факторы, формирующие КРН
1.3.1 НДС металла труб 19
1.3.2 Состояние изоляционного покрытия 23
1.3.3 Грунтовые электролиты 24
1.3.4 Металлургические факторы 1.4 Диагностика КРН 26
1.5 Выявление потенциально опасных участков по признаку КРН
и оценка их НДС 31
1.6 Прогнозирование остаточного ресурса газопроводов, эксплуатирующихся в условиях КРН 34
1.7 Ремонт газопроводов, подверженных КРН 36
1.8 Методы замедления и предотвращения КРН 36
1.9 Проявление КРН за рубежом 50
Выводы по главе 1 53
ГЛАВА 2. Основные закономерности распространения коррозионного растрескивания под напряжением на магистральных газопроводах 54
2.1 Влияние расстояния от компрессорной станции на подверженность газопроводов различным типам КРН 54
2.2 Влияние степени упрочнения трубных сталей на подверженность газопроводов КРН 66
2.3 Влияние расстояния от компрессорной станции на подверженность газопроводов КРН в различных регионах 75
Выводы по главе 2 81
ГЛАВА 3. Математическая модель развития коррозионного растрескивания под напряжением на магистральных газопроводах 83
3.1 Модели, используемые для прогнозирования разрушений в условиях КРН 83
3.2 Изучение возможности использования аппарата линейной механики разрушения для прогнозирования КРН з
3.3 Использование времени до разрушения как параметра модели развития КРН 89
3.4 Построение модели развития КРН, учитывающей эксплуатационные и металлургические факторы 94
Выводы по главе 3 102
ГЛАВА 4. Выявление поперечного коррозионного растрескивания под напряжением на магистральных газопроводах 104
4.1 Представления о механизме и специфике развития трещин КРН 104
4.2 Анализ материалов расследования аварий по причине поперечного КРН
4.2.1 Общая характеристика разрушений 111
4.2.2 Аварии на газопроводе Уренгой-Петровск 113
4.2.3 Особенности проявления поперечного КРН на примере аварии, произошедшей на 267 км газопровода Челябинск-Петровск
4.3 Причины образования и развития поперечного КРН 126
4.4 Метод выявления потенциально опасных участков, склонных к поперечному КРН, по признаку повышенных (непроектных) напряжений
4.4.1 Основные положения 130
4.4.2 Расчетные нагрузки и воздействия 132
4.4.3 Проверка на прочность 133
4.4.4 Первичная оценка напряженного состояния 137
4.4.5 Экспериментальные замеры напряжений в шурфах 139
4.5 Технология выявления потенциально опасных участков, склонных к поперечному КРН, средствами ВТД 144
4.5.1 Выявление поперечного КРН средствами ВТД (до 2011 года)... 145
4.5.2 Модернизация внутритрубных снарядов, развитие методики обработки информации 147
4.5.3 Результаты промышленного применения метода выявления потенциально опасных участков, склонных к поперечному
КРН, при анализе данных ВТД (2011 - 2014 годы) 148
4.5.4 Перспективы оценки напряженного состояния, основанной на данных ВТД 150
Выводы по главе 4 152
ГЛАВА 5. Выявление, оценка ндс и ремонт потенциально опасных участков по признаку поперечного коррозионного растрескивания под напряжением 156
5.1 Алгоритм выявления, оценки НДС и, при необходимости, ремонта
потенциально опасных участков по признаку поперечного КРН 156 5.2 Методика расчета НДС потенциально опасных участков
по признаку поперечного КРН 160
5.2.1 Постановка задачи 160
5.2.2 Теоретические основы 161
5.2.3 Общие допущения 163
5.2.4 Особенности задания конфигурации участка трубопровода... 165
5.2.5 Построение математической модели участка трубопровода... 167
5.2.6 Условия локального и общего равновесия конечно-элементной модели трубопровода 169
5.2.7 Условия локального и общего равновесия конечно-разностной модели трубопровода 172
5.2.8 Особенности алгоритма численного решения задачи 176
5.2.9 Анализ равновесного состояния трубопровода. Определение деформаций, напряжений, сил, моментов 1 5.2.10 Нагрузки и воздействия на подземный трубопровод. Анализ возможных случаев его взаимодействия с грунтом 182
5.2.11 Критерии опасности напряженного состояния трубопровода.. 189
5.3 Технология ремонта корректировкой НДС потенциально опасных участков по признаку поперечного КРН 191
5.4 Упрощенная методика расчета изгибных напряжений на упруго искривленных участках трубопровода 193
5.5 Реализация метода выявления потенциально опасных участков по признаку поперечного КРН в промышленных масштабах 194
5.5.1 Участки газопровода Челябинск-Петровск, 341 км 194
5.5.2 Участок газопровода Челябинск-Петровск, 342 км 198
5.5.3 Исследование НДС участка газопровода Уренгой-Новопсков, 1817 км 202
5.5.3.1 Картина НДС участка с упруго-искривленными трубами... 206
5.5.3.2 Картина НДС участка с трубами, металл которых находится в пластической зоне 213
5.5.3.3 Оценка НДС участка газопровода Уренгой-Новопсков, 1817 км 215
Выводы по главе 5 219
ГЛАВА 6. Торможение коррозионного растрескивания под напряжением на капитально отремонтированных газопроводах 221
6.1 Физико-математическая модель «стресс-теста» газопровода с дефектами КРН 221
6.2 Исследование гидродинамики «стресс-теста» газопровода с дефектами КРН 227
6.3 Оценка влияния «стресс-теста» на механические свойства и сопротивление трубных сталей КРН 245
6.4 Технология реабилитации капитально отремонтированных газопроводов, подверженных КРН 255
6.4.1 Структурная схема диагностики, ремонта и реабилитации газопроводов 255
6.4.2 Реабилитация труб при стресс-тестовом нагружении 255
6.4.3 Особенности «стресс-теста» газопроводов после капитального ремонта 259
6.4.4 Обоснование протяженности контрольного участка газопровода 261
6.4.5 Определение протяженности контрольного участка газопровода 263
6.4.6 Определение параметров нагруженности труб в полевых условиях 265
6.4.7 Определение меры дефекта труб 269
6.4.8 Определение критерия долговечности труб 270
6.4.9 Определение скорости подъема давления
6.4.10 Оценка остаточного срока службы газопроводов после капитального ремонта и реабилитации 275
6.4.11 Моделирование параметров «стресс-теста» газопроводов 281
6.4.12 Устройство для стресс-испытаний газопроводов 281
6.5 Оценка влияния различных технологий испытаний газопроводов
на их целостность 285
Выводы по главе 6 288
ГЛАВА 7. Предотвращение коррозионного растрескивания под напряжением на магистральных газопроводах 290
7.1 Исследование металла очаговых зон КРН 290
7.2 Исследование стойкости трубных сталей к КРН
2 7.2.1 Метод растяжения образцов в модельной среде с низкой скоростью деформации 299
7.2.2 Электрохимические методы 301
7.3 Исследование влияния химических реагентов на чувствительность трубных сталей к КРН 318
7.3.1 Снижение чувствительности трубных сталей к КРН
с помощью модифицирования приэлектродной среды 318
7.3.2 Исследование влияния ингибиторов КРН на характеристики грунтовок 321
Выводы по главе 7 324
Основные выводы и рекомендации 325
Список использованных источников 330
Список сокращений и условных обозначений
