Дослідження та аналіз залежності конструктивної в’язкості сталі 3сп резервуару для нафтопродуктів РВС-1000 №1б. Випробування зразків з неексплуатованої сталі за кімнатної температури в області повністюв’язких руйнувань, а експлуатованої - за тих же умов.
Аннотация к работе
ОЦІНКА КОНСТРУКТИВНОЇ ВЯЗКОСТІ МАТЕРІАЛІВ РЕЗЕРВУАРІВ НАФТИ ТА ТРУБОПРОВОДІВ НА ПІЗНІЙ СТАДІЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇДосліджено залежність конструктивної вязкості сталі 3сп резервуару для нафтопродуктів РВС-1000 №1б, виготовленого на ВАТ «Нафтохімік Прикарпаття» (м. Випробування зразків з неексплуатованої сталі проводять за кімнатної температури в області повністю вязких руйнувань, а експлуатованої за тих же умов в області крихко-вязкого переходу. Встановлено характерні прикмети крихко-вязкого переходу як для не експлуатованої, так і експлуатованої сталей. Вплив деградації на конструктивну вязкість трубної сталі Х52 вивчали на її другій стадії - розвитку пошкодженості, коли суттєво зростає вплив водню на процес деградації властивостей сталі. Испытание образцов из неэксплуатированной стали при комнатной температуре происходит в области полностью вязких разрушений, а эксплуатированной - при тех же условиях в области хрупко-вязкого перехода.Тобто, вязкість визначає здатність металу поглинати механічну енергію при неперервному збільшенні пластичної деформації, аж до руйнування [1]. Маятниковий копер, сконструйований Шарпі, запропонtrial ним зразки та методика визначення ударної вязкості практично не змінилися впродовж століття та широко застосовуються у світовій практиці. Ретельні спостереження за конструкціями в період їх експлуатації, а також вивчення причин аварій довели, що тріщини зароджуються в сталі як в процесі її виготовлення, так і в початковий період експлуатації виготовлених з неї деталей. Найбільш характерними для труб є дефекти зварних швів, механічні пошкодження типу вмятин і надрізів, тверді включення в металі (металургійні дефекти) і втомні тріщини, викликані знакозмінними напруженнями, що виникають під час транспортування труб із заводу на трасу. У порівняні з результатами аналогічних досліджень для сталі 17Г1С, бачимо, що значення величини KCV для сталі 17Г1С були суттєво вищими порівняно зі сталлю 3сп, що пояснюється, на наш погляд, більшим вмістом неметалевих домішок у сталі 3сп.Досліджено конструктивну вязкість сталі 3сп резервуара для нафтопродуктів РВС-1000 Руйнування зразків з неексплуатованої сталі за кімнатної температури випробувань відбувається в області повністю вязких руйнувань, а експлуатованої за тих же умов - в області крихко-вязкого переходу. В той же час величина роботи поширення тріщини експлуатованої сталі спадає за кімнатної температури випробувань приблизно в 1,5 рази порівняно з неексплуатованою сталлю. Вивчено вплив деградації на конструктивну вязкість трубної сталі Х52 на її другій стадії Показано різке зростання ролі водню в деградації властивостей сталі на цій стадії.
Вывод
Досліджено конструктивну вязкість сталі 3сп резервуара для нафтопродуктів РВС-1000
№1, встановленого на ВАТ «Нафтохімік Прикарпаття» (м. Надвірна), в залежності від часу його експлуатації. Руйнування зразків з неексплуатованої сталі за кімнатної температури випробувань відбувається в області повністю вязких руйнувань, а експлуатованої за тих же умов - в області крихко-вязкого переходу. Для експлуатованої та неексплуатованої сталей робота зародження тріщини практично не відрізняється із зміною температури випробувань. В той же час величина роботи поширення тріщини експлуатованої сталі спадає за кімнатної температури випробувань приблизно в 1,5 рази порівняно з неексплуатованою сталлю. Вивчено вплив деградації на конструктивну вязкість трубної сталі Х52 на її другій стадії
- розвитку пошкодженості. Показано різке зростання ролі водню в деградації властивостей сталі на цій стадії. ПЕН металу різко знижує короткочасну тріщиностійкість сталі Х52. Максимального пониження величина K зазнає в
C результаті спільної дії попереднього пластичного деформування та наводнення.
Встановлено, що в експлуатованому матеріалі знаходиться більша кількість trial порівняно з вихідним і перебуває він у більш звязаному стані. Тому експлуатація трубних сталей супроводжується накопиченням водню і утворенням його нових пасток.
49
Фізико-технічні проблеми транспорту та зберігання енергоносіїв
Показано, що інтенсифікація пасткування може слугувати показником інтенсивності деградації трубопроводів.
Встановлено, що експлуатовані сталі воло- діють підвищеною схильністю до водневого розтріскування.
В подальшому планується провести дослідження з перспективи використання роботи поширення тріщин в стандартах.
Список литературы
1 Механика разрушения и прочность материалов: Справ. пособие: В 4 т.; Под общей ред.
В.В. Панасюка. - Киев: Наук. думка, 1988. - Т. 1: Основы механики разрушения материалов / В. В. Панасюк, А. Е. Андрейкив, В. З. Партон.
- 1988. - 488 с.
2 Відомчі будівельні норми України: ВБН
В.2.3-00018201.04-2000. Розрахунки на міцність діючих магістральних трубопроводів з дефектами. - К.: Держнафтогазпром, 2000. - 57 с.
3 ДСТУ НБВ.2.3.21:2008. Настанова визначення залишкової міцності магістральних трубопроводів з дефектами. - К.: Мінрегіонбуд
України, 2008. - 68 с.
4 Eider R. Line pipe retains yield strength after long service / R. Eider // Oil and Gas Journal.
- 1980. - №13. - P. 151-154.
5 Петрина Д. Ю. Експериментальна оцінка механічних властивостей сталі 17Г1С тривало експлуатованих магістральних газопроводів / Д. Ю. Петрина // Науковий вісник
ІФНТУНГ. - 2010. - № 1 (23). - С. 84-91.
6 Петрина Д. Ю. Оцінювання експлуатаційної деградації сталей магістральних нафто- і газопроводів / Д. Ю. Петрина, О. І. Звірко, М. І. Греділь // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2008. - № 4 (29). - С. 76- 79.
7 Деградація властивостей сталей магістральних газопроводів упродовж їх сорокарічної експлуатації / Г.М. Никифорчин, О. Т. Цирульник, Д. Ю. Петрина, М. І. Граділь // Проблемы прочности. - 2009. - № 5. - С. 66-72.
8 Вплив експлуатаційної розсіяної пошкодженості на закономірності деградації властивостей конструкційних сталей / [Г. Никифорчин, Е. Лунарська, Д. Петрина та ін.] // Вісник Тернопільського державного технічного університету. - 2009. - Т. 14. - № 4. - С.38-45.
9 ГОСТ 25.506-85. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определения характеристик трещи-ностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. - М.: Изд-во. стандартов, 1985. - 62 с.
10 Крапивный Н. Г. Кинетические особенности абсорбции водорода подложкой при электроосаждении металлов / Н. Г. Крапивный, В. И. Соборницкий, Г. В. Радковская // Физ.- хим. механика материалов. - 1988. - № 5. - С. 58-63.
50
11 Devanathan M.A.V. The Mechanism of Hydrogen Evolution on Iron in Acid Solutions by Determining of Permeation Rate /
M.A.V. Devanathan, Z. Stachurski // Electrochemical Society. - 1964. - 121. - P. 619-623.
12 Lunarska E. Application of hydrogen permeation technique for estimation of gradual hydrogen induced degradation of steel / E. Lunarska //
Proc. Intern. conf. Environmental degradation of engeneering materials EDEM. - 1999. - Gdansk: Gdanskie Tovarzystwo Naukowe, 1999. - P. 32- 37.
13 Оцінювання експлуатаційної деградації сталей магістральних нафтогазопроводів мето- дами електрохімічних досліджень / Д.Ю. Петрина, Ю.Д. Петрина, Б.Р. Шуляр [та ін.] // Методи та прилади контролю якості. - 2012. -
№ 2 (29). - С. 138-145.
14 In-service degradation of gas trunk pipeline X52 steel / G. Gabetta, H.M. Nykyforchyn, E. Lunarska et al // Physicochemical Mechanics of Materials. - 2008. - № 1 (44). - C. 88-99.0
Стаття надійшла до редакційної колегії
12.09.14 Рекомендована до друку професором Грудзом В.Я.
(ІФНТУНГ, м. Івано-Франківськ) д-ром техн. наук Никифорчиним Г.В.
(відділ корозійно-водневої деградації та захисту матеріалів Фізико-Механічного інститут ім. Г.В.Карпенка НАН України, м. Львів)