Главная -> Словарь

Коррозионно усталостной

Коррозионно-усталостная долговечность трубопровода определяется из , при этом относительное поперечное сужение определяется согласно и составляет для трубной стали 17Г1С 60%. Согласно зависимости, приведенной на рис. 38, для минимально допустимого значения потенциала катодной защиты магистральных трубопроводов, равного минус 0.85 В , показатель степени m модели Коффина - Мэнсона составляет 0,48. Величина уп-ругопластической деформации в концентраторе напряжений еа определяется, согласно , по формуле

На основании полученного давления проводим поверочный расчет на прочность в условиях коррозионно-усталостного воздействия. Кольцевые напряжения от внутреннего давления уменьшаются по сравнению с предыдущими и составляют схс = 252,4 МПа. Деформация в стенке трубы составляет sp = 0.00126. Коэффициент концентрации напряжений от формы сварного шва равен оСф = = 1,525, а коэффициент концентрации напряжений от геометрических отклонений сварного соединения для скорректированного давления составил о^, = 1,429. Коэффициент концентрации напряжений сварного соединения при этом оказался равным сс = 2,179. Тогда для полученного значения а эффективный коэффициент концентрации деформации в упругопластической области уменьшается до величины Кс= 2,98. Амплитуда упругопластической деформации в концентраторе напряжений составила е.. = 0,00375. Для данного значения ga коррозионно-усталостная долговечность трубопровода увеличивается до величины N = 12 234 цикла, которая удовлетворяет установленному для нефтепровода ресурсу.

7.2. Малоцикловая коррозионно-усталостная прочность материалов ГМР и компенсаторов

7.3. Коррозионно-усталостная прочность сплавов сильфонов УЧЭ КИП и А

Тонкие структурные изменения, происходящие при коррозионной усталости, являются следствием механохимических процессов, имеющих автокаталитический характер: деформационное упрочнение поверхности металла, повышая его химический потенциал, приводит к ускоренному механохимическому растворению запирающего слоя, то есть к стимуляции хемомеханического эффекта. Последний, в свою очередь, за счет пластифицирующего действия способствует более энергичному деформационному упрочнению поверхностных слоев металла и последующему еще более ускоренному механохимическому их растворению и повторению описанного цикла. Уровень микроискажений кристаллической решетки при этом колеблется по амплитуде более интенсивно, чем на воздухе, вызывая ускоренное коррозионно-усталостное разрушение. Коррозионно-усталостная долговечность в итоге оказывается примерно в 2 раза меньше, чем долговечность на воздухе. Наблюдается аналогичная зависимость и микротвердости от числа циклов нагружения этой стали.

6. Абдуллин И.Г., Гареев А.Г. Коррозионно-усталостная долговечность трубной стали в карбонат-бикарбонатной среде // ФХММ. 1993. Ms 5. С. 97-98.

7.2. МАЛОЦИКЛОВАЯ КОРРОЗИОННО-УСТАЛОСТНАЯ ПРОЧНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ ГМР И КОМПЕНСАТОРОВ......................137

7.3. КОРРОЗИОННО-УСТАЛОСТНАЯ ПРОЧНОСТЬ СПЛАВОВ сильоонов УЧЭ КИП и А...............................................................139

Коррозионно-усталостная прочность стали с металлическими покрытиями

Промышленное применение насосных штанг из стали 40У показало, что при поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты сокращается число обрывов штанг примерно в 4 раза и соответственно уменьшается число ремонтов и недобор нефти из-за простоев скважин. Коррозионно-усталостная прочность насосных штанг из стали 40У в результате поверхностной закалки повышается более чем в 2 раза и значительно превышает прочность штанг из легированной стали .

Таблица 46 Коррозионно-усталостная прочность металлов

9. Рябченков А. В. Коррозионно-усталостная прочность деталей. Машгиз, 1953. Методы защиты сталей от коррозийной усталости. Изд. ИТЭИН, 1948.

Действующие строительные нормы и правила СНиП 2.05.06-85 не предусматривают расчета коррозионно-усталостной долговечности магистральных нефтепроводов, эксплуатирующихся в условиях малоцикловой коррозионной усталости. Для оценки надежности магистральных трубопроводов, эксплуатирующихся в условиях воздействия циклических нагрузок, совместно с Г.И. Насыровой был проведен расчет долговечности магистрального трубопровода для указанных условий. Расчет проводился в соответствии с РД 39-0147103-361-86 с учетом имеющихся на трубе концентраторов напряжений в виде заводских сварных соединений и их дефектов с допустимыми размерами, регламентируемыми указанными строительными нормами и правилами. В указанных условиях металл может работать в упругопластической области.

Согласно , расчет коррозионно-усталостной долговечности магистральных нефтепроводов проводился в рамках модели Коф-фина — Мэнсона в виде с учетом поправки на упругую составляющую амплитуды деформации . При этом рассчитанное число циклов до разрушения трубы составило N = 6 254. Следует отметить, что, согласно современным представлениям о долговечности магистральных нефтепроводов, эксплуатирующихся в условиях коррозионно-усталостного нагружения, расчетное число циклов до разрушения должно составить около 12 000 циклов . По данным Урало-Сибирского управления магистральных трубопроводов такая, по порядку величины, цикличность сохраняется и в настоящее время, несмотря на изменение режимов перекачки . При расчете на прочность, как это отмечено выше, СНиП 2.05.06-85 не оговаривает меру использования несущей способности трубопроводов в условиях коррозионной усталости. Другими словами, в действующем СНиП 2.05.06-85 наряду с отсутствием расчета магистральных трубопроводов, эксплуатирующихся в условиях усталости, не приводится величина максимально допустимого уровня кольцевых растягивающих напряжений, определяемого в мировой практике как отношение напряжения в стенке трубы к пределу текучести стали. Исходя из полученного выше результата возникает необходимость в определении максимально допустимого значения этого отношения для реализации установленного ресурса нефтепровода в условиях коррозионно-усталостного нагружения. Это может быть достигнуто на практике путем снижения давления в трубопроводе, увеличением толщины стенки трубы или. применением стали с более высокой группой прочности. Однако в практике эксплуатации действующих трубопроводов для уменьшения упругопластических деформаций до определенного уровня, обеспечивающего реальную коррозионно-усталостную долговечность нефтепровода с учетом

В качестве отправной точки было взято количество циклов за нормативный срок эксплуатации . Задавшись коррозионно-усталостной долговечностью трубопровода, определяется допускаемая упругопластическая деформация в концентраторе напряжений , используя при этом найденные и принятые выше параметры зависимости Коффина - Мэнсо-на /). Затем рассчитывается соответствующая принятым N, ml, ц и деформация в стенке трубы при эффективном крэффи-циенте концентрации деформации в упругопластической области Ке = 3,25. Проведенный расчет показал, что внутреннее давление в данном случае составляет не более 4,8 МПа.

При расчете малоцикловой коррозионно-усталостной долговечности для магистрального нефтепровода, не имеющего катодную защиту , даже при полученном уровне растягивающих кольцевых напряжений трубопровод не выдерживает нормативного срока эксплуатации . Таким образом, кроме своего прямого назначения катодная защита, входящая в состав комбинированной противокоррозионной защиты, предусмотренной СНиП 2.05.06-85, способствует также обеспечению коррозионно-усталостной долговечности магистрального нефтепровода.

При использовании рассмотренного комбинированного подхода к оценке коррозионно-усталостной долговечности необходимо делать корректировку на этап развития трещины. Однако подстановка выбранных выше параметров в выражение показывает, что в самом благоприятном случае дополнительное количество циклов нагружения до разрушения трубы составляет около 800. При этом ошибка прогнозирования долговечности практически реализуется следующим образом. Образец материала металлической конструкции через определенное число циклов нагружения на усталостной машине в условиях, соответствующих эксплуатационным, подвергается рентгенографированию. Причем частота съема должна быть наибольшей в области циклической ползучести полной кривой усталости . На основании полученных характерных зависимостей Ad/d = f прослеживается кинетика субструктурных изменений в материале конструкций, предопределяющих его разрушение. Полученные таким образом зависимости подробно рассмотрены в . Исходя из анализа построенных зависимостей производится определение усталостной долговечности. Подобный анализ позволяет установить реальные возможности исследуемого материала и назначить оптимальный ресурс его работы. Кроме того, наличие таких зависимостей как паспортных данных материала для конкретных условий эксплуатации позволяет выбрать оптимальные, с точки зрения усталостной выносливости конструкции, материалы для ее изготовления и режим нагружения. Также возможно определение и коррозионно-усталостной долговечности .

верхность образцов оставалась обильно смоченной в течение всего времени испытания вплоть до разрушения. Возможность использования результатов, полученных на плоских образцах, для оценки коррозионно-усталостной долговечности реальных гофрированных оболочек обоснована удовлетворительным совпадением кривых малоцикловой долговечности реальной гофрированной оболочки и материала в виде пластин для случая справедливости деформационно-кинетического критерия по определению предельного состояния и принятого метода расчетного определения напряженно-деформированного состояния при циклическом нагружении гофрированной оболочки, показанная А.П. Гусенковым и др. .

Учитывая, что сплав 12Х25Н60В15 выпускается промышленностью в виде тонколистового проката и прутков, проведенные исследования дают возможность рекомендовать этот сплав в качестве конструкционного материала, заменителя стали 12Х18Н10Т, для изготовления ГМР и компенсаторов, обладающих повышенной надежностью и коррозионно-усталостной долговечностью при эксплуатации в коррозионно-активных средах широкого спектра действия.

ладающий по сравнению со сплавом 40НКХТЮМД более высокой усталостной и коррозионно-усталостной долговечностью, в том числе и после предварительной выдержки в натурном электролите, является предпочтительным в ряду исследованных.

30. Гареев А.Г., Насырова Г.И. Прогнозирование коррозионно-усталостной долговечности магистральных трубопроводов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. Уфа, 1994. С. 55-57. .

Высокохромистые двухфазные аустенитно-ферритные стали обладают высокой коррозионной стойкостью, коррозионно-усталостной прочностью, хорошими механическими характеристиками. Благодаря высокой стойкости к коррозии под действием кавитации из этих сталей целесообразно изготовлять детали насосов высокой подачи для перекачки морской воды. Двухфазные аустенигно-ферритные нержавеющие стали находят широкое применение в химической и нефтехимической промышленности в качестве коррозионно-стойких конструкционных материалов. Стойкость к коррозии в морской воде этих сталей сравнима со стойкостью аустенитных сталей, т.е. достаточно высока, а сравнивае-мость и обрабатываемость лучше.