Разрушение - стык
Cтраница 4
Второй существенный недостаток заключается в том, что в грунтовых водах часто содержатся вредно действующие на цемент вещества и результатом этого действия может быть разрушение стыка. [46]
Это показывает, что ввиду сцепления грунта с трубой трубопровод в земле находится практически в защемленном состоянии. Следовательно, при аварийных разрывах стыков продольные напряжения в трубопроводе снимаются на весьма небольшом отрезке ( максимум 50 м), поэтому при неблагоприятных условиях разрушения стыков неоднократно наблюдались на отдельных, сравнительно небольших по протяженности участках трассы. [47]
Начиная с 1948 г. широко применяется просвечивание сварных стыков. При этом способе пучок гамма-лучей пронизывает контролируемый шов и позволяет обнаружить скрытые дефекты ( трещины, непровары, газовые поры, шлаковые включения и др.) без разрушения стыков. Однако этот метод не обеспечивает достаточной производительности и позволяет проверять не более 2 - 3 % стыков. Кроме того, при нарушении плавил техники безопасности гамма-лучи могут вредно влиять на здоровье контролеров. В последнее время на трассе для просвечивания стыков начали применять портативные рентгеновские аппараты, выпуск которых освоен нашими заводами. Процесс просвечивания аппаратом РУП-120 обеспечивает лучшее выявление дефектов и полную безопасность для обслуживающего персонала. [48]
 |
Разрыв стенки трубы. [49] |
Вообще величина продольных растягивающих напряжений, вызываемых рабочим внутренним давлением в трубопроводе, составляет 30 % от кольцевых напряжений от этого же давления. Они совершенно правильно отмечают, что изгибающий момент в трубопроводе, обусловленный прогибом трубы по профилю местности или плохой подбивкой пустот под трубой, не является настолько опасным, чтобы привести к разрушению стыков. Но это обстоятельство не должно ориентировать строителей и ремонтников на некачественную подготовку траншей, так как в отдельных, очень неблагоприятных случаях именно прогиб может привести к разрыву трубы. Примером может служить разрыв трубы по стыку со смещением кромок в продольном ( по оси) и поперечном направлениях на нефтепроводе Туй-мазы - Иркутск. Из сказанного следует, что необходимо стремиться к улучшению качества сварных стыков и устранению больших растягивающих напряжений в трубопроводе в процессе строительства. [50]
Газопроводы, рассчитанные на давление 5 5 МПа, сваривают из труб диаметром 1220 мм, имеющих меньшую толщину стенки и изготовленных из отечественных сталей марок 17Г1С, 17ГС, 14ХГС и др. На таких газопроводах 10 % отказов из-за брака сварки наблюдаются через полгода и 90 % - в течение 17 лет. Из-за менее сложного напряженного состояния, а также из-за более низкой прочности сталей и относительно малых толщин стенок, чем у труб диаметром 1420 мм, подрастание трещин от дефектов происходит медленно. На разрушение стыков в таких газопроводах влияют силовые воздействия, например оползни, совпадающие с местом расположения сварных дефектных швов. [51]
К качеству контактных сварных соединений предъявляются весьма высокие требования. Число контактных стыков на котле блока мощностью 200 - 300 Мет достигает десятков тысяч. Образование свища или разрушение контактного стыка приводит к останову блока. [52]
Для оценки влияния теплосмен создана установка типа ПТ, в которой опытные трубы испытываются под внутренним давлением и периодически охлаждаются пароохладительными устройствами за счет впрыска конденсата внутрь трубы. Дополнительно имеется силонагружающее устройство, с помощью которого в трубе может создаваться напряжение изгиба. Воздействие напряжений лишь за счет термических циклов к разрушению стыков не приводит. Следует отметить, что испытания проводились лишь при рабочей температуре 560 С, что в условиях относительно малой длительности испытаний не позволяет дать обоснованные рекомендации о длительной работе сварных стыков. Было бы желательно температуру испытания принимать на 50 - 100 С выше рабочей. [53]
Одиночные газовые пузыри, рассеянные в небольшом количестве по шву, при существующих методах испытания трубопроввдных стыков не обнаруживаются. Одиночные газовые пузырьки не представляют серьезного дефекта и почти никогда не служат причиной разрушения стыков при статической нагрузке. Однако при нагрузках, вызывающих большие напряжения в наплавленном металле, близкие к пределу текучести, газовые пузырьки могут явиться очагами разрушений металла. [54]
Непровар в корне первого шва является наиболее распространенным и опасным дефектом в сварных конструкциях, приводящий часто к разрушению всего стыка. Трещины в сварных соединениях любых конструкций являются самыми опасными дефектами, которые-имеют зесьма малую ширину и острые края, что затрудняет их выявление. Трещины вызывают местную концентрацию напряжения и при неблагоприятных условиях работы конструкции могут привести к нарушению герметичности и разрушению стыков. [55]
Но для просвечивания стыков рентгеновскими лучами требуется громоздкая аппаратура, неудобная для работы в полевых условиях. Поэтому, несмотря на указанные преимущества, просвечивание рентгеновскими лучами стыков на трассе практически не применяется. Но просвечивание гамма-лучами благодаря компактности излучателя находит большое применение, заменяя или сокращая объем механических испытаний с разрушением стыков. [56]
Стыки, имеющие значительные дефекты, разрушаются обычно в 1 год эксплуатации. Сосредоточение деформации в сварных стыках и приводит со временем к образованию трещин или полному разрыву стыков. Поэтому стыки разрушаются не только за 1 год эксплуатации трубопровода, НО и в последующие годы; при этом особенно часто разрушение стыков наблюдается в наиболее суровые зимы вследствие возникновения в трубах особо больших дополнительных растягивающих усилий. [57]
Нужны еще какие-то внешние и внутренние факторы, которые использовали бы наступившее в результате понижения температуры хрупкое состояние металла и привели бы к разрушению стыка пли целого места трубы. К числу таких причин можно отнести ударную нагрузку, мгновенное образование или перераспределение местных напряжений. Особое значение имеют также так называемые концентраторы напряжений. К ним относятся местные дефекты ( непровары, подрезы, насечки острым инструментом на поверхности металла), скопления и пересечения сварных швов и пр. Концентраторы напряжений часто служат местами начала трещин, возникающих на холоде. [58]
Температуру подогрева нефтепродуктов перед перекачкой необходимо также проверять по условию устойчивости трубопровода. При высокой температуре подогрева нефтепродуктов в горячих нефтепроводах развиваются высокие сжимающие термические напряжения. В наземных трубопроводах они снимаются при помощи компенсаторов и самокомпенсации. Подземные горячие нефтепроводы без компенсации, как правило, выдерживают эти напряжения и разрушения стыков не происходит. [59]
Способ испытаний заключается в предварительном нанесении кольцевого поверхностного надреза в исследуемой зоне поперечного сварного соединения с последующим нагружением патрубка до разрушения. Ослабление поперечного сечения стенки патрубка позволяет обеспечить условия, при которых продольные напряжения достигают величины, достаточной для разрушения оставшегося сечения под кольцевым надрезом. Остаточная толщина стенки трубы под кольцевым надрезом предварительно рассчитывается с целью получения кольцевых напряжений в ее ослабленной зоне в момент разрушения стыка, по величине не превышающих предела текучести материала. Кроме того, кольцевой надрез в монтажном стыке позволяет оценить предельно допустимые дефекты в виде непроваров, подрезов и смешений стыкуемых кромок. [60]
Страницы: 1 2 3 4