Cтраница 4
Для выработки требований разработан расчетно-экспери-ментальный метод определения необходимого уровня вязких свойств металла труб. Установленная зависимость позволяет экстраполировать экспериментальные данные на минимально возможную скорость распространения вязкого разрушения, равную 80 м / с, и получать требуемый для эффективной остановки уровень вязких свойств металла труб. [46]
Следует обратить внимание также и на то, что стали различных марок имеют различный ресурс пластичности. Для одних сталей ресурс пластичности в 1 % достаточен для обеспечения надежной эксплуатации, однако нельзя распространять этот вывод на все стали, используемые для изготовления паропроводов. На свойства металла труб ощутимо влияют колебания химического состава в допускаемых для данной стали пределах, а также металлургические особенности ее производства. Так, металл большинства плавок стали 15Х1М1Ф отличается высокой длительной пластичностью, однако встречаются плавки и с весьма низкой пластичностью. По накопленным результатам опытов и эксплуатации допускаемый ресурс пластичности в 1 % для труб паропроводов и коллекторов из сталей 16М, 12МХ и 15ХМ обеспечивает надежность их в эксплуатации с достаточным запасом. При назначении допускаемого в эксплуатации ресурса пластичности необходимо учитывать особенности свойств стали, возможные колебания длительной пластичности в пределах марки, возможную неоднородность структуры и свойств по длине трубы, влияние концентраторов напряжений и других факторов. [47]
Одним из приоритетов ООО ФФПК Мелакс является разработка новых эффективных методик оценки технического состояния и расчета остаточного ресурса металла труб МГ. Решение этой задачи осуществляется в тесном сотрудничестве с фундаментальной и прикладной наукой. В течение ряда лет ООО ФФПК Мелакс финансирует масштабные исследования структуры и свойств металла труб МГ, проводимые в Нижегородском государственном университете им. Для повышения координации этих работ в декабре 2005 г. создана совместная лаборатория Диагностика и испытания материалов ООО ФФПК Мелакс и Научно-исследовательского физико-технического института при Нижегородском государственном университете им. [48]
Внутренний диаметр трубопровода рассчитывают по количеству вещества, протекающего в единицу времени, и скорости его движения. Наружный диаметр определяется толщиной стенки труб. Толщина стенки труб и деталей трубопровода зависит от наибольшего давления среды, ее температуры и механических: свойств металла труб. Температуру стенки трубопровода принимают равной номинальной температуре среды. [49]
В оболочковых конструкциях, находящихся под внутренним давлением газа, при наступлении предельного состояния возможны протяженные вязкие разрывы. Сжатый газ устремляется в образовавшуюся несплошность ( сквозную трещину), стремится развернуть трубу в лист и, действуя на ее борта, разгоняет разрушение до высоких скоростей. Одновременно вследствие декомпрессии газа из трубопровода по мере распространения разрушения происходит снижение давления, действующего на борта труб в вершине перемещающейся трещины. Действие этих двух факторов и свойства металла труб определяют характер и масштабы разрушения. [50]
Успешно эксплуатируется более 20 тыс. км мощных газопроводов диаметром 1420 мм на давление 7 5 МПа. При этом хотя и были отдельные их разрушения, но протяженных хрупких разрушений не наблюдалось. Все изложенное свидетельствует о том, что принятые критерии оценки свойств металла труб и установленный уровень свойств являются достаточными для предупреждения хрупких протяженных разрушений газопроводов. [51]
Напряженно-деформированное состояние металла труб в значительной степени влияет на ресурс трубопроводов: высокое напряжение в конструкции приводит к снижению ее ресурса. Анализ отказов показывает, что повреждения, как правило, инициируются в перенапряженных участках трубопроводов. Увеличение напряжений усиливает коррозионное воздействие окружающей среды на конструкцию. Проведенные в ИПТЭР в течение многих лет исследования металла труб магистральных нефтепроводов показали, что при длительном воздействии высоких повторно-статических нагрузок из-за изменения структуры и свойств металла труб происходит снижение несущей способности трубопровода. Для решения задач снижения напряжений в ИПТЭР разработаны современные методы расчета напряженно-деформированного состояния подземных трубопроводов, наиболее полно отражающие действительные условия их работы. [52]
Особую сложность и наибольшую практическую ценность представляют данные о природе и механизме торможения протяженных вязких разрывов. Физическая сущность протяженных вязких разрывов сводится к следующему. При разрыве трубопровода сжатый газ устремляется в образовавшуюся несплошность ( трещину), стремится развернуть трубу в лист и, действуя на ее борта, разгоняет разрушение до высоких скоростей. Одновременно вследствие декомпрессии газа из трубопровода по мере распространения разрушения происходит снижение давления, действующего на борта труб в вершине перемещающейся трещины. Действие этих двух факторов и свойства металла труб определяют характер и масштабы разрушения. Особенностью вязкого разрушения газопроводов является образование широкой зоны пластически деформированного материала вдоль кромки разрыва. Следовательно, распространению скоростного протяженного вязкого разрушения в трубе сопротивляется большой объем металла, работающего в упругопластической области. В книге показано, что физическая сущность сопротивления стали труб вязкому разрушению определяется прочностью ее на разрыв при скоростном нагружении и объемом деформированного металла в зоне разрыва. Отсутствие скоростных испытательных машин со скоростями нагружения 100 - 300 м / с пока препятствует физически правильному определению сопротивления стали труб газопровода разрушению, вследствие чего приходится пользоваться приближенным косвенным - методом оценки свойств стали на образцах, испытываемых на ударный изгиб, или проводить контрольные дорогостоящие испытания полноразмерных труб до разрушения, включая испытания секций труб воздухом или газом. [53]