Анализ разрушений на трубопроводах подземной прокладки показывает существенное различие в причинах и механизмах разрушения в зависимости от схемы деформирования трубопровода при подвижке грунтов. Так, на трубопроводах Сибири основной причиной разрушения являются коррозионные процессы на внешней поверхности трубы при разрушении изоляции, для трубопроводов, проложенных в многолетнемерзлых грунтах – разрушение, обусловленное конструктивно-технологическими дефектами в условиях значительных деформаций. Показано, что циклические перемещения нижней точки прогиба трубопровода в зоне обводненного термокарста при его неравномерном промерзании в осенне-зимний период может привести к появлению эффекта кручения стенки трубы, совмещенного с нагружением внутренним давлением и значительным изгибом оси трубопровода.
Рассмотрены механизмы усталостного разрушения стенки магистрального трубопровода в условиях сложного напряженно-деформированного состояния (НДС) с выявленным элементом кручения в зоне кольцевых монтажных швов на участках выхода магистрального трубопровода из термокарста в проектное положение. Трещины в стенке труб возникают от зоны сплавления кольцевого монтажного шва, и труба имеет все признаки усталостного разрушения. При фрактографическом анализе поверхности разрушения установлено наличие трех стадий развития трещины: стадия зарождения, стабильного роста и перехода из поверхностной в сквозную с участками высокой локальной пластической деформации. На всех участках развития усталостного разрушения стенки трубы из стали класса прочности К56 регистрируются существенные различия в строении поверхности усталостного излома и изломов, полученных в условиях разрушения отрывом. На всех стадиях разрушения присутствуют фрагменты скола вместе с участками квазихрупкого и хрупкого разрушения. Это свидетельствует о значительном вкладе в разрушение деформации кручением, реализуемой в виде микросдвиговых деформаций на фоне двухосного НДС стенки трубопровода, нагруженного внутренним давлением. На ударных образцах с надрезом KCV проведен сравнительный анализ влияния уровня пластической деформации растяжением и кручением на параметры сопротивляемости разрушению трубных сталей класса прочности К56 в условиях двухосного НДС.
Список литературы
1. Зорин Е.Е. Разработка основ прогнозирования работоспособности сварных трубопроводов из феррито-перлитных сталей с учетом условий эксплуатации: дис. ... д-ра техн. наук. – М. – 1993.
2. Научно-технические, социально-экономические и правовые аспекты надежности транспорта нефти и нефтепроводов/ С.Г. Радионова, П.А. Ревель-Муроз, Ю.В. Лисин [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2016. – № 5 (25). – С. 20–31.
3. Неганов Д.А., Махутов Н.А., Зорин Н.Е. Формирование требований к надежности и безопасности эксплуатируемых участков линейной части магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов // Нефтяное хозяйство. – 2019. – № 6. – С. 106–112.
4. Гейт А.В., Зорин Е.Е., Михайлов И.И. Применение системы автоматизированного ультразвукового контроля для оценки качества кольцевых сварных соединений магистральных трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2018. – Т. 8. – № 3. – С. 92–101.
5. Ланчаков Г.А., Зорин Е.Е., Степаненко А.И. Коррозионно-механическая прочность и статистика отказов трубопроводов // Газовая промышленность. – 1991. – № 10. – С. 14–19.
6. Зорин Е.Е., Ефимов В.М., Толстов А.Э. Напряженно-деформированное состояние трубопроводов подземной прокладки в условиях криолитозоны карстообразований // Нефть, газ и бизнес. – 2015. – № 8. – С. 9–12.
7. Ларионов В.И., Гумеров А.К., Новиков П.А. Анализ напряженно-деформированного состояния трубопровода на участках с карстами // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. – 2012. – № 3 (38). – С. 60–67.
8. Зорин А.Е., Маляревская Е.К., Мурадов А.В. Влияние технологии изготовления труб на трещиностойкость пластически деформированного металла // Нефть, газ и бизнес. – 2010. – № 1. – С. 79–80.
