Оценка сопротивляемости разрушению трубных сталей феррито-перлитного класса при термоциклировании в диапазоне отрицательных климатических температур

UDK: 621.791:621.643.1/2
DOI: 10.24887/0028-2448-2025-5-144-149
Ключевые слова: феррито-перлитные стали, низкие климатические температуры, структурные напряжения и деформации, ударная вязкость, работоспособность
Авт.: Е.Е. Зорин, д.т.н. (ООО «НИИ Транснефть»); Д.А. Неганов, д.т.н. (ООО «НИИ Транснефть»); Н.Е. Зорин, к.т.н. (ООО «НИИ Транснефть»)

На трубопроводах из феррито-перлитных сталей, изготовленных по технологиям середины 60-х годов ХХ века, после 15-20 лет эксплуатации в северных районах наблюдается устойчивый рост хрупких разрушений при отрицательных температурах окружающей среды. В ряде работ предлагается учитывать влияние перепада суточных температур на несущую способность трубопроводов путем алгебраического добавления приведенного числа термоциклов к общему числу циклов нагружения от пульсаций рабочего давления и таким образом определять общее число циклов нагружения. Такой подход не учитывает влияния отрицательных температур на физико-механические характеристики металла конструкции при длительной эксплуатации. Приведен анализ разрушения трубопроводов из структурно упрочненных увеличением объемной доли перлита феррито-перлитных сталей при эксплуатации на территориях с отрицательными среднегодовыми температурами и их суточными перепадами с большим градиентом. Совместное действие длительного циклического нагружения, внутренних усадочных деформаций элементов структуры с различными кристаллическими решетками и резкие перепады отрицательных температур создают эффект снижения пластичности и увеличения склонности сталей феррито-перлитного класса к хрупкому разрушению при температурах окружающей среды выше температуры порога хладноломкости. Предложена методология оценки влияния отрицательных температур на свойства трубных сталей. Для сталей феррито-перлитного класса установлены отрицательные температуры значительно выше температурных порогов хладноломкости, при которых существует значимое, а для некоторых сталей аномальное падение ударной вязкости. Такие диапазоны минусовых температур определены как «низкотемпературные интервалы хрупкости».

Список литературы

1. Мазур И.И., Иванцов О.М. Безопасность трубопроводных систем. – М.: Центр «ЕЛИМА», 2004. – 560 с.

2. Зорин Е.Е., Степаненко А.И. Изменение трещиностойкости трубных сталей типа 09Г2С и их сварных соединений при низких температурах // Строительство трубопроводов. – 1991. – № 4. – С. 37–39.

3. Зорин Е.Е., Ланчаков Г.А. Степаненко А.И. Коррозионно-механическая прочность и статистика отказов трубопроводов // Газовая промышленность. – 1991. – № 10. – С. 14–16.

4. Ларионов В.П., Зорин Е.Е. Использование редких и редкоземельных элементов для получения хладостойких конструкционных сталей // Сварочное производство. – 2003. – № 10. – С. 42–44.

5. Горицкий В.М., Терентьев В.Ф. Структура и усталостное разрушение металлов. – М.: Металлургия, 1980. – 244 с.

6. Анучкин М.П. Несущая способность сварных магистральных трубопроводов высокого давления. Прочность труб магистральных трубопроводов. –

М.: Газпром СССР, 1965. – С. 21–27.

7. Бородавкин П.П. Подземные магистральные трубопроводы. – М.: Недра, 1982. – 276 с.

8. Работоспособность трубопроводов. Ч. 2. Сопротивляемость разрушению / Г.А. Ланчаков, Е.Е. Зорин, Ю.И. Пашков, А.И. Степаненко. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2001. – 350 с.

9. Зорин Е.Е., Степаненко А.И. Сопротивляемость разрушению технологических трубопроводов из стали типа О9Г2С при термоциклировании в климатическом диапазоне температур // Газовая промышленность. – 1994. – № 2. – С. 22–23.

10. Ларионов В.П., Зорин Е.Е. Использование ниобия для повышения прочности сварных соединений низколегированных сталей // Заводская

лаборатория. – 2003. – № 9. – С. 62–63.

11. Larionov B.P., Zorin E.E. Using rare and rare-earth elements for the production of cold resistant constructional materials. – Cambridge, England. – 2004. – V. 18. –

№ 4. – P. 301-304. – https://doi.org/10.1533/wint.2004.3275

12. Неганов Д.А., Зорин Е.Е., Зорин Н.Е. Оценка влияния поверхностных трещиноподобных концентраторов напряжений на работоспособность магистральных трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2021. – Т. 11. – № 1. – С. 8–15. – https://doi.org/10.28999/2541-9595-2021-11-1-8-15

13. Научно-технические, социально-экономические и правовые аспекты надежности транспорта нефти и нефтепродуктов / С.Г. Радионова, П.А. Ревель Муроз, Ю.В. Лисин [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2016. – № 5. – С. 20–31.

14. Информационно-аналитическое сопровождение планирования замены участков линейной части магистральных нефтепроводов / А.Г. Воронов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2022. – Т. 12. – № 1. – С. 18–33. – https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-18-33



Внимание!
Купить полный текст статьи (русская версия, формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.

Юбилей Великой Победы

Pobeda80_logo_main.png В юбилейном 2025 году подготовлены: 
   - специальная подборка  статей журнала, посвященных подвигу нефтяников в годы Великой Отечественной войны;  
   - списки авторов публикаций журнала - участников боев и участников трудового фронта