D. V. Novgorodov , V. G. Rybalko
FEATURES OF THE EVOLUTION OF CORROSION CRACKING IN GAS FLOW LINES
DOI: 10.17804/2410-9908.2019.6.068-076 The paper studies gas flow lines and underground gas pipelines of compressor stations which are susceptible to damage by stress corrosion cracking (SCC). Factors of a technological and operational nature governing the conditions of SCC evolution in existing gas pipelines are noted. Defects of a long growth period are investigated. It has been found that, during operation, the evolution of defects can stop, but it resumes under the effect of high off-design loads. Crack evolution may be caused by seasonal soil movements, repair work, and other factors causing overloads at the tips of stable cracks. A solution is proposed to increase the reliability of pipeline operation by monitoring the stability of the stress state in individual sections.
Acknowledgements: The work was carried out within the framework of the state assignment of FANO of Russia (topic "Diagnostics," № АААА-А18-118020690196-3) Keywords: gas pipeline, stress state, corrosion cracking, cracks, overload, defect evolution, monitoring Bibliography:
1. Savonin S.V., Moskalenko A.V., Tyunder A.V., Knyazev S.E., Arsenteva Z.A. Analysis of the major causes of failures that have occurred on main gas pipelines. Neft i Gaz Sibiri, 2015, vol. 4 (21), pp. 112–121. (In Russian). Available at: http://www.gosnadzor.ru/public/annual_reports/ (accessed 28.12.2019). (In Russian).
2. Krasnykh B.A., Martynyuk V.F., Sergienko T.A., Sorokin A.A., Feoktistov A.A., Nechaev A.S. Analiz avariy i neschastnykh sluchaev na ob'ektakh gazovogo nadzora [Analysis of Incidents and Accidents at Gas Supervision Facilities]. Moscow, OOO «Analiz Opasnostey» Publ., 2003. 320 p. (In Russian).
3. Voronchikhin S.Yu., Samokrutov А.А., Sedelev Yu.А. Using robotized scanners for health estimation of process pipelines at the PAO Gazprom compressor stations. In: Nauchno-tekhnicheskiy sbornik “Vesti gazovoy nauki” [News of Gas Science, Improving Reliability of Gas Mains Subject to Stress Corrosion Cracking: Scientific and Technical Collection, 2016, no. 3 (27), pp. 120–130]. Moscow, Gazprom VNIIGAZ Publ., 2016. (In Russian).
4. Novgorodov D.V., Rybalko V.G., Shleenkov A.S. The stress state instability factor and its effect on the growth of stress corrosion cracking defects. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures, 2018, iss. 6, pp. 249–254. DOI: 10.17804/2410-9908.2018.6.249-254. Available at: http://dream-journal.org/DREAM_Issue_6_2018_Novgorodov_D.V._et_al._249_254.pdf
5. Surkov Yu.P., Rybalko V.G., Novgorodov D.V., Surkov A.Yu., Sadrtdinov R.A., Geitsan V.B. Estimating the probability of the propagation of stress corrosion cracks in compressor station pipelines. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2010, vol. 46, iss. 6, pp. 458–467. DOI: 10.1134/S1061830910060094.
6. Bolotov A.S., Rozov V.N., Koates A.K., Vasil'ev G.G., Klepin V.I. Corrosion Cracking on Gas Main Pipes. Gazovaya Promyshlennost, 1994, no. 6, pp. 12–14. (In Russian).
7. Bugrov Yu.V., Protsiv Yu.V Metallovedeniye i termodeformatsionnaya obrabotka spetsialnykh staley i splavov: kompleks uchebno-metodicheskikh materialov [The Science of Metals and Thermal Deformation Processing of Special Steels and Alloys]. Nizhniy Novgorod, 2011, pp. 130. (In Russian).
8. Gorbatenko V. P., Lukin A. V., Mitjev A. P., Danilova G. Y. Influence of initial state on structure of steel grade 10Г2ФБ after thermomechanical treatment. In: Obrabotka Materialov Davleniyem: sbornik nauchnykh trudov [Materials Working by Pressure]. Kramatorsk DGMA Publ., 2012, no. 2 (31), pp. 162–165. (In Russian).
9. Kazankov A.Yu. The influence of the structural features of carbon and low alloy steels on their corrosion resistance in aqueous media. Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences (03.11.16). Moscow, 2016, 145 p. (In Russian).
10. Semernin G.V. Research and development of effective technologies for ladle processing of steels for oilfield pipes (05.16.02). Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences (05.16.02). Moscow, 2012, 28 p. (In Russian).
11. Rodionova I.G., Baklanova O.N., and Zaitsev A.I. The role of nonmetallic inclusions in accelerating the local corrosion of oil-field tubing made of low-alloy and carbon steels. Metally, 2004, no. 5, pp. 13–18. (In Russian).
12. Leksowskij A.M., Baskin B.L. Some aspects of nucleation and evolution of microscopic and mesoscopic cracks and quasi-brittle fracture of homogeneous materials. Physics of the Solid State, 2011, vol. 53, no. 6, pp. 1157–1168. DOI: 10.1134/S1063783411060199.
13. Novgorodov D.V., Rybalko V.G., Shleyenkov A.S. The stress state instability factor and its effect on the growth of stress corrosion cracking defects. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures, 2018, iss. 6, pp. 249–254. DOI: 10.17804/2410-9908.2018.6.249-254.
14. Sadrtdinov R.A., Rybalko V.G., Novgorodov D.V. Peculiarities of the development of stress-corrosion cracking on a pipeline section from the results of repeated in-tube nondestructive testing. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2012, vol. 48, no. 7, pp. 411–417. DOI: 10.1134/S1061830912070078.
15. Khoroshikh A.V., Kremlev V.V., Surkov Yu.P., Rybalko V.G., and Vaulin S.L. Monitoring stress corrosion cracking in a working gas pipeline. Russian Journal of Nondestructive Testing, 1999, vol. 35, no. 7, pp. 517–522.
16. Butusov D.S. Diagnostika oborudovaniya i truboprovodov KS: sbornik [Diagnostics of Equipment and Pipelines for the Compressor Stations]. OAO Gazprom Publ., 2013. (In Russian).
17. Karpov S.V. Complex studies of stress corrosion cracking of pipe metal. In: Proceedings of the 2nd Nauchno-prakticheskiy seminar «Povysheniye nadezhnosti magistralnykh gazoprovodov, podverzhennykh korrozionnomu rastreskivaniyu pod napryazheniyem» [Increasing the Reliability of Gas Trunk Lines Subject to Stress Corrosion Cracking]. Moscow, OOO Gazprom VNIIGAZ Publ., 2016. (In Russian). Д. В. Новгородов, В. Г. Рыбалко
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ КОРРОЗИОННОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ НА ГАЗОПРОВОДАХ-ШЛЕЙФАХ
Объектом исследования служили газопроводы шлейфы и подземные газопроводы компрессорных станций, подверженные повреждаемости механизмом коррозионного растрескивания (КРН). Отмечены факторы технологического и эксплуатационного характера, определяющие условия развития процесса КРН на действующих газопроводах. Исследованы дефекты длительного периода роста. Установлено, что в процессе эксплуатации развитие дефектов может прекратиться, но под действием повышенных непроектных нагрузок повторно страгиваются. Возможными причинами развития трещин являются сезонные подвижки грунта, ремонтные работы и другие факторы, вызывающие перегрузки в вершинах стабильных трещин. Предложено решение для повышения надежности эксплуатации трубопроводов путем контроля стабильности напряженного состояния на отдельных участках.
Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания ФАНО России (тема «Диагностика», № АААА-А18-118020690196-3) Ключевые слова: газопровод, напряженное состояние, коррозионное растрескивание, трещины, перегрузка, развитие дефекта, мониторинг Библиография:
1. Савонин С. В., Москаленко А. В., Тюндер А. В. Анализ основных причин аварий, произошедших на магистральных газопроводах // Нефть и Газ Сибири. – 2015. – № 4 (21). – С. 52–57. URL: http://www.gosnadzor.ru/public/annual_reports/ (дата обращения: 13.08.2019).
2. Анализ аварий и несчастных случаев на объектах газового надзора : уч. пособие / Анализ аварий и несчастных случаев на объектах газового надзора : уч. пособие / Б. А. Красных, В. Ф. Мартынюк, Т. С. Сергиенко, А. А. Сорокин, А. А. Феоктистов. – Москва : ООО «Анализ опасностей», 2003. – С. 320.
3. Ворончихин С. Ю., Самокрутов А. А., Седелев Ю. А. Оценка технического состояния технологических трубопроводов компрессорных станций ПАО «Газпром» с применением роботизированных сканеров // Вести газовой науки : научно-технический сборник. – 2016. – № 3 (27). – С. 120–130.
4. Novgorodov D. V., Rybalko V. G., Shleenkov A. S. The stress state instability factor and its effect on the growth of stress corrosion cracking defects // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2018. – Iss. 6. – P. 249–254. – DOI: 10.17804/2410-9908.2018.6.249-254. URL: http://dream-journal.org/DREAM_Issue_6_2018_Novgorodov_D.V._et_al._249_254.pdf
5. Estimating the probability of the propagation of stress corrosion cracks in compressor station pipelines / Yu. P. Surkov, V. G. Rybalko, D. V. Novgorodov, A. Yu. Surkov, R. A. Sadrtdinov, V. B. Geitsan // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2010. – Vol. 46, iss. 6. – P. 458–467. – DOI: 10.1134/S1061830910060094.
6. Коррозионное растрескивание на магистральных газопроводах / А. С. Болотов, В. Н. Розов, А. К. Коатес, Г. Г. Васильев, В. И. Клепин // Газовая промышленность. – 1994. – № 6. – С. 12–14.
Бугров Ю. В., Процив Ю. В Металловедение и термодеформационная обработка специальных сталей и сплавов : комплекс учебно-методических материалов / Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева. – Н. Новгород, 2011. – 130 с.
Влияние исходного состояния на структуру стали 10г2фб после деформационно-термической обработки / В. П. Горбатенко, А. В. Лукин, А. П. Митьев, Ж. Ю. Данилова // Обработка материалов давлением : сб. научных трудов. – Краматорск : ДГМА, 2012. – С. 162–165.
Казанков А. Ю. Влияние структурных особенностей углеродистых и низколегированных сталей на их коррозионную стойкость в водных средах : автореф. дис. … канд. техн. наук : 03.11.16. – Москва, 2016.
Семернин Г. В. Исследование и разработка эффективных технологий ковшовой обработки сталей для труб нефтепромыслового назначения : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.16.02. – Москва, 2012. – С. 28
Родионова И. Г., Бакланова О. Н., Зайцев А. И. О роли неметаллических включений в ускорении процессов локальной коррозии нефтепромысловых трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей // Металлы. – 2004. – № 5. – С. 13–19.
Leksowskij A. M., Baskin B. L. Some aspects of nucleation and evolution of microscopic and mesoscopic cracks and quasi-brittle fracture of homogeneous materials // Physics of the Solid State. – 2011. – Vol. 53, no. 6. – P. 1157–1168. – DOI: 10.1134/S1063783411060199.
Novgorodov D. V., Rybalko V. G., Shleyenkov A. S. The stress state instability factor and its effect on the growth of stress corrosion cracking defects // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2018. – Iss. 6. – P. 249–254. – DOI: 10.17804/2410-9908.2018.6.249-254.
Sadrtdinov R. A., Rybalko V. G., Novgorodov D. V. Peculiarities of the development of stress-corrosion cracking on a pipeline section from the results of repeated in-tube nondestructive testing // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2012. – Vol. 48, no. 7. – P. 411–417. – DOI: 10.1134/S1061830912070078.
Monitoring stress corrosion cracking in a working gas pipeline / A. V. Khoroshikh, V. V. Kremlev, Yu. P. Surkov, V. G. Rybalko, and S. L. Vaulin // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 1999. – Vol. 35, no. 7. – P. 517–522.
Бутусов Д. С. Анализ дефектов, выявленных при диагностических обследованиях компрессорных станций и подключающих шлейфов // Диагностика оборудования и трубопроводов КС : сборник. – ОАО Газпром, 2013.
Карпов С. В. Комплексные исследования коррозионного растрескивания металла труб под напряжением // Материалы II Научно-практического семинара «Повышение надежности магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением», п. Развилка, 2016. – Москва : ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2016. 
Библиографическая ссылка на статью
Novgorodov D. V., Rybalko V. G. Features of the Evolution of Corrosion Cracking in Gas Flow Lines // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. -
2019. - Iss. 6. - P. 68-76. - DOI: 10.17804/2410-9908.2019.6.068-076. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2019-6/2019-6_266.html (accessed: 21.11.2024).
|
