13. Причины отказов линейной части нефтегазопроводов. Влияние дефектов труб на их долговечность.

Причины отказов линейной части нефтегазопроводов

Факторы, влияющие на возможность возникновения отказов: циклическая нагрузка от избыточного внутреннего давления перекачиваемого продукта, действующая на Т; тип трубы и ее фактическое состояние; тип изоляции и состояние катодной защиты, статистика отказов; агрессивные свойства грунта и наличие вблизи источников электрохимических воздействий и др.

И все же основной причиной отказов линейной части трубопроводов является коррозионный износ и малоцикловая усталость в сочетании с изменениями структуры стали. Далее следуют строительные дефекты, дефекты материала труб и прочие.

На начальных участках трассы после насосной станции трубы изнашиваются и стареют более интенсивно, чем на последующих. Большее число аварий возникает на трубопроводах с битумным покрытием, потом с полимерным и пленочно-полимерным. Решением является современное диагностирование и выявление проблем.

Влияние дефектов труб на их долговечность

Трубопровод с вмятиной в условиях малоцикловых нагрузок

Вмятина является концентратором напряжений, так как при нагружении трубы внутренним давлением во вмятине возникают дополнительные изгибные напряжения.

Влияние пор и шлаковых включений

В сварном соединении значении максимальной концентрации напряжений в порах не является постоянным, а зависит от относительного размера и, главным образом, от глубины залегания дефекта. Увеличение концентрации напряжений при уменьшении залегания дефекта настолько значительно, что цепочка пор, выходящих на поверхность, может рассматриваться как трещина. Следствием этого является снижение прочности сварных соединений при уменьшении глубины залегания как при статической, так и при усталостной нагрузке. Поры играют решающую роль только в тех случаях, когда располагаются не более в 9 % толщины от поверхности образца.

Расчеты малоцикловой долговечности линейных участков нефтепроводов показали, что непровары, расслоения и шлаковые включения являются более опасными дефектами, чем круглые поры.

Влияние качества сварного шва

Основными геометрическими дефектами сварных соединений являются неплавное сопряжение усилия сварного шва с трубой, смещение свариваемых кромок, а также технологические дефекты в сварном шве – поры, шлаковые включения, непровары и несплавления. Смещение кромок в кольцевых стыках трубопроводов приводит к появлению дополнительных напряжений.

14. Причины преждевременного разрушения трубопроводов. Классификация дефектов стальных труб.

Основной причиной преждевременного разрушения трубопроводов являются концентраторы напряжений механического происхождения (царапины, надрезы, конструктивные дефекты и т.д.). Причем разрушения происходят при напряжениях не превышающих максимально допустимые при изменение свойств металла (старение стали, наводороживание, образование микротрещин).

Для МН типичны дефекты следующих видов:

Нарушение формы (вмятины гофры, эллиптичность трубы, неровность сварных швов);

Технологические дефекты (расслоения, непровары, подрезы, шлаковые включения, поры и т.д.)

Нетрещиноподобные дефекты (царапины, задиры, коррозионные каверны и пятна);

Эксплуатационные дефекты (усталостные и коррозионные трещины, свищи).

Вмятина: местное уменьшение проходного сечения трубы без излома оси нефтепровода, возникшее в результате поперечного механического воздействия.

Гофр: уменьшение проходного сечения трубы, сопровождающееся чередующимися поперечными выпуклостями и вогнутостями стенки, в результате потери устойчивости от поперечного изгиба с изломом оси нефтепровода.

Потеря металла (коррозионная): локальное уменьшение толщины стенки трубы в результате коррозионного повреждения.

Расслоение: внутреннее нарушение сплошности металла трубы в продольном и поперечном направлении, разделяющее металл стенки трубы на слои, технологического происхождения.

Риска, механическое повреждение типа «риска», дефект типа «риска»: механическое повреждение стенки трубы (риска, царапина, задир, продир) в виде углубления с уменьшением толщины стенки трубы, образованное перемещающимся по поверхности трубы твердым телом.

Трещина: дефект в виде разрыва (несплошности) металла, геометрия которого определяется двумя размерами (протяженность, глубина).