СТВОРЕННЯ НАУКОВИХ ОСНОВ І ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ ДОСЛІДЖЕННЯ, ОЦІНКИ І ПРОГНОЗУВАННЯ СТРЕС-КОРОЗІЙНОГО РУЙНУВАННЯ МАГІСТРАЛЬНИХ ГАЗОПРОВОДІВ :

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність роботи, показано зв’язок з науковими програмами, темами, сформульовано мету та завдання досліджень, визначені об’єкт і предмет дослідження, висвітлено наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів, особистий внесок здобувача і апробацію результатів.

Перший розділ присвячений явищу стрес-корозійного розтріскування, особливостям прояву на магістральних газопроводах та механізмам його протікання, серед яких виділено механізм локального анодного розчинення та водневого окрихчення. Наведено основні найбільш поширені на сьогоднішній день лабораторні методи дослідження СКР при постійному та динамічному навантаженні. Розглянуто основні методи – внутрішньотрубної та «поверхневої» діагностики, а також технічні засоби трасового моніторингу СКР. Встановлено, що найбільшого розповсюдження знайшли методи внутрішньотрубної діагностики за допомогою спеціальних снарядів-дефектоскопів, принцип дії яких заснований на вимірюванні ультразвукових хвиль та магнітної пам’яті металу. Але водночас, ці методи відзначаються низькою чутливістю до тріщин СКР та з економічної точки зору достатньо дорогі, що обумовлено значними фінансовими затратами на організацію та проведення досліджень. В розділі також описано відомий метод поляризаційного опору, який і було використано в даній роботі при розробці технічних засобів для трасового моніторингу.

У другому розділі наведено характеристику матеріалу сталевих труб, які проявляють найбільшу схильність до СКР і які використовували при виготовленні дослідних зразків та датчиків. Наведено лабораторні методи дослідження, методику та умови проведення корозійних досліджень процесу СКР. Дослідження проводили в середовищах, моделюючих кислий та лужний ґрунтовий електроліти, складу  та , відповідно.

Зміну кислотності електролітів оцінювали за допомогою цифрового рН-метра CyberScan PD300. Вольтамперометричні дослідження зон зварного з’єднання зразків проводили, використовуючи потенціостат ПИ-50.1 та програматор ПР-8. Потенціал та струм фіксували високоточним цифровим мультиметром Picotest М3500А. Зняття вольт-амперних кривих здійснювали в потенціодинамічному режимі зі швидкістю розгортання потенціалу 1 мВ/с. Характер стрес-корозійного руйнування зразків після лабораторних випробувань досліджували використовуючи мікроскоп Neophot-21 при збільшені ×100, ×200.

Третій розділ дисертації присвячений розробці лабораторної установки дослідження процесу СКР зразків трубних сталей. В основу розробки покладено метод випробування зварних з’єднань при постійній деформації по чотирьох точковій схемі навантаження, з одночасним впливом корозійного середовища та катодного захисту, для чого використовували причіпну електрохімічну комірку. Проведено модифікацію та вдосконалення методу введенням вузла додаткового циклічного навантаження (далі – термоциклування), принцип роботи якого полягає в нагріванні за допомогою ніхромової спіралі та охолодженні за допомогою вентилятора мідного циліндричного стакану, встановленого на робочу частину навантажувального гвинта. Використання додаткового термоциклування дозволило змоделювати умови циклічного навантаження на стінку труби за рахунок коливанням температури перекачуваного газу. Циклічність 206 циклів/добу режиму «нагрівання/охолодження» навантажувального гвинта забезпечували переривачем струму. Для дослідження використовували зразки розмірами (Д×Ш×В) 250×35×10 мм з робочою частиною в стані поставки, виготовлені з темплету фрагменту аварійної труби. Це дозволило врахувати фактор наявності на поверхні металу мікро- та макропошкоджень, які можуть бути осередками зародження стрес-корозійних тріщин. Зміну корозійної поведінки зон зварного з’єднання за рахунок зміни рН електролітів в умовах катодного захисту досліджували методом зняття вольт-амперних характеристик та методу поляризаційного опору.