Протопопов Евгений Александрович Оценка и прогнозирование работоспособности сталей нефтегазовых трубопроводов по результатам анализа приведенных параметров межатомных связей

Краткое описание

Протопопов Евгений Александрович Оценка и прогнозирование работоспособности сталей нефтегазовых трубопроводов по результатам анализа приведенных параметров межатомных связей

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

кандидат наук Протопопов Евгений Александрович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Аналитический обзор

1.1 Основные требования, предъявляемые к материалам нефтегазовых трубопроводов

1.2 Изменения в металле трубопроводных сталей при длительной эксплуатации

1.3 Методы оценки работоспособности трубных сталей и их сварных соединений

1.4 Использование химического состава для повышения работоспособности металла

труб при обеспечении прочностной надежности трубопроводных систем

1.5 Выводы, направление исследований

Глава 2 Разработка методик оценки механических свойств металлических материалов

по определяемым с учетом химического состава приведенным параметрам межатомных

связей

2.1 Межатомные связи в металлических материалах

2.2 Влияние характеристик межатомных связей на механические свойства сплавов на основе железа

2.3 Расчетная оценка степеней металличности и ковалентности межатомных связей

в металлических сплавах

2.4 Методики оценки механических свойств металлических материалов по определяемым с учетом химического состава приведенным параметрам межатомных связей

2.4.1 Временное сопротивление, условный предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение при твердорастворном упрочнении

2.4.1.1 Коррозионностойкие (нержавеющие) аустенитные стали

2.4.1.2 Улучшенные конструкционные стали

2.4.1.3 Аустенитные железоникелевые и никелевые сплавы

2.4.1.4 Коррозионностойкие ферритные стали

2.4.1.5 Промежуточные выводы

2.4.2 Ударная вязкость

2.5 Выводы

Глава 3 Материалы и методики исследований

3.1 Стали для исследований

3.2 Методы определения механических свойств

3.2.1 Статические испытания на растяжение

3.2.2 Испытания на ударный изгиб

3.3 Методики определения химического состава

3.3.1 Атомно-эмиссионный спектральный анализ

3.3.2 Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия

3.3.3 Определение растворенных газов

3.4 Металлографические и физические методы исследований

3.5 Методика планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных

3.5.1 Методика получения образцов для оценки работоспособности металла

сварного шва стали 09Г2С

3.5.2 План эксперимента и методика обработки экспериментальных данных

Глава 4 Оценка механических свойств трубных сталей по приведенным параметрам

межатомных связей

4.1 Влияние химического состава на приведенные параметры межатомных связей

и через них - на механические свойства

4.1.1 Влияние химического состава на вариации механических свойств трубных

сталей

4.1.2 Оптимизация химического состава и прогнозирование работоспособности металла труб при обеспечении прочностной надежности трубопроводных систем

4.2 Оценка работоспособности трубных сталей при наводороживании

4.3 Выводы

Глава 5 Оценка механических свойств металла сварного шва стали 09Г2С по

приведенным параметрам межатомных связей

5.1 Влияние химического состава сварочных проволок на структуру и механические свойства металла сварного шва

5.1.1 Результаты металлографических исследований

5.1.2 Результаты исследования механических свойств

5.1.2.1 Временное сопротивление, условный предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение

5.1.2.2 Ударная вязкость при температурах испытаний -40оС и -60оС

5.2 Оценка влияния химического состава сварочных проволок на работоспособность металла сварного шва по критерию обеспечения улучшенных показателей ударной вязкости при отрицательных температурах

5.3 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Акты об использовании результатов диссертационного исследования. 167 ПРИЛОЖЕНИЕ Б Копии свидетельств о государственной регистрации программ для

ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ В Механические свойства и химический состав сталей и сплавов,

использованных при статистической обработке данных

В.1 Стали и сплавы

В.2 Стальные низколегированные сварочные проволоки

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Решение тестовой задачи по проверке применимости использованной методики расчетного определения степеней металличности и ковалентности межатомных связей при расчете твердости мартенсита углеродистых и легированных

сталей

Г.1 Ковалентность межатомной связи Ев-С для различных микроструктур эвтектоид-

ной углеродистой стали

Г.2 Твердость мартенсита углеродистых и легированных сталей

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Полная сводка результатов предпланирования, планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных при оценке механических свойств металла сварного шва стали 09Г2С по приведенным параметрам межатомных

связей

Д.1 Предпланирование эксперимента. Определение скорости охлаждения металла

сварного шва

Д.1.1 Разработка методики расчета и оценка плотности металла низколегированных

сварочных проволок и сварных швов

Д.1.2 Разработка методики расчета и оценка удельной теплоемкости металла

низколегированных сварочных проволок и сварных швов

Д.1.3 Оценка коэффициента теплопроводности металла низколегированных

сварочных проволок и сварных швов

Д.1.4 Определение скорости охлаждения металла сварного шва

Д.2 Полученные экспериментальные данные

Д.2.1 Испытания на статическое растяжение

Д.2.2 Испытания на ударный изгиб

Д.3 Обработка экспериментальных данных

Д.3.1 Испытания на статическое растяжение

Д.3.1.1 Временное сопротивление

Д.3.1.2 Условный предел текучести

Д.3.1.3 Относительное удлинение

Д.3.1.4 Относительное сужение

Д.3.1.5 Проверка адекватности обобщенных функций механических свойств,

полученных при испытаниях на статическое растяжение

Д.3.2 Испытания на ударный изгиб

Д.3.2.1 Температура испытаний -40 оС

Д.3.2.2 Температура испытаний -60 оС

Д.3.2.3 Проверка адекватности обобщенных функций ударной вязкости

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Результаты сравнительной расчетной оценки ударной вязкости наплавленного металла при дуговой сварке в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С различных производителей по приведенным параметрам межатомных

связей

Е.1 Методика расчетной оценки ударной вязкости наплавленного металла сварочными

проволоками Св-08Г2С различных производителей

Е.2 Результаты сравнительной расчетной оценки ударной вязкости наплавленного металла сварочными проволоками Св-08Г2С различных производителей при дуговой

сварке в углекислом газе

Е.3 Алгоритм выбора химического состава стали 08Г2С, предназначенной

для производства сварочной проволоки Св-08Г2С при ее выплавке по критерию

обеспечения заданной ударной вязкости металла, наплавленного данной проволокой

при дуговой сварке в защитном газе