Характеристика неметаллических включений в сварных соединениях нефтегазовых трубопроводов

М. Ф. Карташов, А. М. Игнатова, Е. М. Федосеева, М. Н. Игнатов

Аннотация


Магистральные трубопроводы работают в условиях циклического нагружения от изменения внутреннего давления перекачиваемого продукта, поэтому в них возникают усталостные явления, которые развиваются до образования усталостных трещин. Чаще всего усталостные явления образуются в районе неметаллических включений. Для того, что бы оценить влияние неметаллических включений на вероятность аварийной ситуации следует учитывать их характеристики, многие из которых могут быть установлены только с помощью современной исследовательской техники. Современными методами исследования установлено, что на аварийность сварных соединений трубопроводов влияют ни сколько уровень загрязненности неметаллическими включениями, сколько их морфологический, тип, состав и размер. Представлены результаты исследований сварных соединений, полученных при использовании разных материалов. Использовались методики предусмотренные ГОСТ, сканирующая растровая электронная микроскопия, спектральный микрозондовый анализ и наноиндентирование. Установлено, что неметаллические включения являются концентраторами напряжений, не только по той причине, что имеют значительно отличающиеся от металлической матрицы свойства. Определенную роль в их негативном действии играет наличие усадочных дефектов. Усадочные дефекты неметаллических включений приводят к тому, что между ними и металлической матрицей образуется зазор, перемещаясь в котором неметаллическое включение оказывает ударное воздействие на металл изнутри. Наиболее аварийно опасны включения 5-6 размерной группы остроугольной формы. Полученные данные позволяют утверждать, что при контроле сварных соединений на предмет загрязненности неметаллическими включениями следует больше уделять внимания содержанию определенных включений, а не общей загрязненности.

Ключевые слова


hardness;load fatigue;non-metallic inclusions;pipeline;reliability;shrinkage nanoindentation.;надежность;наноиндентирование.;неметаллические включения;твердость;трубопровод;усадка;усталостные нагрузки

Полный текст:

PDF

Литература


1 Семенова Е.С. Проблемы оценки качества металла, методы и объем контроля трубопроводной арматуры опасных производственных объектов. Техническое регулирование//Actual Conferens. 2(65) 2010. С. 22-25.

2 Ромашкин А.Н. Влияние неметаллических включений на свойства стали. URL: http://www. steelcast.ru/nonmetallic inclusions.

3 Игнатов М.Н., Игнатова А.М., Канина А.Е. Идентификация и изучение свойств неметаллических включений в сварных соединениях // Изв. высших учеб. заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2013. № 2 (26). С. 140-148.

4 Игнатова А.М. Механизм образования неметаллических включений в сталях // Науч.-техн. вестник Поволжья. 2012. № 2. С. 208-211.

5 Количественные и качественные характеристики неметаллических включений в стали 09Г2С на разных этапах металлургического передела/ Игнатова А.М. [и др.] // Науч.-техн. вестник Поволжья. 2012. № 4. С. 116-120.

6 Минералогия неметаллических включений в сварных соединениях магистральных трубопроводов / Федосеева Е.М. [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2011. Т. 13. № 4. С. 60-68.

7 Моделирование нестационарных процессов в сварном соединении трубопровода / Федосеева Е.М. [и др.] // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2011. № 5. С. 376-381.

8 Федосеева Е.М., Игнатов М.Н., Игнатова А.М. Рентгеноспектральный микрозондовый анализ минералогического состава неметаллических включений сварных соединений магистральных трубопроводов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2011. Т. 13. № 4. С. 69-77.

9 Федосеева Е.М., Игнатов М.Н., Летягин И.Ю. Влияние повторного термического цикла сварки на образование неметаллических включений в многослойных сварных швах трубных сталей // Сварка и диагностика. 2011. № 2. С. 18-21.

10 Современные методы идентификации неметаллических включений в сварных соединениях трубных сталей / Игнатов М.Н.[и др.]. //Тяжелое машиностроение. 2011. № 1. С. 45-50.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2014-2-80-94

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.