Проведение исследований металла опытных труб для прогнозирования их стойкости к вязкому разрушению

дипломная работа

4.2 Требования к качеству трубных сталей

Рассмотрим требования, предъявляемые к характеристикам сопротивления материала труб хрупким и вязким разрушениям, оставив за пределами рассмотрения требования к характеристикам прочности и пластичности при растяжении и сопротивление материала труб коррозионным разрушениям.

Фактически, анализ первых протяженных разрушений, имевших место в США, явился отправной точкой в формировании требований к трубным сталям, методам их испытаний и в соответствующей эволюции технологий производства. Традиционно предотвращение возможности протяженных разрушений обеспечивалось выбором материала труб, гарантирующим вязкое поведение в заданном температурном интервале и способность останавливать протяженное разрушение в случае его инициирования. В табл. 4.2 приведены моменты, определившие направления эволюции сталей для газопроводов, с учетом явления протяженного разрушения [9]. После открытия в 1943 г. явления хрупко-вязкого перехода в углеродистых сталях требования к величине ударной вязкости было применено к ряду свариваемых сталей, включая трубопроводные. Позднее для определения температуры хрупко-вязкого перехода DBTT (Ductile-to-Brittle Transition Temperature) и обеспечения гарантированного вязкого поведения в полноразмерном сечении институтом Бателли была разработана и введена в промышленную практику методика испытания падающим грузом (HnO-DWTT (Drop Weight Tear Test), которая по условиям, прежде всего, по скорости распространения, напряженному и деформированному состоянию были максимально приближена к условиям разрушения газопровода, что позволяло точнее определять характер поведения стали, чем при испытаниях на ударную вязкость.

Табл. 4.2 Моменты истории, определившие направления разработки высокопрочных сталей

Год

Событие

Реакция промышленности

1943

Открытие явления хрупко-вязкого перехода в углеродистых сталях

Введение стандартного требования к минимальной ударной вязкости по Шарпи для листовых корабельных сталей (20 Дж)

1954

Явление хрупко-вязкого перехода рассмотрено применительно к трубопроводам

Введение ТЮФ (TUV) минимальной ударной вязкости трубных сталей 3,5 кгм/см2

1960

Хрупкое разрушение 13 км трубопровода NPS30

Разработка институтом Бателли метода испытания падающим грузом (Battelle Drop Weight Tear Test - BDWTT)

-

Распространение вязкого разрушения в нехрупком, предположительно трещиностойком материале

Введение требований к минимальной вязкости по Шарпи, основанных на различных моделях разрушения

1970

Предложено строительство газопровода Аляска-Канада

Исследования сфокусированы на разработке сталей Х80 и требований к вязкости при -90 °F (-69 °С)

1974

Неожиданное поведение при полномасштабных испытаниях, отнесенное к «богатому» газу, расслоениям, высоким кольцевым напряжениям и ошибочным модельным представлениям

Введение арресторов для трещин, пересмотр моделей остановки разрушения и идеологии прокатки применительно к высокопрочным трубным сталям

1978

Коррозионное растрескивание под напряжением новых трубопроводов в Австралии и Канаде

Более строгие требования к материалам, в частности, предельной твердости и улучшение наружного покрытия и практики эксплуатации

1978

Нехватка и повышение цен на молибден

Исключение молибдена из состава Х-70, разработка Nb-Cr сталей с введением термомеханической контролируемой обработки (авт. -Thermo Mechanical Control Processing TMCP)

1997 (авт,- 1996)

Необходимость в системах на очень высокие давления для разработки месторождений в арктическом климате

Рассмотрение сверхвысокопрочных сталей с временным сопротивлением до 135 ksi (930 МПа) и упрочнения композитами традиционных сталей

Делись добром ;)