Александр Евгеньевич Зорин,
169300, Ухта, ул. Первомайская, д. 13.
Alexander E. Zorin,
13, Pervomayskaya ul., Ukhta, 169300.
Артем Сергеевич Романцов,
169300, Ухта, ул. Первомайская, д. 13.
Artyom S. Romantsov,
13, Pervomayskaya ul., Ukhta, 169300.
Действующие трубопроводные магистрали состоят из труб, произведенных согласно разным технологиям. Металл проката для труб подвергается термомеханической обработке, при которой происходит его сильная пластическая деформация без последующих фазовых превращений и рекристаллизации. Помимо положительного эффекта такой обработки, может возникать и отрицательный эффект сохранения нежелательной технологической наследственности, особенно в приповерхностных слоях контактной деформации. Также известно, что в силу эксплуатационных особенностей трубопроводов наружная поверхность труб является зоной повышенной концентрации напряжений и инициации разрушения. В связи с этим проведено исследование состояния поверхностного слоя новых и бывших в эксплуатации нефтегазопроводных труб и соединительных деталей трубопроводов, изготовленных с использованием наиболее распространенных технологий проката. Определяли показатель хрупкости металла трубы на различной глубине, который вычисляли по специально разработанной методике — на базе обработки значений микротвердости и исследования морфологии локализованных сдвигов рядом с отпечатком при микроиндентировании. Установлено, что охрупчивание металла может произойти на всех этапах жизненного цикла конструкции. При этом определяющее влияние на формирование исходного охрупчивания металла труб оказывают режимы контролируемой прокатки листа. Оно начинает появляться при производстве сталей класса прочности К60 и возрастает у сталей класса прочности К65. В этом случае отмечается также существенная неоднородность охрупчивания металла по глубине: в приповерхностных слоях (глубиной 0,5 – 1,0 мм) оно значительно выше, чем в центре объема. Такая особенность может способствовать зарождению и развитию стресс-коррозионных трещин, что коррелирует со статистикой выявления данных дефектов. Показана возможность оценки степени охрупчивания металла в процессе эксплуатации трубопроводов с использованием специализированного оборудования.
The existing pipelines are constructed from pipes manufactured in accordance with different technological eras. One of the main features of the production of modern rolled products for pipes is the thermomechanical processing of metal, in which it is subjected to high degrees of plastic deformation without subsequent phase transformations and recrystallization. In addition to the positive effect of such treatment, it may also have a negative effect of preserving undesirable technological heredity, especially in the near-surface layers of contact deformation. It is also known that due to the operational characteristics of pipelines, the outer surface of the pipes is a zone of increased stress concentration and initiation of destruction. In connection with the above, the study of the state of the surface layer of new and used oil and gas pipelines and connecting parts of pipelines made using the most common rolling technologies was carried out. The study consisted in determining the brittleness index of the pipe metal at various depths, calculated using a specially developed technique: based on processing the values of microhardness and morphology of localized shifts next to the print during microindentation. It has been established that embrittlement of metal can be caused at all stages of the design life cycle. At the same time, the modes of controlled sheet rolling have a decisive influence on the formation of the initial embrittlement of the metal of pipes. It begins to appear in the production of steels of strength class K60, and increases in steels of strength class K65. In this case, there is also a significant heterogeneity of metal embrittlement in depth: in the near-surface layers with a depth of 0.5 – 1.0 mm, there is a sharp increase in metal embrittlement relative to the central volume. Such a feature can have a decisive influence on the origin and development of stress-corrosion cracks, since it correlates well with the existing statistics on the detection of these defects. The possibility of assessing the degree of embrittlement of metal during the operation of pipelines using specialized equipment has also been confirmed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.