Влияние ультразвуковой ударной обработки на механические свойства и перераспределение остаточных напряжений сварных соединений трубопроводов, эксплуатируемых в условиях Сибири и Крайнего Севера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Сидоров, Михаил Михайлович

• Сидоров, Михаил Михайлович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Сидоров, Михаил Михайлович

Содержание

Введение

Раздел 1. Анализ причин разрушений сварных соединений трубопроводов, эксплуатирующихся в условиях Сибири и Крайнего Севера

1.1. Анализ особенностей разрушения магистральных трубопроводов, изготавливаемых из конструкционных марок сталей

1.2. Анализ факторов, приводящих к разрушению сварных соединений трубопроводов

1.3. Роль остаточных сварочных напряжений и их влияние на работоспособность сварных соединений трубопроводов

1.4. Анализ основных технологических приемов и методов снижения уровня остаточных сварочных напряжений

1.5. Цель и задачи исследований

Раздел 2. Методики ультразвуковой ударной обработки и исследований физико-механических характеристик сварных соединений

2.1. Технологические процессы и оборудование ультразвуковой ударной обработки сварных соединений

2.2. Режимы сварки труб. Химический состав и механические свойства конструкционных сталей и их неразъемных соединений

2.3. Определение режимов ультразвуковой ударной обработки сварных соединений стыков труб, изготовленных из низколегированных сталей

2.4. Методика определения напряжений в сварных соединениях труб

с помощью портативного рентгеновского определителя напряжений

2.5. Оборудование и методики механических испытаний

2.6. Выводы по разделу

Раздел 3. Управление остаточными напряжениями в сварных соединениях труб путем ультразвуковой ударной обработки

3.1. Исследование распределений остаточных напряжений в сварных соединениях стыков труб диаметрами 219, 530 и 720 мм из конструкционных сталей

3.2. Исследование характера перераспределений остаточных напряжений в сварных соединениях стыков труб подвергнутых ультразвуковой ударной обработке

3.3. Перераспределение наведенных после ультразвуковой ударной обработки сжимающих остаточных напряжений сварных соединений при воздействии одноосных циклических нагружений

3.4. Выводы по разделу

Раздел 4. Исследование влияния ультразвуковой ударной обработки

на механические свойства сварных соединений трубопроводов

4.1. Исследование влияния ультразвуковой ударной обработки на ударную вязкость сварных соединений труб из низколегированных сталей

4.2. Теоретический расчет срока службы газопровода диаметром

мм после ультразвуковой ударной обработки

4.3. Исследование влияния ультразвуковой ударной обработки на механические свойства сварных соединений, подвергнутых циклическим нагружениям

4.4. Разработка способа снижения остаточных сварочных напряжений в сварных соединениях труб ультразвуковой ударной обработкой на трубопроводах различного производственно-технического назначения

4.5. Выводы по разделу

Заключение

Литература

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние ультразвуковой ударной обработки на механические свойства и перераспределение остаточных напряжений сварных соединений трубопроводов, эксплуатируемых в условиях Сибири и Крайнего Севера»

ВВЕДЕНИЕ

Многочисленными исследованиями [8, 58, 61-62, 119] особенностей эксплуатации металлоконструкций ответственного назначения в условиях Сибири и Крайнего Севера установлено, что в результате низкочастотного термоциклирования, которые в значительной мере определяются сезонными перепадами температур, существенно снижаются предельные значения их рабочих нагрузок. Немаловажную роль в данном процессе играют напряжения и деформации в сварных соединениях, имеющих место при строительстве и монтаже таких конструкций. Как правило, исходная структура материала, применяемого для её изготовления, изменяется в зоне неразъемного соединения при повторном расплавлении и кристаллизации металла шва из расплава. В результате формируются структурно-неоднородные области: «основной металл (ОМ) - зона термического влияния (ЗТВ) - металл шва (МШ)», в которых начальные свойства материала изделия ухудшаются. Данному обстоятельству в значительной мере способствуют появляющиеся напряжения, вызванные послойной кристаллизацией в многослойных швах [57, 124].

Данные анализа [54, 58, 61-62, 73, 119-120] фактических случаев разрушения конструкций, эксплуатируемых при низких температурах, отраженные в трудах В.И. Труфякова, JI.A. Копельмана, В.П. Ларионова, И.В. Кудрявцева, О.И. Слепцова, Г.И. Макарова, A.B. Лыглаева и др., показывают, что хрупкие и усталостные трещины преимущественно берут начало в сварных соединениях. Как показал анализ наиболее характерных причин отказов газопроводов эксплуатируемых в условиях Сибири и Крайнего Севера, более 50 % отказов приходится на сварные кольцевые швы с образованием сквозной трещины [70], которые берут начало с корневого шва, когда как в других регионах России около 50 % отказов газопроводов происходит от коррозионного растрескивания [72].

Повышение усталостной долговечности сварных конструкций может быть достигнуто путем разработки способов, направленных на снижение

уровня высоких растягивающих остаточных напряжений или их полной трансформации на напряжения сжатия, изменением механических и структурных свойств металла стыковых сварных соединений металлоконструкций.

Существует ряд известных способов [4, 10, 20, 24, 66, 143-144] обработки сварных соединений, таких как общая и местная термообработка, поверхностный наклеп, местное пластическое деформирование, вибрационная и взрывная обработка и др. К одному из эффективных способов относится ультразвуковая ударная обработка (УУО).

УУО позволяет существенно повысить сопротивление усталости сварных соединений из низкоуглеродистых и высокопрочных сталей. Технология основана на обработке поверхности сварного шва и зоны термического влияния бойками с низкочастотными ультразвуковыми колебаниями, в результате чего в приповерхностном слое происходят измельчение зерна и перераспределение опасных остаточных напряжений с растягивающих на сжимающие. В результате данной обработки повышается твердость, прочность и циклическая долговечность сварного соединения в 3-4 раза [4].

Метод, технология и образцы оборудования были разработаны впервые в конце 60-х и начале 70-х гг. группой инженеров по идее и под руководством Е.Ш. Статникова на Северном машиностроительном предприятии (СМП) г. Северодвинска [122].

Дальнейшее развитие технологии для открытых отраслей промышленности авторы продолжили в Государственном научно-производственном предприятии (ГНПП) «Квант», а после реорганизации -в Северной научно-технологической компании (СНТК) в г. Северодвинске [122].

УУО получила международное признание. Её развитие и адаптация к условиям международного рынка технологий осуществляется компанией

Applied Ultrasonic's (Birmingham, Alabama) в стратегическом партнерстве с СНТК [117].

Технология ультразвуковой ударной обработки сварных швов и околошовной зоны для снятия механических послесварочных напряжений, а также виброударный ультразвуковой инструмент для ее реализации достаточно широко описаны в научно-технической и патентной литературе, начиная с семидесятых годов прошлого столетия. Однако с позиции теории механического удара и упругопластической деформации, они наиболее глубоко были исследованы впервые только к 1997 г. при ремонте магистрального газопровода Грязовец - Ленинград в Вологодской области [142]. Эффективность применения ультразвуковой ударной обработки для повышения сопротивления усталости, предела выносливости, увеличение циклической долговечности сварных соединений наведением остаточных напряжений сжатия, измельчением структуры в приповерхностном слое, повышением микротвердости и улучшением механических свойств для высокопрочных, мостовых и теплоустойчивых марок сталей (ВКС-12, 15Г2Ф, 12Х1МФ, 12Х18Н10Т, 1Х18Н9Т, 20ХГНСНА) описаны в трудах различных ведущих исследовательских центров России и СНГ (ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ, г. Киев, Украина, ИФПМ СО РАН, г. Томск, Россия, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, г. Москва, Россия). Вместе тем недостаточно проведены исследования в области ультразвуковой ударной обработки (УУО) сварных соединений техники и металлоконструкций, эксплуатирующихся в условиях низких климатических температур (до -60 °С), что существенно ограничивает применение метода при их строительстве, монтаже и ремонте.

Настоящая работа посвящена исследованию особенностей влияния УУО на остаточные сварочные напряжения и механические свойства сварных соединений трубопроводов, работающих в условиях низких климатических температур. В качестве инструмента для обработки был

применен технологический комплекс, состоящий из ультразвукового генератора УЗГТ 0.5/27 с технологической оснасткой типа «Шмель», разработанный в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (ИФПМ СО РАН), г. Томск.

Исходя из вышесказанного поставлена цель диссертационной работы: исследовать влияние ультразвуковой ударной обработки на механические свойства и перераспределение остаточных напряжений в кольцевых сварных соединениях трубопроводов, изготавливаемых из конструкционных сталей, для эксплуатации в условиях низких климатических температур.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. Экспериментально обосновать режим УУО, который обеспечивает равномерное распределение микротвердости по зонам сварных соединений стыков труб, изготовленных из конструкционной стали 13Г1С-У.

2. Исследовать распределение остаточных напряжений в сварных соединениях стыков труб диаметрами 219, 530 и 720 мм из конструкционных сталей 20, 09Г2С и 13Г1С-У при ручной дуговой сварке и автоматической сварке под флюсом, не подвергнутых последующей механической обработке.

3. Оценить влияние УУО на изменение характера распределения и знака остаточных сварочных напряжений кольцевых стыков труб из сталей 09Г2С и 13Г1С-У.

4. Исследовать изменение сжимающих остаточных напряжений, наведенных после УУО при циклическом механическом нагружении образцов сварных соединений из стали 13Г1С-У.

5. Оценить влияние УУО на изменение ударной вязкости при различных температурах образцов сварных соединений труб диаметрами 530 и 720 мм из сталей 09Г2С и 13Г1С-У.

6. Разработать способ снятия остаточных сварочных напряжений в сварных соединениях стыков труб.

В первом разделе диссертации рассмотрены и проанализированы особенности разрушения магистральных и технологических трубопроводных систем, эксплуатирующихся в условиях Сибири и Крайнего Севера. Анализированы основные факторы, ускоряющие разрушения сварных соединений трубопроводов, рассмотрены роль остаточных напряжений и их влияние на работоспособность сварных соединений, а также существующие технологические способы и методы снижения уровня остаточных сварочных напряжений. На этой основе поставлены цель и задачи диссертационной работы.

Во втором разделе предложена методика проведения ультразвуковой ударной обработки сварных соединений стыков труб, с указанием зоны и размеров обрабатываемого участка и мощности генератора. Даны технические характеристики технологического комплекса, использованного в работе состоящего из ультразвукового генератора УЗГТ 0.5/27 и оснастки типа «Шмель», разработанного в ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (ИФПМ СО РАН), г. Томск. Описаны использованные методики исследования, состав и свойства испытанных сталей, а также технологии подготовки сварных проб. Измерением микротвердости и структурными исследованиями установлены режимы УУО сварных соединений стыков труб, изготовленных из конструкционных сталей.

В третьем разделе приведены экспериментальные результаты исследований распределений остаточных напряжений в сварных соединениях стыков труб диаметрами 219, 530 и 720 мм, из сталей 20, 09Г2С и 13Г1С-У. Установлены уровень и области распределения

растягивающих и сжимающих остаточных напряжений кольцевых стыков труб. Выявлены особенности перераспределения ОСН сварных соединений стыков труб после УУО с помощью технологического комплекса. Исследованы перераспределения ОСН и наведенных остаточных напряжений после УУО сварных соединений при воздействии одноосных циклических нагружений.

Четвертый раздел. Описаны результаты исследований влияния УУО и термообработки на ударную вязкость сварных соединений труб из сталей 09Г2С и 13Г1С-У при различных температурах (+20 °С, -40 °С, -60 °С). Исследовано, возможное влияние наведенного наклепа после УУО на изменение механических характеристик сварных соединений при циклических нагрузках. Проведен расчет остаточного срока службы сварных соединений согласно РД 12-411-01 для газопровода диаметром 530 мм, изготовленного из стали 09Г2С. Разработан технологический способ снятия растягивающих остаточных напряжений в сварных соединениях стыков труб с помощью УУО.

В процессе проведения исследования получены новые научные результаты:

— Экспериментально установлено, что ультразвуковая ударная обработка реализованного с помощью технологического комплекса при мощности 420 Вт обеспечивает равномерное распределение микротвердости по зонам сварного соединения из низколегированной стали 13Г1С-У.

— Выявлено, что УУО сварного соединения с внутренней стороны стенки трубы способствует изменению характера распределения остаточных сварочных напряжений, а их средние значения меняются от 250 до -220 МПа для осевых напряжений и от 420 до -280 МПа для кольцевых напряжений, что обеспечивает формирование напряжений сжатия на внутренней поверхности трубы.

— Показано, что после УУО значения сжимающих остаточных напряжений увеличиваются и достигают уровня значений в пределах -337... -360 МПа, что при воздействии циклических растягивающих нагрузок в диапазоне 0,85^... 0,95 бг создает запас остаточных сжимающих напряжений и способствует сохранению отрицательного знака во всех зонах сварного шва.

— Показано, что проведение УУО с внутренней стороны стенки трубы позволяет повысить ударную вязкость металла шва (МШ) и околошовной зоны (ОШЗ) образцов сварных соединений из низколегированных сталей в диапазоне температур -40... -60 °С, для образца из стали 09Г2С в МШ на 30 %, а в ОШЗ - на 24 %; для образцов из стали 13Г1С-У ударная вязкость МШ повышается на 12%, а ОШЗ практически не меняется, что связано формированием остаточных сжимающих напряжений.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработан способ снятия остаточных сварочных напряжений в сварных соединениях стыков труб, который является основанием для внедрения ультразвуковой ударной обработки при строительстве и ремонте трубопроводов, эксплуатирующихся в условиях Сибири и Крайнего Севера. Новизна технических решений реализованных при разработке методики, подтверждена патентом.

Результаты исследований:

— Использовано при проведении ремонтных работ в ОАО «Саханефтегазсбыт».

— Рекомендованы кафедрой сварки, диагностики и мониторинга конструкций (СДиМК) Технологического института Северо-восточного федерального университета им. М.К. Аммосова для разработки методического пособия по методам обработки сварных соединений для студентов технического профиля.

и

- Использованы при выполнении НИР ИФТПС СО РАН по проекту: «Развитие теории структурно-деградационных процессов разрушения и деформирования материалов и их неразъемных соединений и разработка технологических основ повышения промышленной безопасности и ресурса машин и конструкций, эксплуатирующихся в экстремальных условиях Севера», в 2010-2012 гг. и НИОКР по программе ФНИ государственных академий наук на 2012-2014 гг., проект № 2.16.3 «Исследование влияния низкочастотной поверхностной ударной обработки на межзеренные границы шва и зоны термического влияния сварных соединений низколегированных сталей».

Положения, выносимые на защиту:

1. Установленное оптимальное значение мощности генератора технологического комплекса ультразвуковой ударной обработки, при котором выравнивается распределение микротвердости по всем зонам сварного соединения.

2. Выявленный характер перераспределений остаточных напряжений при проведении ультразвуковой ударной обработки сварных соединений стыков труб из низколегированных сталей.

3. Особенности перераспределений значений наведенных сжимающих остаточных напряжений после ультразвуковой ударной обработки сварных соединений при воздействии одноосных циклических нагружений.

4. Результаты исследования влияния ультразвуковой ударной обработки на ударную вязкость сварных соединений труб из низколегированных сталей применяемых при строительстве магистральных газопроводов в условиях Сибири и Крайнего Севера.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены к обсуждению на научно-практических конференциях и .симпозиумах: Международной молодежной конференции с элементами научной школы «Создание новых материалов для эксплуатации в

экстремальных условиях», г. Якутск, 2009 г.; V, VI Евразийских симпозиумах по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата, г. Якутск; XIV Лаврентьевских чтениях, посвященных 110-летию академика М.А. Лаврентьева, г. Якутск, 2010 г.; Всероссийской конференции научной молодежи «Эрэл-2011», г. Якутск; IV Российской научно-технической конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций», г. Екатеринбург, 2009 г.; VII Российской научно-технической конференции «Механика микронеоднородных материалов и разрушение», г. Екатеринбург, 2012 г.; XIV международной научно-технической конференции «Технологии упрочнения, нанесения покрытий и ремонта: теория и практика», г. Красноярск, 2012 г.; научных семинарах отдела технологии сварки и металлургии и технологическом семинаре ИФТПС СО РАН.

Публикации. Основное содержание и результаты диссертационной работы изложены в 24-х публикациях: 3-х статьях в научных журналах, входящих в перечень рецензируемых научных журналов и изданий, 1 патенте на изобретение, остальные — в трудах конференций различного уровня.

Личный вклад автора заключается в выполнении задач, поставленных для данной диссертации, написании статей в соавторстве, выступлении с докладами на научных конференциях.

РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ ПРИЧИН РАЗРУШЕНИЙ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ, ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХСЯ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

1.1. Анализ особенностей разрушения магистральных трубопроводов, изготавливаемых из конструкционных марок сталей

В настоящее время трубопроводный транспорт жидких и газообразных углеводородов занимает одно из ведущих направлений в интенсивно развивающемся топливно-энергетическом комплексе России. Ежегодно в нашей стране сооружаются десятки тысяч километров различных трубопроводов. Эксплуатация столь протяженных сооружений в чрезвычайно сложных природно-климатических условиях, с возможными серьезными последствиями в случае аварийных ситуаций обуславливает отнесение данных объектов к техногенно опасным системам. Поэтому к трубопроводам предъявляются высокие требования по обеспечению надежности и безопасности их функционирования.

Магистральные трубопроводы в северном исполнении — это уникальные металлоемкие конструкции, не имеющие аналогов в практике строительства и эксплуатации в суровых геокриологических условиях Якутии. Большая часть линейных магистральных систем расположена в сложных инженерно-геологических условиях: болота различной мощности, заболоченные и обводненные территории, оползневые участки и площадки. На металл труб воздействуют экстремальные температурно-климатические факторы, что создает особые условия эксплуатации трубопровода по сравнению с условиями эксплуатации в других регионах России [70].

Газопроводная система Республики Саха (Якутия) составляет в общей сложности около 1 400 км магистральных газопроводов, в рамках которой функционируют две технологические системы газоснабжения.

Центрально-Якутская система обеспечивает газоснабжение из Средневилюйского газоконденсатного месторождения

производительностью 1 550 млн м3 в год. В структуре использования эта система обеспечивает 82-83,5 % всего потребляемого объема газа, при этом 75% использует город Якутск [84].

Вторая трасса газопровода «Средневилюйское месторождение -Таас-Тумус-Якутск» введена в эксплуатацию в 1967 г. Газопровод представляет собой двухниточный трубопровод длиной 500 км, эксплуатирующийся более 40 лет. Весь добываемый газ подается в локальные сети и используется, как котельно-печное топливо [84].

Газопровод «Таас-Тумус-Якутск» протяженностью 292 км является первым газопроводом, построенным в районе распространения многолетнемерзлых грунтов. Строительство его носило производственно-экспериментальный характер. Газопроводы в северном исполнении состоят из труб диаметром 530 мм и толщиной стенки 7 и 9 мм из стали марки 09Г2С поставки Ждановского металлургического завода (ВТУ ЧМТУ УкрНИТИ 537-64) и труб импортного производства из стали марки 09Г2С [33]. Подробная технология сборки и сварки магистрального газопровода Таас-Тумус-Якутск приведена в монографии В.П. Ларионова [61].

На протяжении всего периода эксплуатации накоплена информация о работоспособности и состоянии газопроводов в районах с экстремальными климатическими условиями Севера. Газопровод почти полностью переведен в подземный вариант укладки. Первая нитка имеет участки наземного варианта с обваловкой. Подземная схема составляет около 98 % от общей длины построенных газопроводов. По этой схеме трубы уложены ниже естественной поверхности грунта. Это объясняется рядом положительных факторов, таких как защищенность труб от внешних воздействий, достаточно хорошая стабилизация

положения трубопровода, обеспечение оптимальной устойчивости, не создает препятствий для движения транспорта [33].

Первоначально построенный газопровод имел наземный вариант укладки. Считалось, что оттаивание грунтов под воздействием теплового потока от газопровода приведет к потере несущей способности. Недостаточная информация о взаимодействии газопровода с грунтом сыграли решающую роль при сооружении наземным вариантом на опорах и на грунтовую теплоизолирующую подсыпку. Однако, как показала практика эксплуатации, возник ряд таких факторов, как подверженность резким суточным и сезонным колебаниям температуры, воздействие осадков, превращение трубопровода в труднопреодолимую преграду (например, для животных, транспорта и т.д.), общая незащищенность газопровода от внешнего механического воздействия. Кроме того, в наземных газопроводах в северном исполнении наблюдались протяженные разрушения, присущие большим механическим системам, составленным из отдельных взаимосвязанных звеньев. Здесь разрушение одного или нескольких несущих элементов вызывает спонтанное разрушение других подобных элементов конструкций [33].

Невозможно заранее точно предсказать, что явится причиной возможного разрушения газопровода, а значит, и определить их число и распределение во времени. Разрушение является случайным событием и для оценки вероятности разрушения на том или ином участке необходимо использовать вероятностно-статистический подход. Общая ориентировочная оценка может быть выполнена по результатам статистического анализа аварий, имевших место в предыдущие годы [70].

Путем сбора статических данных о работоспособности и анализа разрушений магистральных газопроводов [1, 16-17, 61, 70, 80] эксплуатирующихся в Республике Саха (Якутия) в период с 1968 по 1993 г. выявлено, что преимущественное число отказов трубопроводов приходится в зимние месяцы года, но не в самое холодное время сезона

(рис. 1.1). Частота разрушений имеет определенную связь с сезонными колебаниями температуры грунта и газа.

# 25 Ц-

1 2 3 4 5 6 4 8 9 10 11 12

Месяц

Рис. 1.1. Интенсивность отказов МГ в зависимости от времени года [70]

Наибольшее количество отказов приходится на осенние месяцы. Этот факт следует объяснить тем, что в октябре и ноябре происходит резкое увеличение потребления газа, а также геокриологические условия этого времени года приводят к возникновению хрупких разрушений. Кроме того, анализ наиболее характерных причин отказов газопроводов выявил, что более 50 % отказов приходится на сварные кольцевые швы с образованием сквозной трещины (рис. 1.2) [1, 16, 70].

12 3 4

причины разрушений

Рис. 1.2. Характер причины разрушений МГ [70]: 1 - трещины; 2 - газовые пробки; 3 - механические повреждения; 4 — коррозия

Следует отметить, что в других регионах России 70 % отказов газопроводов происходит от коррозионного растрескивания [72].

Рассмотрим более подробно некоторые аварии, произошедшие на территории Республики Саха (Якутия).

21 января 1985 г. произошла авария на 33,6 км первой нитки газопровода Мастах-Берге. Авария представляла собой раскрытие трубопровода на 5-6 м из-за трещины вдоль трубы, которая инициировалась от краев заплаты отверстия для установки резиновых шаров при проведении огневых работ на теле газопровода [84].

Наличие сквозного дефекта в виде непровара длиной около 20 мм и глубиной от внутренней поверхности трубы на 6 мм в районе приварки заплаты и разноупрочненной области в зоне термического влияния привело к местной концентрации напряжений, что после некоторого периода эксплуатации послужило причиной внезапного образования свища. Наличие дефектов в сварном шве способствовало распространению трещины, что показывает на многоочаговое разрушение полупериметра сварного шва заплаты. Далее произошло статическое разрушение трубы от дефекта длиной, равной диаметру заплаты [84].

20 ноября 1987 г. в процессе эксплуатации под давлением 35,5 атм. при температуре наружного воздуха -50 °С на участке 171-175 км трассы произошло разрушение температурных компенсаторов первой нитки газопровода Мастах - Берге - Якутск с кратковременным воспламенением газа. Анализ общей картины катастрофического разрушения выявил, что разрушению подвергся участок протяженностью 3,3 км, имеющий помимо прямолинейных участков 6 компенсаторов. Наиболее интенсивное разрушение обнаружено в местах расположения компенсаторов [84].

Изучение остатков труб показало, что нитка трубопровода при аварии разрушилась в поперечном сечении по основному металлу вблизи кольцевых сварных соединений. Общая последовательность разрушения прослеживается следующим образом: в кольцевом сварном соединении,

расположенном в основании компенсатора, на 173 км около дефекта в виде поры накопились повреждения, которые послужили зародышем усталостной трещины. При достижении усталостной трещины критических размеров началось хрупкое распространение трещины по металлу кольцевого сварного соединения с последующим выходом в основной металл. В результате мгновенного раскрытия трубы компенсатор подвергся воздействию динамической реактивной силы истечения газа почти ударного характера, что привело к разрушению компенсатора. При этом произошло преобразование накопленной потенциальной энергии в кинетическую энергию перемещения прямолинейных участков газопровода [84].

9 и 17 апреля 2003 г. на 185 и 183 км второй нитки магистрального газопровода произошли аварии с разрушением металла трубопровода [33].

Первая авария газопровода Бэргэ-Якутск представляет собой раскрытие металла вдоль трубопровода на верхней части с многочисленными ветвлениями трещины на месте монтажного кольцевого шва (рис. 1.3). После аварии собрано 6 разрушившихся фрагментов общей протяженностью разрушения 2 160 мм, кольцевой шов разорван поперек шва на 4 отдельных участка со следующими длинами: 1010 мм, 235 мм, 315 мм, 127 мм, соответственно. Общая длина шва по периметру составляет - 1 687 мм [33].

Рис. 1.3. Общий вид разрушения магистрального газопровода. Первая авария [33]

Разрушение носило взрывной характер без возгорания, распространение трещин происходило путем отрыва на местах остановки трещины, переходящей на механизм сдвига (квазихрупкий вид) с пластическими составляющими [33].

Исследование поверхности излома разрушения труб выявило, что очаг разрушения расположен с внутренней стороны трубы перпендикулярно кольцевому шву в зоне термического влияния на месте соединения основного металла и сварного шва и имеет достаточную протяженность и долговременность роста трещины по основному металлу. Поверхность излома разрушения свидетельствует о длительном развитии трещины [33].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сидоров, Михаил Михайлович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аварии техники и сооружений на Севере : сборник науч. тр. - Якутск : Изд-во ЯГУ, 1993.-51 с.

2. Агапов, С.И. Физические аспекты ультразвуковой механической обработки // Известия ВолгГТУ. - С. 5-8.

3. Айбиндер, А.Р. Камерштейн, А.Г. Расчет магистральных трубопроводов на прочность и устойчивость: справочное пособие. — М. : Недра, 1982.-341 с.

4. Андреев, В. Ультразвуковая ударная обработка, как метод повышения долговечности сварных соединений // Оборудование. — 2006. — № 3. -С. 32-33.

5. Анучкин, М.П. Горицкий, В.Н. Мироненко, Б.И. Трубы для магистральных трубопроводов. - М. : Недра, 1986. - 231 с.

6. Антонов, A.A. Стеклов, О.И. [и др.] Исследование технологических остаточных напряжений в сварных соединениях магистральных трубопроводах // Заготовительные производства в машиностроении. -2012. - № 3. - С.13-19.

7. Аммосов, А.П. Яковлева, С.П. Голиков, Н.И. [и др.] Перераспределение остаточных напряжений при взрывной обработке кольцевых сварных соединений магистрального трубопровода // Сварочное производство. -1997. - № 1. — С. 13-15.

8. Аммосов, А.П. Термодеформационные процессы и разрушение сварных соединений. - Якутск : Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1988. - 136 с.

9. Арафьев, И.В. Пермяков, И.Л. [и др.] Влияние параметров ручной дуговой наплавки на остаточные сварочные напряжения, механические свойства наплавленного металла и околошовной зоны // Известия ВолгГТУ. - 2008. - № 2. - С. 77-80.

10. Аснис, А.Е. Иващенко, Г.А. Повышение прочности сварных конструкций. - Киев : Наук. Думка, 1985. - 256 с.

11. Бабаев, A.B. Влияние остаточных напряжений на зарождение и скорость развития усталостных трещин в сварных соединениях с непроварами // Автоматическая сварка. - 1977. - № 12. - С. 30-32.

12. Багрянский, К.В. Добротина, З.А. Хренов, К.К. Теория сварочных процессов. - Киев : Изд-ое объединение «Вища школа». - 1976. - 424 с.

13. Безбородов, В.П. Клименов, В.А. Плешанов, B.C. [и др.]. Влияние ультразвуковой ударной обработки на структуру и свойства сварных соединений теплостойкости стали 12Х1МФ // Сварочное производство. - 2000. - № 7. - С. 17-21.

14. Белкин, A.A. Мирочник, B.JL, Мякишева С.У. Опыт исследования причин разрушения трубопроводов // Промышленная безопасность. -2002.-№ 1.-С. 22-25.

15. Березин, И .Я. Чернявский, О.Ф. Сопротивление материалов. Усталостное разрушение металлов и расчеты на прочность, и долговечность при переменных напряжениях. - Челябинск : изд. ЮУрГУ. - 2003. - 76 с.

16. Большаков, A.M. Голиков, Н.И. Иванов, А.Р. Алексеев, A.A. Исследование причин аварий магистрального газопровода Бэргэ-Якутск // Т.2.: Тр.: научных конференций. - Красноярск : ИВМ СО РАН, 2003. - С. 62-68.

17. Большаков, A.M. Голиков, Н.И. Сыромятникова, A.C. [и др.] Анализ катастрофического разрушения газопровода из труб, изготовленных методом контактной сварки токами высокой частоты // Газовая промышленность. - 2010. - № 4. - С. 72-74.

18. Ботвин, JI.P.; отв. ред. Новиков, И.И. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности. Ин-т металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН. - М. : Наука, 2008. - 334 с.

19. Биргер, И.А. Остаточные напряжения. - М.: Машгиз, 1963. - 232 с.

20. Буторов, B.C. Влияние вибрационной обработки на хладостойкость сварных металлоконструкций : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Якутск, 1987. - 16 с.

21. Вагапов, И.К. Ганиев, М.М. Шинкарев, A.C. Исследование влияния ультразвуковой ударной обработки на значение и распределение напряжений в сварной заготовке // Авиационная техника. — 2005. — № 2. - С. 56-59.

22. Васильев, Д-М. Методика рентгенографического измерения напряжения // Заводская лаборатория. - 1965. - № 8. - С. 972-978.

23. Винокуров, В.А. Гитлевич, А.Д. [и др.] Сварка в машиностроении : справочник: в 4-х т. -М.: Машиностроение, 1979. - Т. 3. — 567 с.

24. Винокуров, В.А. Отпуск сварных конструкций для снижения напряжений. —М. : Машиностроение, 1973. — 213 с.

25. Винокуров, В.А. Григорьянц, А.Г. Теория сварочных деформаций и напряжений. —М. : Машиностроение, 1984. - 284 с.

26. Винокуров, В.А. Сварочные деформации и напряжения. —М. : Машиностроение, 1968. - 236 с.

27. Вишняков, Я.Д. Пискарев, В.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. —М.: Металлургия, 1989. -254 с.

28. Гаврилова, Т.М., Пегашкин В.Ф. [и др.] Формирование микропрофиля в процессе обработки поверхностным пластическим деформированием с наложением ультразвуковых крутильных колебаний // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2009. - № 10. -С.33-35.

29. Гиренко, B.C. Котенко, Э.В. Влияние остаточных напряжений и деформационного старения на сопротивляемость стали образованию хрупких трещин // Автоматическая сварка. - 1968. — № 2. — С. 34-37.

30. Голиков, Н.И. Сидоров, М.М. Перераспределение остаточных сварочных напряжений при ультразвуковой ударной обработке

сварных соединений стыков труб // Сварочное производство. - 2011. -№ 5. - С. 3-6.

31. Голиков, Н.И. Сидоров, М.М. Влияние ультразвуковой ударной обработки на ударную вязкость сварных соединений стыков труб, изготовленных из сталей 09Г2С и 13Г1С-У // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2011. — № 7. — С. 3-6.

32. Голиков, Н. И. Сидоров, М.М. Исследование перераспределений остаточных напряжений при циклическом нагружении сварных соединений // Сварочное производство. — 2013. - № 12. - С. 18-20.

33. Голиков, Н.И. Прочность сварных соединений резервуаров и трубопроводов, эксплуатирующихся в условиях Севера : монография / Н.И. Голиков, А.П. Аммосов; Ин-т физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН. -Якутск : Изд-во СВФУ, 2012. -232 с.

34. Голиков, Н.И. Сидоров, М.М. Семенов, C.B. Исследование влияние ударной обработки на механические свойства сварных соединений труб // Труды VI Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. — Т 2. — Якутск: Ахсаан, 2013. - С. 74-75.

35. Горелик, С.С. Скаков, Ю.А. Расторгуев, Л.Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ : учеб. пособие для вузов. —М. : МИСИС, 1994. -328 с.

36. ГОСТ 10006-80. Трубы металлические. Методы испытания на растяжения. М. : Изд-во стандартов. - 1988. - 14 с.

37. ГОСТ 18895-97. Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа. М. : Изд-во стандартов. - 1997. - 15 с.

38. ГОСТ 11150-84. Металлы. Методы испытания на растяжение при пониженных температурах. М.: Изд-во стандартов. 1985. 8 с.

39. ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств. М. : Стандартинформ. — 2005. - 45 с.

40. Гумеров, А.Г. Воробьев, В.А. Александров, A.A. Формирование и снятие сварочных напряжений при приварке усиленных элементов на нефтепродуктопроводах // Нефтегазовое дело [эл. ресурс]. - 2004. — №2. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Gumerov/Gumerov 1 .pdf

41. Гущин, А.Н. Иняев, В.А. Пачурин, Г.В. Эксплуатационная долговечность сварных соединений из титана // Современные проблемы науки и образования. - 2006. - №3. - С. 66-67.

42. Данилов, В.П. Зуев, Л.Б. Громов, В.Е. [и др.]. Конструкционная прочность сварных соединений кожухов доменных печей // Сварочное производство. - 2002. - № 11. - С. 29-31.

43. Доронин, C.B. Москвичев, В.В. Нормирование долговечности и дефектности сварных конструкций // проблемы машиностроения и надежности. - 1998. - №1. - С. 44-49.

44. Дробышевский, Н.И. Филиппов, A.C. Расчет сварочных напряжений в трубе и их снятие внешним давлением // Изв. РАН. МТТ. — 1993. — №6. - С. 156-163.

45. Зарипов, М.З. Ибрагимов, И.Г. Ризванов, Р.Г. [и др.] Исследование влияния вибрационных и ультразвуковых колебаний в процессе сварки на свойства сварных соединений нефтегазового оборудования из стали 12Х18Н1 ОТ//Нефтегазовое дело. -2010. -№2.

46. Земзин, В.В. Шрон, Р.З. Термическая обработка и свойства сварных соединений / Ленингр. отд-ние, 1978. - 367 с.

47. Зуев, Л.Б. Псахье, С.Г. Оришич, A.M. [и др.] Структура и свойства сварных соединений, выполненных лазерной и точечной сваркой // Физическая мезомеханика. - 2005. - №8. - С. 87-90.

48. Каменская, Н.И. Антонов, A.A. Влияние технологии монтажной сварки на уровень остаточных напряжений в сварных соединениях труб из стали 12Х1МФ // Автоматическая сварка. - 1992. - № 7-8. — С.10-12.

49. Карзов, Г.П. Марголин, Б.З. Швецова, В.А. Карзов, Г.П. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. - Спб : Политехника, 1993. - 391 с.

50. Китаев, A.M. Губин, А.И. Сварка и пайка тонкостенных трубопроводов. - М. : Машиностроение, 1972. - 133 с.

51. Клюев, В.В. Пархоменко, П.П. Абрамчук, В.Е. [и др.]; [под ред. В.В. Клюева] Технические средства диагностирования: справочник в 7 т. М.: Машиностроение, 2006. - 672 с.

52. Коломийцев, Е.В. Серенко, А.Н. Влияние ультразвуковой и лазерной обработки на сопротивление усталости стыковых сварных соединений в воздушной и коррозионной в средах // Автоматическая сварка. -1990.-№11. -С. 13-15.

53. Копельман, JI.A. Сопротивляемость сварных узлов хрупкому разрушению. - JI. : Машиностроение, 1978. - 232 с.

54. Копельман JI.A. Основы теории прочности сварных конструкций. — Спб: издательство «Лань». — 2010. - 464 с.

55. Корольков, П.М. Термическая обработка сварных соединений трубопроводов и аппаратов, работающих под давлением. — М. : Стройиздат, 1982. - 136 с.

56. Кретов, Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении. - Спб: Радиоавиаоника, 1995. - 309 с.

57. Кудрявцев, П.И. Остаточные сварочные напряжения и прочность соединений. - М. : Машиностроение, 1964. - 93 с.

58. Кудрявцев, И.В. Наумченков, Н.Е. Усталость сварных конструкций. - М.: Машиностроение, 1976. - 270 с.

59. Кузнецов, П.В. Панин, В.Е. [и др.] Влияние ударной ультразвуковой обработки на распределение усталостных повреждений в области сварного шва // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -2007.-№4.-С. 46-52.

60. Кучук-Яценко, С.И. Кривенко, В.Г. [и др.] Контактная стыковая сварка трубопроводов. - Киев : Наук, думка, 1986. - 208 с.

61. Ларионов, В.П. Электродуговая сварка конструкций в северном исполнении. - Новосибирск : Наука, 1986. - 256 с.

62. Ларионов, В.П. [и др.] Сварка и проблемы вязкохрупкого перехода.

- Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998. - 595 с.

63. Ларионов, В.П. Апросимов, B.C. Егоров, Ю.И. Влияние роста дефекта на прочность трубопроводов, эксплуатируемых в условиях низких климатических температур // Прочность материалов и конструкций при низких температурах. - Киев, 1990. - С.127-130.

64. Ларионов, В.П. Петушков, В.Г. Яковлев, Г.П. О влиянии остаточных напряжений на хладостойкость и выносливость сварных соединений // Проблемы прочности. - 1989. - № 7. — С. 53-57.

65. Ларионов, В.П. Кузьмин, В.Р. [и др.] Хладостойкость материалов и элементов конструкций : Результаты и перспективы. — Новосибирск : Наука, 2005. - 290 с.

66. Лащенко, Г.И. Энергосберегающие технологии снижения остаточных напряжений в сварных конструкциях // Сварщик в России. - 2006. — №1. - С. 15-19.

67. Леонов, В.П. Мизецкий, A.B. Влияние локальных остаточных сварочных напряжений на начальную стадию развития трещин в сварных соединениях/ Вопросы материаловедения. - 2008. - №4 (56).

- С. 54-65.

68. Лившиц, Л.С. Хакимов, А.Н. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений. - М. : Машиностроение, 1989. - 336 с.

69. Лобанов, Л.М. Кирьянов, В.И. [и др.] Повышение сопротивления усталости сварных соединений металлоконструкций высокочастотной механической проковкой // Автоматическая сварка. -2006. - №9. - С. 3-11.

70. Лыглаев, A.B. Левин, А.И. [и др.] Эксплуатация магистральных газопроводов в условиях Севера // Газовая промышленность. - 2001. -№8. - С. 37-39.

71. Магсутова, А.Ф. Амирова, Л.М. Ганиев, М.М. Влияние ультразвуковой обработки на технологические свойства эпоксидного олигомера // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. - 2005. - №2. - С. 810.

72. Мазур, И.И. Иванцов, О.М. Безопасность трубопроводных систем. — М. : ИЦ «ЕЛИМА», 2004. - 114 с.

73. Макаров, Г. И. Протяженные разрушения магистральных газопроводов. М.: Академия, 2002. - 208 с.

74. Махненко, В.И. Великоиваненко, Е.А. Шекер, В.М. [и др.] Остаточные сварочные напряжения в зоне кольцевых сварных стыков трубопроводов из аустенитной стали // Автоматическая сварка. —1998. -№11. -С.32-39.

75. Махненко, В.И. Влияние остаточных напряжений на распространение усталостных трещин в элементах сварных конструкций // Автоматическая сварка. -1979. -№4. -С. 1-3.

76. Махненко, В.И. Великоиваниненко, Е.А. Дыхно С.Л. Регулирование остаточных деформаций в зоне кольцевых швов тонкостенных оболочек вращения // Автоматическая сварка. — 1992. — №11-12. — С.7-9.

77. Махненко, В.И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций. - Киев : Наукова думка, 1976. - 320 с.

78. Махутов, H.A. Проблемы разрушения, ресурса и безопасности технических систем. - Красноярск : Гарда, 1997. — 520 с.

79. Махутов, H.A. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкции на прочность. — М. : Машиностроение, 1981. -272 с.

80. Махутов, H.A. Лыглаев, A.B. Большаков, А.М. Хладостойкость (метод инженерной оценки). - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. - 195 с.

81. Москвитина, Л.В. Повышение технологической прочности сварных соединений высокопрочных низколегированных сталей предварительной взрывной обработкой: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Якутск, 2005. — 22 с.

82. Михеев, П.П. Недосека, А.Я. Пархоменко, И.В. [и др.] Эффективность применения ультразвуковой ударной обработки для повышения сопротивления усталости сварных соединений // Автоматическая сварка. -1984. - №3. - С. 4-7.

83. Мюнзе, В.Х. Усталостная прочность сварных стальных конструкций. Пер. с англ. - М. : Машиностроение, 1968. - 312 с.

84. Надежность резервуаров и газопровода в условиях Крайнего Севера. Статическая механика и теория надежности: учебное пособие. — Якутск: Изд-во Якутского ун-та, 2004. — 102 с.

85. Нехорошков, О.Н. Першин, В.П. Семухин, Б.С. Применение метода ультразвуковой ударной обработки для сварных соединений конструкционных сталей // Вестник ТГАСУ. — 2006. - №2.

86. Николаев, Г.А. Сварные конструкции. - М. : Машгиз, 1962. - 552 с.

87. Николаев, Г.А. Куркин, С.А. Винокуров, В.А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкции. — М. : Высш. школа, 1982. — 272 с.

88. Окерблом Н.О. Расчет деформаций металлоконструкций при сварке. Машгиз, 1955. 212 с.

89. Окерблом, Н.О. Сварочные деформации и напряжения. Теория и применения. М.: Машгиз. - 1948. - 248 с.

90. Павлов, В.Ф. Кирпичев, В.А. Влияние вида концентратора на зависимость предела выносливости упрочненных деталей от остаточных напряжений // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2006. - №3. — С. 31-34.

91. Панин, В.Е. Клименов, В.А. Безбородов, В.А. [и др.] Субструктурные и фазовые превращения при ультразвуковой ударной обработке мартенситной стали // Физика и химия обработки материалов. - 1993. - №6. - С. 77-83.

92. Панин, В.Е. Каблов, E.H. Плешанов, B.C. [и др.] Влияние ультразвуковой ударной обработки на структуру и сопротивление усталости сварных соединений высокопрочной стали ВКС-12 // Физическая мезомеханика. — 2006. — №9. — С. 85-96.

93. Пат. 2031144 РФ. Способ ультразвуковой ударной обработки и операционный технологический комплекс для его осуществления/ Б.Е. Патон и др. - Заявл. 11.05.1990 ; опубл. 20.03.1995, бюл. №8. - 3 с.

94. Пат. 2124430 РФ. Устройство для ультразвуковой упрочняюще-чистовой обработки/ Ю.В. Холопов. - Заявл. 20.01.1998 ; опубл. 10.01.1999, бюл. №1.-3 с.

95. Пат. 2179919 РФ. Виброударный инструмент с ультразвуковым возбуждением/ С.Д. Шестаков. - Заявл. 14.07.1998; опубл. 27.02.2002.

96. Пат. 2219042 РФ. Многостержневое устройство для упрочнения поверхностным пластическим деформированием / Ю.С. Степанов и др. - Заявл. 11.12.2002 ; опубл. 20.12.2003, бюл. №35.

97. Пат. 2252859 РФ. Ультразвуковой инструмент для снятия остаточных сварочных напряжений и упрочнения поверхностей металлов/ Ю.В. Холопов. Заявл. 23.07.2004 ; опубл. 27.05.2005, бюл. №15. - 7 с.

98. Пат. 2259912 РФ Ультразвуковой виброударный инструмент/ М.М. Ганиев С.Д., Шестаков. Заявл. 26.02.2004; опубл. 10.09.2005, бюл. №25.- Юс.

99. Пат. 2281192 РФ. Способ снятия остаточных сварочных напряжений в сварных соединениях металлов/ А.И. Трофимов [и др.]. Заявл. 31.05.2004; опубл. 10.06.2008. - 4 с.

100. Пат. 2303496 РФ. Устройство для ультразвуковой обработки поверхности изделий/ А.Г. Сучков. Заявл. 15.06.2005; опубл. 27.07.2007, бюл. №21. - 29 с.

101. Пат. 2354715 РФ Способ упрочнения деталей из конструкционных материалов/ Клименев В.А., Ковалевская Ж.Г. [и др.]. Заявл. 24.12.2007; опубл. 10.05.2009. - 5 с.

102. Пат. 2378558 РФ. Способ предотвращения разрушения трубопроводов в зонах концентрации механических напряжений/ С.Д. Шестаков, П.А. Городищенский, A.B. Лященко. Заявл. 28.07.2008; опубл. 10.01.2010, бюл. №1.-9 с.

103. Пат. 2444423 РФ. Способ снятия остаточных сварочных напряжений в сварных соединениях стыков труб/ М.М. Сидоров, Н.И. Голиков, А.П. Аммосов. Заявл. 26.07.2010; опубл. 10.03.2012., бюл. №7.

104. Патон, Б.Е. [и др.] Многослойные сварные конструкции и трубы / Материалы I Всессоюз. конф. - Киев: Думка, 1984. — 392 с.

105. Патон, Б.Е. Недосека, А.Я. Об обеспечении безопасности эксплуатации сварных конструкций и сооружений // Автоматическая сварка. - 1998.-№11.-С. 20-25.

106. Пашков, Ю.И. Иванов, М.А. Губайдулин, Р.Г. Остаточные сварочные напряжения и пути снижения стресс-коррозионных разрушений магистральных газопроводов // Вестник ЮУрГУ. — 2012. - №5. — С. 28-30.

107. Петушков, В.Г. Кудинов, В.М. Фадеенко, Ю.И. Обработка взрывом сварных соединений металлоконструкций. М. : Металлургия, 1993. - 160 с.

108. Полетика, И.М. Данилов, В.И. [и др.] Скорость ультразвука, ударная вязкость и твердость малоуглеродистых сталей // Материаловедение. -2001. -№1.- С. 10-14.

109. Полоцкий, И.Г. Недосека, А.Я. [и др.] Снижение остаточных сварочных напряжений ультразвуковой обработкой // Автоматическая сварка. -1974. - №5. - С. 74-75.

110. Пригоровский, Н.И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений. - М. : Машиностроение, 1983. - 248 с.

111.РД 12-411-01. Инструкция по диагностированию технического состояния подземных газопроводов.

112. Рыкалин, H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке. - М. : Машгиз, 1961.-298 с.

ПЗ.Салмин, А.Н. Файрушин, A.M. Ибрагимов, И.Г. Исследование влияния вибрационных колебаний в процессе сварки на технологическую прочность и механические свойства сварных соединений из стали 11X11Н2В2МФ// Нефтегазовое дело [электронный ресурс]. — 2010. -№2. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Salmin/Salmin_l. pdf

114. Сидоров, М.М. Тихонов, Р.П. Распределение остаточных напряжений сварных соединений стыков труб подводного газопровода // Труды V Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. - Якутск: ИФТПС СО РАН, 2010. - CD-R № гос. per. 20336.

115. Сидоров, М.М. Влияние ультразвуковой ударной обработки на структуру низколегированных сталей марки 09Г2С и 13Г1С-У : материалы Всероссийской конференции научной молодежи «Эрэл-2011». — Якутск: Изд-во ООО «Цумори-Пресс», 2011. - Том 1. — С. 150-151.

116. Сидоров М.М., Голиков Н.И., Аргунова A.A. Влияние низкочастотной поверхностной ударной обработки (НПУО) на структуру сварного соединения трубы из низколегированной стали: материалы VII Российской научно-технической конференции «Механика микронеоднородных материалов и разрушение [Электронный ресурс].

- Екатеринбург, ИМАШ УрО РАН, 2012. Электронный оптический диск, вкладка «Публикации»;

117. Сидоров, М.М. Махарова, С.Н. Тихонов, Р.П. Исследование микротвердости сварных соединений после поверхностной ударной обработки: материалы Всероссийской конференции «Сварка и безопасность» : в 2 т. - Т. 1. Якутск : Офсет, 2012. - С. 252-254.

118. Соломатин, В.Е. Новоселова, Т.М. Исследование рентгеновским методом остаточных напряжений в ферритно-мартенситном наплавленном металле // Сварочное производство. - 1996. - № 4. -С.14-16.

119. Слепцов, О.И. Технологическая прочность сварных соединений при низких температурах. - Новосибирск: Наука, 1984. - 92 с.

120. Слепцов, О.И. Петров, П.П. Оценка влияния длительной эксплуатации на механические свойства материала газопроводов в условиях Крайнего Севера // Труды XV Международной научно-технической конференции Проблемы ресурса и безопасной эксплуатации материалов и конструкций. - СПб: СПбГУНиПТ, 2009. - С. 39-48.

121. Слепцов, О.И. Михайлов, В.Е. Петушков, В.Г. Яковлев, Г.П. Яковлева, С.П. Повышение прочности сварных конструкций для Севера. - Новосибирск : Наука, 1989. - 223 с.

122. Статников, Е.Ш. Муктепавел, В.О. Технология ультразвуковой ударной обработки как средство повышенной надежности и долговечности сварных металлоконструкций // Сварочное производство. - 2003. - №4. - С. 25-29.

123. Тамура, X. Ямадзаки, Я. Коно, К. Сварка сталей, используемых при низких температурах. - М. : Машиностроение, 1978. - 161 с, (пер. с япон. CJL Масленникова).

124. Трочун, И.П. Внутренние усилия и деформации при сварке. — М. : Машгиз, 1964.-276 с.

125. Труфяков, В.И. Повышение сопротивления усталости сварных соединений и конструкций // Автоматическая сварка. - 1998. - №11. -С.11-19.

126. Труфяков, В.И. Прочность сварных соединений при переменных нагрузках. Ин-т электросварки им. Е.О. Патона. Киев : Наукова думка, 1990.-256 с.

127. Труфяков, В.И. Усталость сварных соединений. — Киев : Наукова думка, 1973. — 216 с.

128. Труфяков, В.И. Михеев, П.П. Кузьменко, А.З. Влияние масштабного фактора и остаточных сварочных напряжений на скорость развития усталостных трещин // Проблемы прочности. - 1980. — №6. - С. 20-22.

129. Труфяков, В.И. Михеев, П.П. Кузьменко, А.З. Влияние остаточных сварочных напряжений на развитие усталостных трещин в конструкционной стали // Автоматическая сварка. — 1977. — №10. — С. 6-7.

130. Ультразвуковой технологический комплекс: ультразвуковой генератор (УЗГТ 0.5/27) и технологическая оснастка типа «Шмель» : руководство по эксплуатации. - Томск, 2004. - 13 с.

131. Федотова, М.А. Аммосов, А.П. [и др.] Структурные превращения и свойства материалов при сварке. Якутск: ЯНЦ СО АН СССР, 1991. 25 с.

132. Халлад Джассем Али, Ризванов, Г.И. [и др.] Совершенствование технологии ремонта змеевиков трубчатых печей из стали марки 15Х5М с применением вибрационной обработки в процессе сварки // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. - 2011. — №2. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Jassem/Jassem 1 .pdf

133. Ханапетов, M.B. Контроль качества сварных соединений. - М : Стройиздат, 1979. - 132 с.

134. Хисматулин, Е.Р. Королев, Е.М. Лившиц, В.И. [и др.] Сосуды и трубопроводы высокого давления. — М. : Машиностроение, 1990. -384 с.

135. Холопов, Ю.В. Обработка сварных соединений металлов ультразвуком с целью снятия остаточных напряжений // Сварочное производство. -1973. - №12. - С.20-21.

136. Хол, В. Кихара, X. [и др.] Хрупкие разрушения сварных конструкций. —М. : Машиностроение, 1974. - 320 с.

137. Хорн, Ф. Атлас структур сварных соединений. — М. : Металлургия. -1977.-288 с.

138. Чабуркин, В.Ф. Канайкин, В.А. Оценка опасности дефектов сварных соединений при диагностике газонефтепроводов // Сварочное производство. - 2000. - №9. - С.41-44.

139. Черепанов, О.И. Прибытков, Г.А. Численное исследование остаточных напряжений и упругопластических деформаций, развивающихся при охлаждении структурно-неоднородных материалов в процессе высокотемпературной обработки // Физическая мезомеханика. - 2000. -№3 (1). - С. 23-38.

140. Чинахов, Д.А. Скаков, М.К. [и др.] Изменение микроструктуры и механических свойств многослойных соединений из стали 30ХГСА при сварке плавлением разными способами // Известие Томского политехнического университета. - 2008. - Т. 313. - №2. - С. 119-122.

141. Чувильдеев, В.Н. Вирясова, H.H. Деформация и разрушение конструкционных материалов : проблемы старения и ресурса: учебное пособие. - Нижний Новгород: ННГУ, 2012. - 67 с.

142. Шестаков, С.Д. Ультразвуковое поверхностное пластическое деформирование для упрочнения и пассивации наклепом: теория, технологические процессы и оборудование // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2013. - №7. — С. 3-15.

143. Яковлев, Г.П. Влияние обработки взрывом на остаточные сварочные напряжения и температуру вязко-хрупкого перехода сварных соединений: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Якутск, 1989. - 22 с.

144. Яковлева, С.П. Физико-механические основы повышения и восстановления прочности сталей и сварных соединений методом взрывной обработки: автореф. дис. ... докт. техн. наук. Якутск, 2005. -34 с.

145. Deng, D. Murakawa, Н. Numerical simulation of temperature field and residual stress in multi-pass weld in stainless steel pipe and comparison with experimental measurements // Computation Science. - 2006. — Issue 37. - P. 269-277.

146. Pantazopoulos, G. Vazdirvanidis, A. Cracking of underground welded steel pipes caused by HAZ sensitization // Case Studies in Engineering Failure Analysis. - 2012. URL: http://dx.d0i.0rg/l 0.1016/i.csefa.2012.10.001

147. Rubicki, E.F. McGuire, P.A. Merric, E. and Wert, J. The effect of pipe thiknesson residual stresses due to girth welds // Trans. ASME. - 1982. -Vol.204. - P. 204-209.

148. S Murugan „, Sanjai К Rai, Kumar, P.V. [etc] Temperature distribution and residual stresses due to multipass welding in type 304 stainless steel and low carbon steel weld pads // International journal of Pressure Vessels and Piping. -2001. - Vol.78. - Issue 4. - P. 307-317.

149. Terada, H. Stress intensity factor analysis and fatigue behavior of a crack in the residual stress field of welding // journal of ASTM international. — 2005. - Vol. 2. - No 5. - P. 58-68.

150. Guan, Q. Liu, J.D. Residual stress and distorsion in culindrical sheels caused by a single-pass circumferential butt weld, IIW, X-929-72. - P. 12.

151. Rubicki, E.F. McGuire, P.A., Merric, E. and Wert, J. The effect of pipe thicknesson residual stresses due to girth welds // Trans. ASME . - 1982. -V. 104.-P. 204-209.

УТВЕРЖДАЮ Главный инженер ОАО «Саханеф^ега^б^ а

УТВЕРЖДАЮ .^йЩф^ет^ФТПС СО РАН, " ^Й#орргРАН, д.т.н. 1 М-П. Лебедев 2013 г.

jf^-ICT*

об использовании результатов НИР

Мы, нижеподписавшиеся, представители подрядной организации ООО «Газэкспертсервис» директор Теренгьев Н.Н., начальник лаборатории Иванов B.C., с одной стороны, и представители Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН ведущий научный сотрудник отдела технологии сварки и металлургии Голиков Н.И., младший научный сотрудник Сидоров М.М., с другой стороны, составили настоящий акт о нижеследующем: подрядной организацией ООО «Газэкспертсервис» проведен ремонт вертикальных стальных резервуаров и технологических трубопроводов Ленской нефтебазы ОАО «Саханефтегазсбыт» по договору подряда JШ 07-07/384 от 31.12.2011 г. При этом были использованы результаты диссертационной работы м.н.с. Сидорова М.М., в которой разработан способ снятия остаточных сварочных напряжений в сварных соединениях с помощью ультразвуковой ударной обработки, что позволило провести послесварочиую обработку технологическим комплексом в местах перекрестин ремонтных швов стенок, а также врезок патрубков н вертикальных стальных резервуарах. Ультразвуковая ударная обработка сварных соединений проводилась для снятия остаточных напряжений в конструкциях, изготовленных из стали марки 09Г2С, где проводился капитальный ремонт с полной заменой дефектных участков. Эксплуатация резервуаров и трубопроводов после ремонта ведется в штатном режиме.

Директор ООО «Газэкспертсервис» Ведущий научный сотрудник,

к.т.и. f>

_Н.Н. Терентьев - ■ ......./ Н.И. Голиков

Начальник лаборатории Младший нйуЗный сотрудник

B.C. Иванов М.М. Сидоров