Експериментальні дослідження кінетики росту тріщин та несучої здатності трубних сталей підземних систем водовідведення

Заголовок (англійською): 
Experimental studies of crack growth kinetics and bearing capacity of steel pipes of underground water distribution systems
Автор(и): 
Макаренко В.Д.
Гоц В.І.
Савенко В.І.
Владимиров О.В.
Макаренко Ю.В.
Автор(и) (англ): 
Makarenko V.D.
Gots V.I.
Savenko V.I.
Vladimirov O.V.
Makarenko Y.V.
Ключові слова (укр): 
нафтопровід, корозія, руйнування, несуча здатність, легування, в’язкість
Ключові слова (англ): 
oilpipeline, corrosion, destruction, bearing capacity, alloying, viscosity
Анотація (укр): 
Встановлено, що значення критичного напруження SК для усіх дослідних сталей з ростом терміну експлуатації збільшується, а ударної в’язкості зменшується, що свідчить про структурне окрихчення трубних сталей, пов’язане з їх різким наводненням. Показано, що найбільш високими в’язко-пластичними властивостями і опором крихкому руйнуванню має нова сталь марки 20ФА, яка економно модифікована карбідоутворюючим елементом (ванадій) і відрізняється дрібнозернистою структурою та має низькій вміст шкідливих домішок (сірка, фосфор). Рентгеноструктурними методами оцінено мікронапруження кристалічної решітки α-Fe, а також кількісний розпад цементиту і перерозподіл вуглецю між феритом і перлітом. Нова сталь марки 10ФА рекомендується для використання у будівництві нафтогазопроводів та, наприклад, мостових конструкцій, які постійно знаходяться під циклічними навантаженнями при одночасному контакті з корозійно-агресивним середовищем. Вперше визначено вплив терміну експлуатації нафтопроводів на вміст водню і мікровідкол в трубних стaлях нафтопроводів.
Анотація (англ): 
It was established that the value of the critical stress SK for all experimental steels increases with the increase in the service life, and the impact viscosity decreases, which indicates the structural embrittlement of the pipe steels associated with their sudden flooding. It is shown that the new 20 FA steel has the highest visco-plastic properties and resistance to brittle fracture, which is economically modified with a carbide-forming element (vanadium) and has a fine-grained structure and a low conten to fharm fulimpurities (sulfur, phosphorus). The microstrain of the α-Fe crystallattice, as well as the quantitative decay of cementite andt here distribution of carbon between ferrite and pearlite, were estimated by X-ray diffraction methods. The new steel grade 10FA is recommended for use in the construction of oil and gas pipelines and, for example, bridge structures, which are constantly under cyclic loads with simultaneous contact with a corrosive and aggressive environment. For the first time, the influence of thes ervice life of oil pipelines on the hydrogen content and microcracks in pipe steels of oil pipelines was determined.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2023, номер 110
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2023, number 110
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
35-110_makarenko_v.d._goc_v.i._savenko_v.i._vladimirov_o.v._makarenko_yu.v.pdf
Дата публікації: 
17 Сентябрь 2023
Номер збірника: 
110
Розділ: 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2023, номер 110
Університет автора: 
Київський національний університет будівництва і архітектури Київ, Повітрофлотський просп., 31, м. Київ. 03680, Університет Манітобо, м. Вінніпег, Канада
Литература: 
  1. Гумеров А.Г., Ямалеев Н.М., Журавлев Г.В. Трещиностойкость метала труб нефтепроводов// ООО ”Недра-Бизнесцентр”.-2001. - 242 с.
  2. Макаренко В.Д., Гачев С.И., Прохоров Н.Н. Сварка и коррозия нефтегазопроводов Западной Сибири//Киев:Изд-вo”Науковадумка”.—1996.- 549 с.
  3. Макаренко В.Д., Максимов С.Ю., Білик С.І. і ін. Корозійні руйнування каналізаційних систем України//Київ:НУБіП України.-2021.- 272 с.
  4. Росетко В.Е. Защита трубопроводов от коррозии// М.: ВНИИМП. - 2000. – 200 с.
  5. Самойленко М.І. Функціональна надійність трубопроводів них транспортних систем // Харків: ХНАМП. -2009.-184с
  6. Ориняк І.В., Різгонюк В.В. Ресурс довговічність і надійність трубопроводів Огляд сучасних підходів і проблеми нормативного забезпечення в Україні//Нафтова і газова промисловість. -2003.-№4.-С. 54-57.
  7. Атомный механизм разрушения// М.: Мир.-1983. - 660 с.
  8. Котречко С.А., Мешков Ю.Я., Меттус Г.С. К вопросу о вязком и хрупком состоянии поликристаллических металлов// Металлофизика. -1990.-№6.-С.3-13
  9. Мешков Ю.Я. Разрушение деформированной стали // Киев:Наукова думка. -1989.- 160 с.
  10. T.Kawakubo, M. Hishida. Elastic-Plastic Fracture Mechanics Analysis on Environmentally Accelerated Crackinq of Stainless Steel in High Temperature Water// Journal of Engineering Materials and Technology.- 2005. –Vol.107..-pp. 240-245.
  11. Методика з визначення параметрів тріщиностійкості ASTM E399-78 (для компактних зразків і зразків з центральним надрізом) // Journal of Engineering Materials and Technology.- 2005. –Vol.107.-pp.107-116.
  12. Ford F.P. and Silverman M.J. Effect of Loading Rate on Environmentally Controlled Cracking of Sensitized 304 Stainless Steel in High Purity Water//Cottosion.-Vol.36.-1980, pp.597-603.
  13. Kawakubo T. and Hishida M. Crack Initiation and Growth Analysis by Direct Optical Observation During SSRT in High Temperature Water // Corrosion.- Vol. 40, 1984.- pp. 120-126.
 
References: 
  1. Gumerov A.G.,Yamaleev N.M., Zhuravlev G.V. Treshhy`nostojkost` metala trub nefteprovodov (Crack resistance of the metal of oil pipelines) // LLC ”Nedra-By`znescentr”.-2001. -242 s.
  2. Makarenko V.D., Gachev S.Y`., Proxorov N.N. Svarka y` korrozy`ya neftegazoprovodov Zapadnoj Sy`by`ry` (Welding and corrosion of oil and gas pipelines in Western Siberia) //Ky`ev:Y`zd-vo”Naukovadumka”.—1996.-549 s.
  3. Makarenko V.D., Maksy`mov S.Yu., Bily`k S.I. i in. Korozijni rujnuvannya kanalizacijny`x sy`stem Ukrayiny`(Corrosive destruction of sewage systems of Ukraine) //Ky`yiv:NUBiP Ukrayiny`.-2021.-272 s.
  4. Rosetko V.E. Zashhy`ta truboprovodov ot korrozy`y`(Protection of pipelines from corrosion) // M.: VNY`Y`MP.-2000.-200 s.
  5. Samojlenko M.I. Funkcional`na nadijnist` truboprovodiv ny`x transportny`x sy`stem (Functional reliability of pipelines of transport systems) // Xarkiv: XNAMP. -2009.-184 s.
  6. Ory`nyak I.V., Rizgonyuk V.V. Resurs dovgovichnist` i nadijnist` truboprovodiv Oglyad suchasny`x pidxodiv i problemy` normaty`vnogo zabezpechennya v Ukrayini (Resource durability and reliability of pipelines Review of modern approaches and problems of regulatory support in Ukraine) //Naftova i gazova promy`slovist`. -2003.-#4.-S. 54-57.
  7. Atomnyj mexany`zm razrusheny`ya (Atomic destruction mechanism) // M.: My`r.-1983.-660 s.
  8. Kotrechko S.A., Meshkov Yu.Ya., Mettus G.S. K voprosu o vyazkom y` xrupkom sostoyany`y` poly`kry`stally`chesky`x metallov (To the question of the viscous and brittle state of polycrystalline metals) // Metallofy`zy`ka. -1990.-#6.-S. 3-13.
  9. Meshkov Yu.Ya. Razrusheny`e deformy`rovannoj staly`(Destruction of deformed steel) // Ky`ev:Naukova dumka. -1989.- 160 s.
  10. T.Kawakubo, M. Hishida. Elastic-Plastic Fracture Mechanics Analysis on Environmentally Accelerated Crackinq of Stainless Steel in High Temperature Water// Journal of Engineering Materials and Technology.- 2005. –Vol.107.-pp.240-245.
  11. Metody`ka z vy`znachennya parametriv trishhy`nostijkosti ASTM E399-78 (dlya kompaktny`x zrazkiv i zrazkiv z central`ny`m nadrizom) (ASTM E399-78 method for determining crack resistance parameters (for compact samples and samples with a central notch)) // Journal of Engineering Materials and Technology.- 2005. –Vol.107.-pp.107-116.
  12. Ford F.P. and Silverman M.J. Effect of Loading Rate on Environmentally Controlled Cracking of Sensitized 304 Stainless Steel in High Purity Water//Cottosion.-Vol.36.-1980, pp. 597-603.
  13. Kawakubo T. and Hishida M. Crack Initiation and Growth Analysis by Direct Optical  Observation During SSRT in High Temperature Water// Corrosion.-Vol.40,1984.-pp. 120-126.