Page 60 - Zmist-n4-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 4. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК:539.375;539.4:536.543
ВПЛИВ ВОДНЮ НА ЗАЛИШКОВИЙ РЕСУРС ТРУБИ ГАЗОПРОВОДУ
ЗА МАНЕВРОВОГО РЕЖИМУ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
1 2 1
О. Є. АНДРЕЙКІВ , І. Я. ДОЛІНСЬКА , В. З. КУХАР ,
1
І. П. ШТОЙКО
1
Львівський національний університет ім. Івана Франка;
2
Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів
Сформульована розрахункова модель для визначення довговічності труби газопро-
воду з поверхневою корозійною тріщиною за довготривалого розривного в часі тис-
ку (маневровий режим експлуатації) і наводнювання її стінки. В основі моделі – роз-
роблений раніше енергетичний підхід. Запропоновано механізм посилення корозій-
них процесів дифузійно рухливим воднем. Кількісно оцінено вплив наводнювання
на залишковий ресурс труби газопроводу за маневрового режиму експлуатації.
Ключові слова: труба газопроводу, маневровий режим експлуатації, залишковий
ресурс, перший закон термодинаміки, концентрація водню, коефіцієнт інтенсив-
ності напружень, зона передруйнування, період докритичного росту корозійно-
механічних тріщин.
На сьогодні в Україні термін служби більше 37% магістральних газопрово-
дів (МГ) від їх загальної протяжності перевищив термін амортизації лінійної час-
тини (33 роки), а 38% з них експлуатуються від 20 до 33 років. Загалом така сис-
тема МГ вступила в третій період життєвого циклу – період відмов внаслідок
старіння [1, 2], який характеризується зниженням їх роботоздатності через поси-
лення впливу корозійних і втомних процесів у металі труб і зварних швах, внас-
лідок чого збільшується ризик відмов. Тому виникла об’єктивна необхідність у
розробці методології забезпечення роботоздатності МГ на основі управління їх
технічним станом, створення програм реконструкції і ремонту за фактичним ста-
ном та моніторингу.
У нормативних документах під час розрахунку довговічності труб і зварних
з’єднань не враховують характеристик опору малоцикловому руйнуванню, а най-
більше – опору статично розривному в часі навантаженню. Аналіз умов експлуа-
тації і типу руйнування трубопровідної системи свідчить про велику кількість
відмов через вичерпання опору статично розривному в часі навантаженню (за-
криття і відкриття засувок). Ініціатором руйнування тут є малопомітний концен-
тратор напружень типу тріщини.
Маневровий режим експлуатації (непередбачене закриття і відкриття засу-
вок) – один із найнебезпечніших чинників виходу із ладу труб газопроводів. Мо-
делювання їх навантаження за такого режиму малоцикловою втомою пов’язано з
великими похибками, які підуть не в запас довговічності, а навпаки, в ризик не-
передбачуваного руйнування.
МГ у середньому витримують біля 360 циклів повторно-статичних наванта-
жень в рік від внутрішнього тиску перепомповуваного газу, які викликають різні
технологічні і експлуатаційні чинники (відключення помпових станцій через від-

Контактна особа: О. Є. АНДРЕЙКІВ, e-mail: andreykiv@ipm.lviv.ua

59