Page 87 - Zmist-n4-2015

газу в трубі максимальні на зовнішній поверхні та стимулюють корозійно-водне-
ве руйнування.
Макродефект виходить на зовніш-
ню поверхню гину не з контуру розша-
рування, тобто з вершини тріщини, а
зсередини поверхні розшарування, на
значній віддалі від його контуру (біля
60 mm). Це прямо підтверджує, що пере-
орієнтація поверхні руйнування назовні
спричинена внутрішнім тиском рекомбі-
нованого водню у дефекті. Таким чином,
під час експлуатації в результаті накопи-
чення у дефекті водню та створення ним
Рис. 2. Розшарування, спричинене високих тисків не тільки поверхня роз-
воднем, у стінці гину відвідної труби шарування зростає до розмірів, сумірних
системи магістральних газопроводів з діаметром труби, але і виникають умо-
(суцільна лінія) та його поширення після ви для її розриву. Очевидно, що місце
гідроопресування (штрихова лінія).
розриву вказує на максимальний напру-
Fig. 2. Hydrogen-induced delamination in жено-деформований стан у стінці між
the wall of а lateral pipe elbow of the main поверхнею розшарування і зовнішньою
gas transmission pipeline system (solid line) поверхнею труби. А критичний стан до-
and its extension after hydrostatic pressure сягається, з одного боку, через збільшен-
testing (dotted line).
ня тиску водню у порожнині, а з іншого
– через деградацію металу під час екс-
плуатації. Звичайно, що менша товщина стінки між поверхнями розшарування і
труби, то полегшений її розрив.
Зі зовнішньої поверхні труби переносним динамічним твердоміром ТД-32
заміряли твердість металу НВ за Брінелем у зоні розшарування (рис. 1). Макси-
мальна твердість HB 334 була дещо вищою, ніж на прямій ділянці труб, що мож-
на пояснити деформаційним зміцненням, і відповідала тим локальним ділянкам,
де розшарування відсутнє. А інтенсивне зниження показів твердості пов’язане з
підповерхневим розшаруванням у зоні заміру і його можна трактувати як діагно-
стичну ознаку прояву цього явища.
Наведені результати діагностичного обстеження гину труби стали основою
для висновку про небезпеку його подальшої експлуатації. Тому його усунули з
трубопроводу та використали для напівнатурних і лабораторних досліджень. Ві-
домо [11], що абсорбований внутрішньою поверхнею водень може проникати
крізь товщину стінки труби газопроводу і виходити з неї крізь зовнішню поверх-
ню. Таким чином, аналізуючи експлуатаційну деградацію гину, зокрема втрату
механічних властивостей металу і розвиток розшарування, слід брати до уваги не
тільки структурно-металургійний чинник, але і водень. Зазначимо також, що під-
вищена (до 80°С) температура металу відвідної труби сприяє дифузії атомарного
водню від внутрішньої поверхні до зовнішньої і, відповідно, акумулюванню його
у мікродефектах на міжфазних межах уздовж вальцьованих неметалевих вклю-
чень. З подальшим розвитком такого дефекту зростатиме його об’єм, а отже, па-
датиме тиск водню, що мало би зупинити поширення тріщини. Однак за сталого
джерела водню на внутрішній поверхні труби та активної його дифузії крізь її
стінку тиск наростатиме, через що збільшиться дефектність з переходом мікро- у
макророзшарування.
Спочатку методом гідроопресування проаналізували можливість поширення
експлуатаційного розшарування на сусідні ділянки гину. Для цього гин заварили
з двох боків для герметизації, вмонтували манометр тиску і підключили до водо-

86