Page 59 - Дисертація ГРЕДІЛЬ_ФМІ
P. 59
59
мікроструктури та температури [2]. Для існуючих тривало експлуатованих
трубопроводів тріщиностійкість є ключовою характеристикою
роботоздатності, оскільки практично усі вони мають тріщини та дефекти,
утворені під час їх виробництва чи монтажу і/або розвинуті під час
експлуатації. Характерними прикладами є непровари у зварних з’єднаннях
[26], корозійне розтріскування [97–100], макророзшарування [101–104],
експлуатаційна розпорошена пошкодженість [3, 25, 105–108]. Аналіз впливу
водню в газоводневій суміші на роботоздатність газопроводу є складним,
оскільки існує кілька ймовірних механізмів розвитку пошкоджень з моменту
його введення в експлуатацію. Серед них дефекти, продуковані
абсорбованим воднем, утвореним в корозійних та корозійно-механічних
процесах, внаслідок діяльності мікроорганізмів тощо [26, 109, 110].
Для пластичних матеріалів, таких як трубопровідна сталь, K IC
визначають за величинами J-інтегралу або зміщення розкриття вершини
тріщини (Crack tip opening displacement, CTOD) [111, 112]. На відміну від
трубопроводів для транспортування природного газу, який вважають
інертним по відношенню до матеріалу труби, у випадку в транспортуванням
водню доцільніше використовувати характеристику K IН [2], тобто
тріщиностійкість сталі у водневовмісному середовищі, яка додатково
залежить від парціального тиску водню.
Зниження в'язкості руйнування є результатом водневого окрихчення
(ВО). Результати недавніх досліджень [4, 14, 15, 113–115], отримані в
чистому водні та його сумішах із природним газом при загальному тиску, що
відповідає експлуатаційним умовам магістральних трубопроводів, і для
широкого спектру марок трубопровідної сталі, що допускаються стандартом
ASME B31.12, класу міцності від API 5L X42 до API 5L X70, показали, що
тріщиностійкість, виміряна у водні, становить 46…73% від K IС. При цьому
зниження в’язкості руйнування характерне навіть за дуже низьких
парціальних тисків Н 2 [4, 15, 115], а для сталей вищої міцності воно може
бути критичним, наприклад, для API 5L X80, K IН у чистому водні при 30