Page 39 - Dys

39

Одним із поширених видів руйнування сталей труб та нафтовидобувного

обладнання, особливо штанг, є корозійна втома, характерними умовами

реалізації якої є сумісна дія середовища та циклічного навантаження. Основні

закономірності корозійно-втомного руйнування сталі згідно з працями [105,

106] полягають у наступному: відсутність фізичної границі корозійної втоми,

відсутність кореляції між умовною границею корозійної втоми сталі та її

механічними властивостями чи корозійною тривкістю, чутливість сталі у

корозивному середовищі до форми циклу і частоти навантаження, інверсія

масштабного ефекту, багатоплощинний характер руйнування, зумовлений

значною кількістю тріщин на початковій стадії, неадитивна дія концентрації

напружень та корозивного середовища.

Аналіз причин руйнувань насосних штанг нафтових свердловин як в

Україні, так і за кордоном показує [7, 9, 15], що більшість відмов спричинено

корозійною втомою внаслідок сумісної дії на них навантажень та середовища.

Найуразливішими місцями є ніпель різьби і ділянка штанги, що прилягає до

головки, тобто місце переходу гнучкого тіла штанги у жорсткий

з’єднувальний вузол. Дослідження навантаженості насосних штанг [107]

свідчать, що максимальна приведена до симетричного циклу амплітуда

напруження дорівнює 41,7 МПа, що є невисокою. Однак, їх довговічність

суттєво залежить від опору корозійно-втомному руйнуванню [108]. Загалом

кількість аварій, спричинених корозійно-втомним руйнуванням насосних

штанг, зростає у перші 2–3 роки експлуатації з подальшим їх зниженням та

стабілізацією, а згодом знову поступово збільшується до повного вичерпання

ресурсу. Перший пік аварійності пов’язують з недоліками металургійного і

технологічного характеру, тоді як другий, що настає після 8–10 років

експлуатації, – з поступовим накопиченням корозійно-втомної

пошкодженості, що зумовлює зменшення початково високого значення

границі витривалості до рівня експлуатаційної навантаженості. Тому
особливістю експлуатації штанг є низькомплітудне циклічне навантаження з

високою асиметрією [109], за якого особливу роль відіграє корозійний чинник.