Автоматическая сварка, 2015, №01



2015 №01 (02)

2015 №01 (04)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 1, 2015, с. 22-27
 

Оценка работоспособности магистрального трубопровода с локальным утонением стенки при ремонте дуговой наплавкой

Е.А. Великоиваненко, Г.Ф. Розынка, А.С. Миленин, Н.И. Пивторак

ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Сварочная наплавка является одним из наиболее рациональных методов ремонта магистральных трубопроводов без вывода из эксплуатации, особенно, в случае необходимости устранения типичных дефектов локальной коррозионной потери металла. При этом использование сварки на трубопроводе, находящемся под высоким внутренним давлением, предполагает тщательную оптимизацию технологических параметров данного процесса с позиции безопасности и эффективности ремонтно-восстановительных работ, в том числе, на основе результатов моделирования кинетики физико-механических процессов при этом. В рамках настоящей работы разработан комплекс средств математического моделирования процесса многопроходной сварочной наплавки дефектов утонения элементов магистральных трубопроводов с целью прогнозирования их технологической прочности и остаточного ресурса после ремонта. Для этого реализован комплексный подход численного анализа кинетики температур, напряженно-деформированного состояния и процессов вязкого разрушения материала трубопровода. Предложен численный критерий, позволяющий с небольшой консервативностью прогнозировать формирование состояния конструкции, близкого к предельному, а также гарантировать необходимую несущую способность трубопровода после устранения обнаруженного дефекта несплошности. На примере многопроходной сварочной наплавки недопустимого дефекта утонения стенки магистрального трубопровода исследованы характерные особенности влияния основных технологических параметров на технологическую прочность конструкции и ее остаточный ресурс. Библиогр. 17, табл. 1, рис. 6.
 
Ключевые слова: дуговая наплавка, магистральный трубопровод, дефект, локальное утонение стенки, ремонт под давлением, безопасность ремонтно-восстановительных работ, пластическая неустойчивость, вязкое разрушение
 
Поступила в редакцию 03.07.2014
Подписано в печать 24.12.2014
 
1. Amend B., Bruce W.A. Welding on in-service pipelines: dispelling popular myths and misconceptions // Welding Assoc. J. – 2013. – № 2. – Р. 30–39.
2. LaMorte C.R., Boring M., Porter N. Advanced welding repair and remediation methods for in-service pipelines. Final Report. Columbus: EWI, 2007. – 283 p.
3. Sabapathy P.N., Wahab M.A., Painter M.J. The prediction of burn-through during in-service welding of gas pipelines // Int. J. Press. Vess. Piping. – 2000. – № 11. – P. 669–677.
4. Махненко В.И, Миленин А.С. К вопросу ремонта сухопутных магистральных трубопроводов без вывода их из эксплуатации // Сб. докл. науч.-техн. семинара «Обеспечение эксплуатационной надежности систем трубопроводного транспорта», 10–11 июня 2009 г., Киев, Украина. – Киев: ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины, 2009. – С. 12–18.
5. Математическое моделирование язвенных дефектов на действующих нефте- и газопроводах и разработка численного метода оценки допустимых режимов дуговой заварки таких дефектов / В.И. Махненко, В.С. Бут, Е.А. Великоиваненко и др. // Автомат. сварка. – 2001. – № 11. – С. 3–10.
6. ВБН В.3.1-00013471-07:2007. Магістральні нафтопроводи. Методи ремонту дефектних ділянок. – К.: Міністерство палива та енергетики України, 2007. – 112 с.
7. СТО Газпром 2-2.2-136–2007. Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Ч. 2. – M.: ВНИИГАЗ, 2007. – 389 с.
8. Kiefner J.F., Bruce W. A., Stephens D.R. Pipeline repair manual. – Houston: Technical Toolboxes, Inc., 1994. – 167 p.
9. Boring M.A., Zhang W., Bruce W.A. Improved burn-through prediction model for in-service welding application // Proc. of IPC2008 7th Intern. рipeline сonf., Sept. 29–Oct. 3, 2008, Calgary, Alberta, Canada. – New York: American Society of Mechanical Engineers, 2008, 3. – P. 249–259.
10. Painter M., Sabapathy P. In-service welding on gas pipelines // Program Report. – Clayton: CSIRO Manufacturing Science & Techonology, 2000. – 38 p.
11. Махненко В.И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций. – Киев: Наук. думка, 1976. – 320 с.
12. Махненко В.И. Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. – Киев: Наук. думка, 2006. – 618 с.
13. Карзов Г.П., Марголин Б.З., Швецова В.А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. – СПб.: Политехника, 1993. – 391 с.
14. Моделирование процессов зарождения и развития пор вязкого разрушения в сварных конструкциях / Е.А. Великоиваненко, Г.Ф. Розынка, А.С. Миленин и др. // Автомат. сварка. – 2013. – № 9. – С. 26–31.
15. Tvergaard V. Material failure by void growth to coalescence // Adv. in Appl. Mech. – 1990. – № 27. – Р. 83–151.
16. ДСТУ-Н Б В.2.3-21:2008 Настанова. Визначення залишкової міцності магістральних трубопроводів з дефектами. – К.: Мінрегіонбуд України, 2008. – 91 с.
17. СНиП 2.05.06-858 Магистральные трубопроводы. Строительные нормы и правила. – М.: ВНИИСТ Миннефтегазстроя, 1997. – 146 с.