Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 2023, №01



2023 №01 (02)

DOI of Article 10.37434/tdnk2023.01.03

2023 №01 (04)

---

Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2023, №1, стор. 22-27

Чисельна оцінка крихкої міцності монтажних зварних швів магістральних газопроводів при транспортуванні газоводневих сумішей

О.С. Міленін, О.А. Великоіваненко, Г.П. Розинка, Н.І. Півторак

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

У рамках аналізу можливості використання української газотранспортної системи для транспортування сумішей природного газу та водню розглянуто особливості впливу водневої деградації трубної сталі на крихку міцність кільцевих монтажних зварних з’єднань. Для цього використано методи скінченно-елементного моделювання напружено-деформованого стану конструкцій при зварюванні та подальшій експлуатації разом із сучасними критеріями макроскопічного руйнування тіла з тріщиною. Результати прогнозування коефіцієнтів запасу крихкої міцності типової зварної ділянки магістрального газопроводу з постульованими поверхневими тріщинами при транспортуванні газоводневих сумішей різного складу показали, що найбільш схильними до крихкого руйнування є ділянки шва та зони термічного впливу. Але стосовно втомної міцності зварних з’єднань під дією циклічного навантаження внутрішнім тиском чи моментом згину, більші розмахи значень коефіцієнта інтенсивності напружень у зоні термічного впливу зумовлюють суттєвіше зменшення залишкових коефіцієнтів запасу при прогнозуванні довготривалої крихкої міцності. Бібліогр. 15, табл. 1, рис. 7.
Ключові слова: газоводнева суміш, магістральний газопровід, воднева деградація, технічний стан, крихка міцність, циклічне навантаження

Надійшла до редакції 06.10.2022

Список літератури

1. Нечаев Ю.С. (2008) Физические комплексные проблемы старения, охрупчивания и разрушения металлических материалов водородной энергетики и магистральных трубопроводов. Успехи физических наук, 178, 7, 709–726.
2. Esaklul, K.A. (2017) Hydrogen damage. Trends in Oil and Gas Corrosion Research and Technologies Production and Transmission. UK: Woodhead Publishing, 315–340. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101105-8.00013-9
3. Dmytrakh, I., Syrotyuk, A., Leshchak, R. (2022) Specific mechanism of hydrogen influence on deformability and fracture of low-alloyed pipeline steel. Procedia Structural Integrity, 36, 298–305. DOI: https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.01.038
4. Nykyforchyn, H., Lunarska, E., Tsyrulnyk, O.T. et al. (2010) Environmentally assisted «in-bulk» steel degradation of long term service gas trunkline. Engineering Failure Analysis, 17, 3, 624–632. DOI: https://doi.org/10.1016/j. engfailanal.2009.04.007
5. Milenin, O.S., Velykoivanenko, O.A., Rozynka, G.P., Pivtorak, N.I. (2022) Features of analysis of the technical state and support of reliability of the main gas pipelines at transportation of gas-hydrogen mixtures (Review). The Paton Welding J., 6, 49–56. DOI: https://doi.org/10.37434/ tpwj2022.06.07
6. Karkhin, V.A. (2019) Thermal Processes in Welding. Singapore, Springer Singapore.
7. Makhnenko, V. (2013) Problems of examination of modern critical welded structures. The Paton Welding J., 5, 21–28.
8. Milenin, A., Velikoivanenko, E., Rozynka, G., Pivtorak, N. (2019) Probabilistic procedure for numerical assessment of corroded pipeline strength and operability. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 171C, 60–68. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2019.02.003.
9. (2015) BS 7910:2013+A1:2015 Guide to methods for assessing the acceptability of flaws in metallic structures. The British Standards Institution.
10. (2007) Fitness-For-Service. API 579-1/ASME FFS-1. Recommended Practice 579. Second edition. Washington, API Publishing Services.
11. (1997) СНиП 2.05.06-85 Магистральные трубопроводы. Строительные нормы и правила. Москва, ВНИИСТ Миннефтегазстроя.
12. Hobbacher, A. (2008) Recommendations for Fatigue Design of Welded Joints and Components. International Institute of Welding. Doc. XIII-2151r4-07/XV-1254r4-07. Paris, France, October 2008.
13. Furrer, D.U., Semiatin, S.L. (2009) ASM Handbook. Volume 22A. Fundamentals of Modeling for Metals Processing. Edit. Ohio, ASM International.
14. Meng, B., Gu, C.H., Zhang, L. et al. (2017) Hydrogen effects on X80 pipeline steel in high-pressure natural gas/ hydrogen mixtures. International Journal of Hydrogen Energy, 42, 11, 7404–7412. DOI: https://doi.org/10.1016/j. ijhydene.2016.05.145.
15. Stalheim, D., Boggess, T., SanMarchi, C. et al. (2010) Microstructure and mechanical property performance of commercial grade API pipeline steels in high pressure gaseous hydrogen. In: Proceedings of IPC 2010 8th International Pipeline Conference Calgary, Canada.

---

Реклама в цьому номері:

---