On risk assessment of trunk gas pipelines operation with crack-like defects
Keywords:
gas pipeline, corrosion-mechanical crack-like defect, corrosion fatigue crack, failure pressure, critical stress intensity factor, critical size of through-wall crack.Abstract
A fracture process of gas pipeline metal was studied with using of the results of experimental data of cyclic
crack growth resistance of exploited steel 10Г2ФБ, method of failure pressure assessment for gas pipeline with corrosion-mechanical crack-like defects and method of numerical assessment of kinetics and shape evolution of corrosion fatigue cracks during their propagation in wall of gas pipeline. Applied methods are able to interpret the main stages of fracture process and to forecast the possibility of further operation of defected gas pipelines. It has been shown that the term of safe operation of trunk gas pipeline can be determined by the period of propagation of corrosion-mechanical crack-like defects and conditions of nucleation and growth of corrosion fatigue cracks. Also it was established that term of safe operation of gas pipeline depends on shape and length of crack-like defects and influence of corrosive environment. The conditions for catastrophic (avalanche-like) fracture of pipe are defined.
Downloads
References
2. Иванцов О. М. Надежность магистральных трубопроводов / О. М. Иванцов, В. И. Харитонов. – М.: Недра, 1978. – 167 с.
3. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические
аспекты. Функционирование и развитие сложных
народно-хозяйственных, технических энергетических,
транспортных систем, систем связи
и коммуникаций. Раздел второй. – М.: МГФ „Знание”, 1998. – 416 с.
4. Андрейків О. Є. Механіка руйнування і довговічність матеріалів у водневмісних середовищах
/ О. Є. Андрейків, О. М. Гембара. – К.: Наук. думка, 2008. – 345 с.
5. Никифорчин Г. М. Розвиток і поширення підходів RIMAP в Україні / Г. М. Никифорчин, О. З. Студент //Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2004. – Т. 40, № 5. – С. 123–124.
6. Toth L. RIMAP project – RIMAP NAS Network / L. Toth, H. Nykyforchyn // Фізикохімічна механіка матеріалів. – 2002. – Т. 38, № 4. – С. 136.
7. Ориняк І. В. Наукові і організаційні засади впровадження ризик-аналізу в практику управління цілістю магістральних трубопроводів / І. В. Ориняк, М. В. Бородій, А. С. Батура // Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин („РЕСУРС”): звітна сесія цільової комплексної програми, 6-8 січня 2006 р.: наук.-техн. збірник під заг. ред. Б. Є. Патона. – К.: Національна академія наук України, Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона, 2006. – С. 11-15.
8. Крижанівський Є. І. Корозійно-воднева деградація нафтових і газових трубопроводів та її запобігання: [наук.-техн. посіб. у 3-х т.] / Є. І. Крижанівський, Г. М. Никифорчин; під заг. ред. В. В. Панасюка. – Івано-Франківськ – Львів: вид-во Івано-Франківського національного ьтехнічного університету нафти і газу, 2011. – Т. 1: Основи оцінювання деградації трубопроводів. – 2011. – 457 с.
9. Сивоконь И. С. Проблемы локальной коррозии трубопроводов и ее влияние на целосность
трубопроводов / И. С. Сивоконь // Територия „Нефтегаз”. – 2008. – № 3. – С. 50–54.
10. Pipeline safety: Pipeline integrity management in high consequence areas (gas transmission
pipelines) // Federal Register. Pt II. – Department of Transportation. 2003. 68, N 18.P. 4315.
11. Dzibuinski M. Metodyka ilosciowego scacowania ryzyku dla zagrozen zwiazanych z transportem substancji niebezpiecznych w rurociangach dalekosieznych / M. Dzibuinski, A. S. Markowski, M. Fratchak // Zarzadanie ryzykem w ekspluatacji rurociagow: VII Krajowa konferencia tecnichna: materialy konferencji. – Gdansk: Instytut Morza, 2004. – S. 9-18.
12. Инструкция по комплексному обследованию и диагностике магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением: СТО Газпром 2-2.3- 173-2007. – Введ. 2008-31-01. – М.: ООО „ИРЦ Газпром” – 30 с. – (Стандарт организации. Инструкция).
13. ДСТУ–Н Б В.2.3.-21:2008 Настанова визначення залишкової міцності магістральних трубопроводів з дефектами. – К.: Мінрегіонбуд України, 2008. – 68 с.
14. Махненко В. И. Вероятностная методика ранжировки дефектов магистральных газопроводов для их ремонта без вывода из эксплуатации / В. И. Махненко, А. С. Миленин // Збірник наукових праць НУК. – Миколаїв: НУК, 2009. – №4 (427). – С. 3-12.
15. Ничипоренко М. В. Досвід діагностування магістральних газопроводів ДК "Укртрансгаз" за допомогою внутрішньо трубних інспекцій поршнів / М. В. Ничипоренко, Є. Б. Іваник // Трубопровідний транспорт. – 2010. – № 6 (66).– С. 7-8.
16. Махутов Н. А. Техническое диагностирование, неразрушающий контроль и оценка
риска / Н. А. Махутов, В. Н. Панчиков,
В. И. Иванов // Нефть и газ Западной Сибири: у 4-х томах / под общ. ред. О. Ф. Данилова: междунар.
науч.-техн. конф., 19-20 окт. 2011 г.: материалы конференции. – Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2011. – Т2 – С. 317–321.
17. Похмурський В. І. Зміна механічних та електрохімічних характеристик сталі газопроводiв після тривалої експлуатації / В. І. Похмурський, Є І. Крижанівський // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. – 2009. – № 3 (21). – С. 5-10.
18. Красовський А. Я. Оцінка залишкового ресурсу трубопроводу, ушкодженого стресскорозією / А. Я. Красовський, І. В. Ориняк, І. В. Лохман // Трубопровідний транспорт. – 2011. – № 2 (68). – С. 18-21.
19. Никифорчин Г. М. Чутливість механічних, корозійно-механічних та електрохімічних властивостей до експлуатаційної деградації сталей магістральних трубопроводів / Г. М. Никифорчин, О. Т. Цирульник, М. І. Греділь // Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин: збірник наук. статей
за результатами виконання цільової комплексної програми наукових досліджень НАН України у 2007-2009 рр.: зб. статей; під заг. ред. Б. Є. Патона. – К.: Національна академія наук України. Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона, 2009. – С. 29-32.
20. Грабовський Р. С. Встановлення ресурсних можливостей тривало експлуатованих нафтогазопроводів / Р. С. Грабовський // Фізикохімічна механіка матеріалів. – 2009. – № 2. – С. 145-152.
21. Рибаков А. О. Оцінка стану деформаційного старіння металу газопроводів при використанні
сталі контрольованої прокатки / А. О. Рибаков, С. Є. Семенов, Л. В. Гончаренко // Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин („РЕСУРС”): звітна сесія цільової комплексної програми, 6-8 січня 2006 р.: наук.-техн. збірник під заг. ред. Б. Є. Патона. – К.: Національна академія наук України, Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона, 2006. – С. 324-327.
22. Мазур И. И. Безопасность трубопроводных систем / И. И. Мазур, О. М. Иванцов – М.: Елима, 2004. – 703с.
23. Смоляк Т. І. Розрахунок міцності газопроводів ьз корозійними дефектами / Т. І. Смоляк , І. І. Капцов, В. І. Холодов [та ін.] // Нафтова і газова промисловість. – 2005. – № 4. – С. 31-33.
24. Механіка руйнування і міцність матеріалів: довідн. посібник / під заг. ред. В. В. Панасюка. – Том 7: Надійність та довговічність елементів конструкцій теплоенергетичного устаткування / І. М. Дмитрах, А. Б. Вайнман, М. Г. Стащук, Л. Тот; під ред. І. М. Дмитраха. – К.: ВД „Академперіодика”, 2005. – 378 с.
25. Грабовський Р. С. До оцінки катастрофічного руйнування трубопроводу з тріщиноподібними
дефектами / Р. С. Грабовський, В. С. Лужецький // Наукові нотатки: міжвузівський збірник. – Луцьк: Луцьк. держ. техн. ун-т, 2006. – Вип. 19. – С. 56-63. – (напрям „Інженерна механіка”).
26. Басиев К. Д. Стресс-коррозионные процессы в металле и сварных соединениях магистральных газопроводов / К. Д. Басиев, К. М. Дзиоев // Територия „Нефтегаз”. – 2010. – № 12. – С. 30-33.
27. Каранович Е. В. Анализ причин аварий на магистральных газопроводах / Е. В. Каранович // Нефть и газ Западной Сибири: у 4-х томах ; под общ. ред. О. Ф. Данилова: материалы междунар. науч.-техн. конф., (Тюмень, 19-20 окт. 2011 г.). – Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2011. – Т2 – С. 41-43.
28. Панасюк В. В. Механика квазихрупкого разрушения материалов / Панасюк В. В. – К.: Наук. думка, 1991. – 416 с.
29. Митрохин М. Ю. Анализ средств и технологий технического диагностирования и отбраковки
труб при проведении капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов
ОАО „Газпром” / М. Ю. Митрохин, И. И. Велиюлин, А. Н. Касьянов [и др.] // Територия „Нефтегаз”. – 2010. – № 12. – С. 5-60.
30. Методика продления срока безопасной эксплуатации магистральных газопроводов
ОАО „Газпром” СТО Газпром 2-3.5-252-2008. – Введ. 2009-04-15. – М.: ООО „ИРЦ Газпром” – 60 с. – (Стандарт организации).
31. Pluvinage G. Pipe defect assessment based on limit analysis, failure assessment diagram and
subcritical crack growth / G. Pluvinage // Фізикохімічна механіка матеріалів. – 2006. – Т. 42, № 1. – С. 119-127.
32. DNV-RP-F1001: Corroded pipelines. – Det Norske Veritas. – 1999.
33. ASME B31G-1991. Manual for determining the remaining strength of corroded pipelines. – New York, USA: The American Society of Mechanical Engineers, American Nation Standard Institute, 1991.
34. Choi J. B. Development of limit load solutions for corroded gas pipelines / J. B. Choi, B. K. Goo, J. C. Kima [et al.] // Int. J. Pressure Vessel and Piping. – 2003. – Vol. 80, №2. – P. 121–128.
35. Structural Integrity Assessment Procedures for European Industry (Final Procedure, 1999 Brite-Euram Project No BE95-1426). – Rotherham: British Steel, 1999.
36. R/H/R6 „Assessment of the Integrity of Structures Containing Defects”. – British Energy General Ltd. 4th edition, 2000.
37. Грабовський Р. С. Оцінка міцності газопроводу з корозійними дефектами / Р. С. Грабовський,
І. М. Фартушок, Т. М. Горб’як [та ін.] // Наукові нотатки: міжвузівський збірник. – Луцьк: Луцьк. держ. техн. ун-т, 2008. – Вип. 21. – С. 35-43. – (напрям „Інженерна механіка”). довідн. посібник ; під заг. ред. В. В. Панасюка / [Г. М. Никифорчин, С. Г. Поляков, В. А. Черватюк, І. В. Ориняк та ін.]. – Львів: Сполом, 2009. – Том 11: Міцність і довговічність нафтогазових трубопроводів і резервуарів; під ред. Г. М. Никифорчина – 504 с.
39. Крижанівський Є. І. Методика оцінювання навантаження газопроводу внутрішнім тиском / Є. І. Крижанівський, О. С. Тараєвський, С. Й. Тараєвський // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. – 2008. – № 1 (17). – С. 63-66.
40. Емельянов А. В. Оценка служебных характеристик спиральношовных труб для магистральных
газонефтепроводов методами полномасштабных испытаний / А. В. Емельянов, В. И. Столяров, В. И. Казачков // Територия „Нефтегаз”. – 2010. – № 8. – С. 70-73.
41. Крижанівський Є. І. Вплив нерівномірності газоспоживання на напружений стан трубопроводу / Є. І. Крижанівський, О. С. Тараєвський // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2004. – №3 (12). – С. 31-34.
42. Крижанівський Є. Дослідження корозійно-втомних характеристик сталі 17Г1С магістрального газопроводу / Євстахій Крижанівський, Олег Тараєвський // Проблеми корозії та протикорозійного захисту матеріалів (Корозія2006): у 2-х томах [спецвипуск журналу „Фізико-хімічна
механіка матеріалів”]: VIII міжн. конф.-вист., 6-8 черв. 2006 р.: збірник праць. – 2006. – Спец. вип. №5. – С. 290-295.
43. Борисенко В. Коррозионное разрушение газопровдов / Владимир Борисенко, Юрий Нихаенко,
Виктор Крикун // Проблеми корозії та протикорозійного захисту матеріалів (Корозія2006): у 2-х томах [спецвипуск журналу „Фізико-хімічна механіка матеріалів”]: VIII міжн. конф.-вист., 6-8 черв. 2006 р.: збірник праць. –
2006. – Спец. вип. №5. – С. 296-299.
44. Дмитрах І. М. Вплив корозійних середовищ на локальне руйнування металів біля
концентраторів напружень / І. М. Дмитрах, В. В. Панасюк. – Львів: Національна академія наук України. Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка, 1999. – 341 с.
45. Грабовский Р. С. Установка для испытаний конструкционных материалов на циклическую
коррозионную трещиностойкость / Р. С. Грабовский, И. Н. Дмытрах, Я.Н. Пукас [и др.]. – М., 1989. – 8 с. – Деп. в ВИНИТИ 10.11.89, №6768–В 89.
46. Грабовський Р. С. Оцінка ресурсних можливостей магістральних газопроводів із експлуатаційними дефектами / Р. С. Грабовський // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2010. – №4 (37). – С. 71-82.
47. Механика разрушения и прочность материалов: справ. пособ. в 4-х т. / под общ. ред. В. В. Панасюк. – К.: Наук. думка, 1988-1990.
48. Щербаков С. Г. Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа / С. Г. Щербаков. –
М.: Наука, 1982. – 207 с.
49. Фридман Я. Б. Механические свойства
металлов. Механические испытания. Конструкционная прочность: в 2 т. / Я. Б. Фридман. – М.: Машиностроение, 1974. – Т.2. – 368 с.
50. Грабовський Р. До оцінки кінетики росту втомних тріщин в стінках трубопроводів / Р. Грабовський, В. Лужецький, Т. Горб’як // Машинознавство. – 2005. – №4 (94). – С. 7-10.
51. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий: ГОСТ 24755-89. – [Введ. 01.01.90] – М.: Госстандарт СССР, 1989. – 56 c. – (Государственный стандарт).
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Авторські права....