автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Влияние упругопластической деформации на коррозионно-механические характеристики трубных сталей

На правах рукописи

Зорин Александр Евгеньевич

ВЛИЯНИЕ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА КОРРОЗИОННО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ

Специальность 05.02.01 — «Материаловедение»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009

003474057

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина и ОАО «Газпром» ДОАО «Оргэнергогаз»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор A.B. Мурадов

доктор технических наук, Ю.И. Матросов кандидат технических наук, Г.Р. Шнейдоров

Ведущая организация: Институт металлургии и металловедения

им. А.А. Байкова РАН

Защита состоится «30» июня 2009г. в 15.00 в аудитории 607 на заседании диссертационного совета Д.212.200.10 при Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, д. 65

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, с подписью составителя и заверенный печатью организации, просим направлять по адресу диссертационного совета.

Автореферат разослан « гв » мая 2009 года

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Л.А. Ефименко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Надежность и полнота обеспечения российских потребителей нефтью и природным газом и увеличение объемов их экспорта в значительной мере зависят от работоспособности и долговечности протяженных систем магистральных нефтегазопроводов, и требования, предъявляемые к этим параметрам, растут из года в год.

Магистральные трубопроводы на всем протяжении своего жизненного цикла испытывают воздействия, характеризуемые различным уровнем упругопластического деформирования стенки трубы: транспортировка труб к месту строительства, монтажно-сварочные работы, длительная эксплуатация в условиях сезонной подвижки и пучения фунтов, техногенное воздействие и т.д.

Известно, что упругопластическое деформирование вызывает сложные и многообразные процессы в структуре кристаллических материалов начиная от мезо- до макроуровня. Эти процессы существенно меняют коррозионно-механические характеристики материалов, особенно если это холодная пластическая деформация. Исчерпание запаса пластичности конструкционными сталями и сплавами обычно связывают со снижением их эксплуатационных характеристик, что часто и определяет существующие технологические нормы при испытании трубопроводов повышенным давлением, при котором в стенке трубы создаются напряжения значительно ниже условного предела текучести.

Статистика отказов нефтегазопроводов показывает, что около 20% разрушений происходит на трубопроводах, находящихся в эксплуатации до 5 лет, что указывает на низкую эффективность существующих режимов испытаний.

Анализируя зарубежный опыт испытания трубопроводов как на стадии строительства, так и при проведении ремонтных работ, видно, что использование, например, стресс-теста, когда в стенке трубы создаются напряжения выше условного предела текучести, позволяет выявить большее количество дефектов критического и докритического размеров, существенно снизить сварочные и монтажные напряжения.

Сдерживающей причиной более широкого использования таких методов как стресс-тест, является недостаток информации о влиянии пластической деформации на коррозионно-механические характеристики трубных сталей и их сварных соединений в зависимости от срока эксплуатации.

Данная работа направлена на дальнейшее изучение влияния различной степени упругопластической деформации на коррозионно-механические характеристики трубных сталей и их сварных соединений с учетом срока эксплуатации, что в случае получения положительных результатов даст

основания для корректировки режимов испытаний, норм выбраковки с дефектами типа «вмятина» и т.п.

Целью работы является определение пороговых значений пластической деформации исследуемых трубных сталей в исходном состоянии и после длительной эксплуатации, при которых наблюдается снижение эксплуатационной надежности трубопроводов.

Основные задачи исследования:

• Исследовать процесс накопления рассеянной поврежденности трубными сталями в процессе длительного нестационарного нагружения и ее влияние на сопротивляемость усталостному разрушению.

• Оценить влияние предварительной пластической деформации на сопротивляемость зарождению и развитию усталостного разрушения трубных сталей от поверхностного трещиноподобного концентратора напряжений на воздухе и в модельной коррозионно-активной среде.

• Выявить причины коррозионного растрескивания под напряжением (КРН) трубных сталей феррито-перлитного класса в нейтральных коррозионно-активных средах при развитии пластической деформации.

Методы исследований: механика разрушения, механические и циклические испытания крупномасштабных образцов по критериям механики разрушения, натурные испытания трубных плетей, электронная фрактография усталостных изломов, трансмиссионная электронная микроскопия.

Научная новизна и основные научные результаты:

Установлено, что для всех испытанных трубных сталей феррито-перлитного класса существует некоторый порог значений предварительной пластической деформации при достижении которого наблюдается некоторое повышение, а последующий рост пластической деформации сопровождается падением циклической трещиностойкости. Так для стали 20 и ее сварных соединений по достижении 4-5 % холодной пластической деформации трещиностойкость не меняется, а при дальнейшем ее росте до 16% наблюдается плавное снижение. Для стали 09Г2С и ее сварных соединений 4% предварительной холодной пластической деформации приводит к увеличению трещиностойкости, а после 5-6% к резкому, почти двукратному падению при 8-10%. Сталь 17Г1С до 3% увеличивает трещиностойкость в большей степени, чем сталь 09Г2С, но при дальнейшем росте пластической деформации до 10% трещиностойкость снижается плавно, аналогично стали 20.

Показано, что длительная эксплуатация магистральных трубопроводов в условиях нестационарного нагружения сопровождается активным ростом рассеянной поврежденности в трубных сталях, приводящей к снижению

пластических свойств и сопротивляемости разрушению. Так 20 лет эксплуатации магистральных трубопроводов из стали контролируемой прокатки Х70 в условиях Крайнего Севера и 27 лет из стали 17Г1С привело к снижению критического значения коэффициента интенсивности напряжений на крупномасштабных образцах при циклическом нагружении со 150-170 МПам"2 до 90-105 МПам"2 и 140-145 МПа-м"2 до 70-85 МПа-м"2 для основного металла, со 115-130 МПа-м"2 до 77-93 МПа-м"2 и 105-130 МПа-м"2 до 57-63 МПа-м"2 для стыкового сварного соединения соответственно.

Упругопластическое деформирование трубных сталей феррито-перлитного класса сопровождается ростом плотности дислокаций и изменением субструктуры феррита, приводящей к изменению коррозионно-механических характеристик. На примере стали 17Г1С показано, что длительная эксплуатация формирует дислокационную структуру типа «леса» с плотностью дислокаций рлсса~ 10ю см'2 , характеризующуюся низкими коррозионно-механическими характеристиками. Последующее пластическое деформирование на уровне 1,7-2% повышает эксплуатационные характеристики стали 17Г1С после длительной эксплуатации до момента формирования в феррите ячеистой субструктуры с плотностью дислокаций р„,, ~ 1011 см"2. С этого момента сталь 17Г1С становится склонна к коррозионному растрескиванию под напряжением в нейтральных средах.

Практическая значимость. Проведенные исследования дают основание для оптимизации режимов гидравлических испытаний трубопроводов в зависимости от марки стали и срока их службы с целью повышения выявляемое™ критических и докритических дефектов как на стадии строительства, так и после проведения ремонтных работ, что положительно скажется на эксплуатационной надежности магистральных нефтегазопроводов.

Полученные результаты испытания трубной плети могут быть использованы для пересмотра действующей в настоящее время в ОАО «Газпром» нормативного документа «Инструкция по оценке дефектов труб и соединительных деталей при ремонте и диагностировании магистральных газопроводов» в части норм оценки критичности вмятин, что позволит снизить материальные расходы при проведении ремонтных работ, не снижая требуемую надежность газопровода.

Достоверность полученных результатов обеспечивается: методологией исследований, основанных на трудах зарубежных и отечественных ученых; испытанием крупномасштабных образцов и полноразмерных элементов конструкций по критериям механики разрушений; привлечением современных методов структурного анализа

исследуемых сталей; использованием статистических данных и сопоставлением результатов расчетов и экспериментов с результатами других авторов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались: на 60-й Межвузовской студенческой научной конференции РГУ нефти и газа (апрель 2006), конференции «Пути объединения потенциала науки в интересах решения актуальных фундаментальных и прикладных проблем субъектов РФ» (июнь 2007), на расширенном научном семинаре кафедр «Материаловедения и неметаллических материалов» и «Сварка и мониторинг нефтегазовых сооружений» РГУ нефти и газа (май 2009).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 5 статьях, 2 из которых в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и общих выводов. Основное содержание и общие выводы изложены на 137 страницах машинописного текста. Диссертация содержит 42 рисунка и 12 таблиц. Список литературы включает 123 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность исследования, сформулированы цель, задачи, научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе на основе анализа литературных данных рассмотрены особенности эксплуатации магистральных нефтегазопроводов подземной прокладки. Отмечено, что условия работы металла в трубах высокого давления сугубо специфичны и резко отличаются от условий работы металла в других стальных сварных конструкциях. Говоря о наиболее существенных факторах формирующих реальное напряженно-деформированное состояние стенки трубопровода следует выделить цикличность нагружения внутренним давлением, высокий уровень упругопластических деформаций при сезонной подвижке фунтов, неизбежное наличие поверхностных концентраторов напряжения (рисок, царапин, задиров, вмятин), двухосность напряженно-деформированного состояния, подверженность воздействию коррозионно-активных сред, эксплуатацию в широком диапазоне температур от -50 до +60°С.

Анализ условий эксплуатации и случаев разрушения сосудов давления показывает, что основным фактором, определяющим возникновение и развитие трещины в металле конструкции, является циклическое изменение напряжений, связанное с изменением рабочего давления.

В зависимости от уровня возникающих в конструкции напряжений при циклическом нагружении, образование усталостных трещин в металле определяется различными физическими механизмами. В области упругопластического нагружения возникновение усталостных трещин определяется развитием макроскопических пластических деформаций во всем объеме металла. При напряжениях 0,6от< а <ат накопление усталостных повреждений материала обусловлено микронеоднородностью напряжений в поликристаллическом теле, в связи с чем в отдельных зернах металла при циклическом нагружении протекают процессы пластической деформации, приводящие к образованию усталостных микротрещин. В случае о < 0,6от усталостное разрушение также связано с образованием линий скольжения, но их возникновение и развитие обусловлены диффузионными процессами, вызванными циклическим нагружением металла.

Напряженное состояние трубопровода способствует протеканию коррозионных процессов, являющихся одной из наиболее важных проблем при эксплуатации трубопроводов. Вследствие сообщения металлу добавочной энергии понижается его термодинамическая устойчивость, так как иону деформированного металла легче покинуть решетку по сравнению с ионами недеформированного металла ввиду более низкой работы выхода, при этом под действием механических напряжений в кристаллической решетке металла равновесный электродный потенциал становится более отрицательным (механохимический эффект), что также ускоряет коррозию. Нарушения под действием деформации сплошности и ухудшения защитных свойств поверхностных пленок приводит к тому, что в пленке, образующейся на деформированном или находящемся в напряженном состоянии металле, в начальный момент действия электролита больше трещин, причем большего размера, чем на недеформированном металле. Повышается степень неоднородности металла, связанная с появлением под действием деформации дефектов кристаллической решетки и новых анодных фаз.

Изучение случаев разрушения нефтегазопроводов показывает, что они не были связаны с недостаточным запасом прочности, т. е. не вызваны превышением действующих кольцевых напряжений над расчетными. Большинство разрушений было обусловлено недостаточной сопротивляемостью стали труб зарождению трещин, потерей продольной устойчивости при температурных воздействиях, поперечным изломом труб при просадке грунта и коррозионными повреждениями. Кроме этого, значительное число аварий имеет место в первые годы эксплуатации, причиной тому дефекты труб, не обнаруженные на трубных заводах и пропущенный брак строительно-монтажных работ.

Конечной контрольной операцией необходимой для устранения подобного рода дефектов являются приемочные испытания на прочность и герметичность. В связи с этим, можно говорить о несовершенстве

нормативных методик испытания трубопроводов, не гарантирующих их надежность и безопасность даже в первые годы эксплуатации.

Вопросами влияния упругопластической деформации при статическом и циклическом деформировании феррито-перлитных сталей и их сварных соединений на сопротивляемость разрушению на воздухе и в коррозионно-активных средах в разное время занимались как академические институты: ИМЕТ им. A.A. Байкого, ЦНИИЧерМет им. И.П. Бардина, так и отраслевые институты: ВНИИСТ и ВНИИГаз. Среди отечественных ученых следует выделить Анучкина М.П., Болотина В.В., Ботвину Л.Д., Горицкого В.М., Гумерова А.Г., Зорина Е.Е., Иванову B.C., Иванцова О.М., Колмогорова В.Л., Махутова H.A., Стеклова О.И., Терентьева В.Ф. Однако, влиянию упругопластической деформации на трубные стали после длительной эксплуатации в условиях нестационарного нагружения и воздействия нейтральных коррозионно-активных сред уделялось значительно меньше внимания.

Учитывая все вышеизложенное, сформулирована цель работы и задачи исследования.

Вторая глава посвящена исследованию влияния длительности эксплуатации трубных сталей 17Г1С, Х70 и их сварных соединений на сопротивляемость. разрушению от поверхностных трещиноподобных концентраторов напряжений.

Для испытаний вдоль трубы вырезались сегменты длиной 450мм и шириной 120мм. Образцы, сталь контролируемой прокатки Х70, вырезались из труб диаметром 1420мм, толщина стенки 18,5мм из аварийного запаса и после 20 лет эксплуатации на Уренгойском ГКМ, сталь 17Г1С также из труб аварийного запаса и после 27 лет эксплуатации на участке Ухта-Торжок 2-я нитка. Так же испытывались образцы со стыковыми монтажными швами после длительной эксплуатации и стыковыми соединениями, выполненными ручной дуговой сваркой по монтажной технологии. Химический анализ и механические испытания подтвердили аналогичность труб аварийного запаса и после длительной эксплуатации.

Из крупномасштабных сегментов изготавливались образцы для циклических испытаний при одноосном растяжении. Концы сегментов выпрямлялись на прессе для захвата машиной ЦД-100-ПУ (Германия). Рабочая часть формировалась таким образом, чтобы ее ширина была не менее 6 толщин, тогда в центральной части, составляющей 30-35% от ширины, при одноосном растяжении реализуется двухосное напряженно-деформированное состояние (НДС) аналогичное НДС стенки трубы нагруженной внутренним давлением. Поверхностный концентратор напряжений наносился в центре рабочей части образца фрезой толщиной 0,2мм на глубину 2,0мм и протяженностью 20,0мм. В образцах с поперечным сварным швом удалялось его усиление с обеих

сторон и концентратор наносился по зоне сплавления лицевого шва. Образцы при испытании доводились до разрушения.

Для построения кинетических диаграмм усталостного разрушения (КДУР) использовался метод «меток». Процесс циклического нагружения имел две фазы: рабочую и фазу нанесения метки. Для нанесения метки максимальные напряжения за цикл без остановки испытания снижались на 30-40% при сохранении асимметрии цикла. После постановки метки рабочий режим восстанавливался. В нашем случае количество рабочих циклов между метками равнялось 3-104 циклов и 5-103 циклов для постановки метки.

Снижение максимальных напряжений за цикл уменьшает скорость подрастания усталостной трещины и меняет шероховатость излома, что четко фиксирует фронт трещины. На фотографии рис.1 представлен усталостный излом с параметрами развивающейся поверхностной трещины.

Результаты испытаний показали, что длительная эксплуатация магистральных трубопроводов в условиях нестационарного нагружения сопровождается активным ростом рассеянной поврежденности в трубных сталях, приводящей к снижению пластических свойств и сопротивляемости разрушению. Так для трубных сталей Х70 и 17Г1С регистрируется снижение критического значения коэффициента интенсивности напряжений со 150-170 МПа-м"2 до 90-105 МПа-м"2 и 140145 МПа-м"2 до 70-85 МПа-м"2 для основного металла, со 115-130 МПа-м"2 до 77-93 МПа-м"2 и 105-130 МПа-м"2 до 57-63 МПа-м"2 для стыкового сварного соединения соответственно (рис. 1).

Фрактографический анализ поверхности усталостного излома основного металла стали Х70 (рис. 2) показал, что металл из труб аварийного запаса разрушается вязко, четко видны усталостные фасетки, а на металле после 20 лет эксплуатации характер разрушения квазихрупкий.

Третья глава посвящена оценке циклической трещиностойкости трубных сталей 20, 09Г2С и 17Г1С в зависимости от уровня предварительной холодной деформации. Испытанию в условиях одноосного циклического растяжения подвергались крупномасштабные сегменты, вырезанные из труб в состоянии поставки. Стыковые швы изготавливались по монтажной технологии ручной дуговой сваркой. Методика подготовки образцов для циклических испытаний и нанесения поверхностного трещиноподобного концентратора напряжений изложена в главе 2 данного реферата.

Образцы из основного металла и со сварным швом из стали 20 и 09Г2С подвергались предварительной холодной пластической деформации на уровне 2-3, 5-6, 8-10, 12-13 и 16%. Образцы из основного металла стали 17Г2С на 3,0-3,2, 5-6 и 8-10%. Значения холодной пластической деформации фиксировались по реперной сетке, нанесенной на рабочей

поверхности образца, при помощи инструментального микроскопа. Образцы в процессе испытаний доводились до разрушения.

0,00001 ----

0 50 100 150 200

К,МПа*мЛ1/2

Рисунок 1. Кинетические диаграммы усталостного разрушения образцов из трубной стали Х70 монтажное стыковое сварное соединение после 20 лет эксплуатации; основной металл после 20 лет эксплуатации; А-стыковое сварное соединение труб аварийного запаса; основной металл труб аварийного запаса

Результаты испытаний показали, что для всех испытанных трубных сталей феррито-перлитного класса существует некоторый порог значений предварительной пластической деформации при достижении которого наблюдается некоторое повышение, а последующий рост пластической деформации сопровождается падением циклической трещиностойкости. Так для стали 20 и ее сварных соединений по достижении 4-5 % холодной пластической деформации трещиностойкость не меняется, а при дальнейшем ее росте до 16% наблюдается плавное снижение. Для стали 09Г2С и ее сварных соединений 4% предварительной холодной пластической деформации приводит к увеличению трещиностойкости, а

В состоянии поставки

Х 1000 Х3000 Х1000

Рисунок 2. Фрактограммы поверхностей усталостного разрушения трубной стали класса прочности Х70 от поверхностного концентратора напряжений

после 5-6% к резкому, почти двукратному падению при 8-10%. Сталь 17Г1С до 3% увеличивает трещиностойкость в большей степени, чем сталь 09Г2С, но при дальнейшем росте пластической деформации до 10% трещиностойкость снижается плавно, аналогично стали 20 (рис. 3).

Рисунок 3. Зависимости циклической долговечности крупномасштабных образцов с поверхностным концентратором напряжений от уровня предварительной пластической деформации

Некоторое повышение циклической долговечности образцов с малыми значениями предварительной холодной пластической деформацией 2-3% можно объяснить эффектом деформационного упрочнения вызванного микротекучестью и началом негомогенной деформации Людерса-Чернова, проходящей по всему объему образца. В условиях циклического приложения нагрузок микропластическая деформация

развивается дальше в благоприятно ориентированных зернах, причем наиболее интенсивно она протекает в приповерхностных слоях металла глубиной порядка размера зерна и преимущественно в области границ зерен. Все это приводит к деконцентрации напряжений в вершинах субмикротрещин, торможению развивающейся поверхностной макротрещины и повышению циклической долговечности образца.

Дальнейшее увеличение предварительной деформации сопровождается интенсивным повышением плотности дислокаций и формированием дислокационной ячеистой структуры. На поверхности металла образцов появляются субмикротрещины размером 1-5 мкм. Интенсивность протекания этих процессов и определяет степень снижения циклической долговечности образцов из той или другой трубной стали.

В четвертой главе рассмотрены коррозионно-механические характеристики трубной стали 17Г2С после длительной эксплуатации и упругопластического деформирования.

Испытывалась плеть из труб 17Г1С после 27 лет эксплуатации с критическими дефектами типа «вмятина» диаметром 1020мм и толщиной стенки 11мм. Трубы сваривались в плеть электродами У ОНИ 13/55 диаметром Змм. На двух вмятинах были нанесены отрезным диском толщиной 2,0мм продольные поверхностные концентраторы напряжений длиной 100мм и глубиной 2 и Змм. Трубная плеть циклически нагружалась внутренним давлением и после 1-104 циклов доводилась до разрушения.

С помощью метода конечных элементов был произведен расчет упругопластических деформаций стенки трубы диаметром 1020мм с толщиной стенки 12мм в районе вмятины глубиной 6% от диаметра. Результаты показали, что максимальный уровень пластической деформации существует по контуру вмятины и составляет от 1,3 до 1,7%.

При тензометрировании деформаций в процессе нагружения оптоволоконными датчиками уровень максимальных значений соответствовал 1,2 - 1,4%, что свидетельствует о корректности применения метода конечных элементов для расчета пластической деформации стенки трубы в зоне концентраторов напряжений типа «вмятина».

При нагружении до разрушения порыв трубы произошел по нанесенному концентратору напряжений во вмятине, при этом было зарегистрировано, что большинство вмятин выровнялось.

Из труб стали 17Г1С после длительной эксплуатации и после испытаний в плети вырезались вдоль образующей вне зоны вмятин крупномасштабные образцы для коррозионно-механических испытаний при одноосном циклическом нагружении. Образцы изготавливались и

испытывались по методике, изложенной в главе 2 настоящего автореферата с той лишь разницей, что в рабочей части образцов наносились два поверхностных трещиноподобных концентратора напряжений на расстоянии 70мм друг от друга. Это делалось с цель вести одновременно испытания на воздухе и в коррозионно-активной среде.

Коррозионная ячейка крепилась на поверхность с концентратором напряжений и изолировалась от других частей образца. При разрушении образца по концентратору напряжений в среде, проводили долом по другому концентратору. В качестве коррозионной среды, имитирующей грунтовый электролит, был выбран 3% водный раствор с рН=7,0. Фотографии усталостных разрушений образцов на воздухе и в коррозионной среде представлены на рис. 4.

Построение кинетических диаграмм усталостного разрушения на воздухе и в среде показало, что образцы из труб после испытаний в плети значительно увеличили свою трещиностойкость как на воздухе, так и в коррозионно-активной среде (на 37-45%) по сравнению с образцами, вырезанными из труб после длительной эксплуатации, но не деформированных в составе плети (рис. 4). Однако, при текущем значении коэффициента интенсивности напряжений в вершине развивающейся усталостной трещины равном 160-175 МПа-м|/2 , сталь 17Г1С стала склонна к коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН).

Изучение изломов образцов в коррозионно-активной среде показало следующие особенности: разрушение образцов, вырезанных из труб после проведения стендовых испытаний, имеет две стадии коррозионно-механического разрушения. Первая стадия охватывает участок протяженностью до 2/3 толщины образца, где поверхностная трещина развивается по типу усталостного разрушения ускоренного средой, а оставшийся участок, до момента перехода поверхностной трещины в сквозную, по типу КРН.

Для объяснения полученных результатов было проведено изучение мезоструктуры феррита с помощью трансмиссионной электронной микроскопии.

Было установлено, что упругопластическое деформирование трубных сталей феррито-перлитного класса сопровождается ростом плотности дислокаций и изменением субструктуры феррита, приводящей к изменению коррозионно-механических характеристик. На примере стали 17Г1С показано, что длительная эксплуатация формирует дислокационную структуру типа «леса» с плотностью дислокаций рлсса~ Ю10 см" , характеризующуюся низкими коррозионно-механическими характеристиками. Последующее пластическое деформирование на уровне 1,7-2% повышает эксплуатационные характеристики стали 17Г1С после длитель-

ной эксплуатации до момента формирования в феррите ячеистой субструктуры с плотностью дислокаций ряч~ ]0" см"2 (фото на рис. 4). С этого момента сталь 17Г1С становится склонна к КРН в нейтральных средах.

1дШШЫ). т

К. МПа -«'

Рисунок 4. КДУР стали 17Г1С на воздухе и в коррозионной среде • - образцы в среде после испытаний в плети; Ж - образцы на воздухе после испытаний в плети; о- образцы в среде до испытаний в плетщ Д-образцы на воздухе до испытаний в плети

Основные выводы и результаты работы

1. Упругопластическое деформирование трубных сталей феррито-перлитного класса и их сварных соединений до некоторых пороговых значений повышает, а после длительной эксплуатации частично восстанавливает коррозионно-механические характеристики в условиях циклического нагружения в нейтральных коррозионно-активных средах.

2. Установлено, что для всех испытанных трубных сталей феррито-перлитного класса существует некоторый порог значений предварительной пластической деформации по достижении которого наблюдается падение циклической трещиностойкости. Так для стали 20 и ее сварных соединений по достижении 4-5 % трещиностойкость не меняется, а с дальнейшим ростом до 16% наблюдается плавное снижение. Для стали 09Г2С и ее сарных соединений до 4% регистрируется некоторое увеличение трещиностойкости, а после 5-6% резкое, почти двукратное падение при 8-10%. Сталь 17Г1С до 3% увеличивает трещиностойкость в большей степени, чем сталь 09Г2С, но при дальнейшем росте пластической деформации до 10% снижение трещиностойкости плавное, аналогичное стали 20.

3. Показано, что длительная эксплуатация магистральных трубопроводов в условиях нестационарного нагружения сопровождается активным ростом рассеянной поврежденности в трубных сталях, приводящей к снижению пластических свойств и сопротивляемости разрушению. Так 20 лет эксплуатации магистральных трубопроводов из стали контролируемой прокатки Х70 в условиях Крайнего Севера и 27 лет из стали 17Г1С привело к снижению критического значения коэффициента интенсивности напряжений на крупномасштабных образцах при циклическом нагружении со 150-170 МПа-м"2 до 90-105 МПа-м|/2и MOMS МПа-м"2 до 70-85 МПа-м"2 для основного металла, со 115-130 МПа-м"2 до 77-93 МПа-м"2 и 105-130 МПа-м"2 до 57-63 МПа-м"2 для стыкового сварного соединения соответственно.

4. Коррозионно-механические испытания по критериям механики разрушения показали, что образцы из труб после испытаний в плети значительно увеличили свою трещиностойкость как на воздухе, так и в коррозионно-активной среде (на 37-45%) по сравнению с образцами, вырезанными из труб после длительной эксплуатации, но не деформированных в составе плети. Однако, при текущем значении коэффициента интенсивности напряжений в вершине развивающейся усталостной трещины равном 160-175 МПа-м"2 , сталь 17Г1С становится склонна к коррозионному растрескиванию под напряжением.

5. Упругопластическое деформирование трубных феррито-перлитных сталей сопровождается ростом плотности дислокаций и изменением субструктуры феррита, приводящей к изменению коррозионно-механических характеристик. На примере стали 17Г1С показано, что длительная эксплуатация формирует дислокационную структуру типа «леса» с плотностью дислокаций рЛСса~ Ю10 см"2, характеризующуюся низкими коррозионно-механическими характеристиками. Последующее пластическое деформирование на уровне 1,7-2% повышает эксплуатационные характеристики стали 17Г1С после длительной эксплуатации до момента формирования в феррите ячеистой субструктуры с плотностью дислокаций ряч = 1011 см'2. С этого момента сталь 17Г1С становится склонна к коррозионному растрескиванию под напряжением в нейтральных средах.

6. Некоторое повышение циклической долговечности образцов с малыми значениями предварительной холодной пластической деформацией до 2-3% можно объяснить эффектом деформационного упрочнения, а также развитием локальной пластической деформации в вершинах существующих микротрещин, вызывающих увеличение радиуса кривизны и деконцентрации напряжений в их вершинах. В условиях циклического приложения нагрузок микропластическая деформация развивается дальше в благоприятно ориентированных зернах, причем наиболее интенсивно она протекает перед фронтом развивающейся поверхностной трещины преимущественно в области границ зерен. Все это приводит к торможению развивающейся поверхностной макротрещины и повышению циклической долговечности образца на воздухе.

7. Нагружение плети из труб диаметром 1020 мм х 11 мм из стали 17Г1С после 27 лет эксплуатации с критическими дефектами типа «вмятина» внутренним гидравлическим давлением, создающим в стенке трубы напряжения на уровне 0,75ст, приводит к уменьшению глубины вмятин на 25-30%, а создание внутренним давлением пластической деформации стенки трубы на уровне 1,3-1,7% привело к полному выравниванию вмятин. Пластическое деформирование стенки трубы также значительно восстановило коррозионно-механические характеристики стали 17Г1С, снизившиеся после длительной эксплуатации. Полученные результаты могут быть использованы для пересмотра действующих норм оценки качества труб с вмятинами, что позволит существенно снизить расходы при проведении ремонтных работ на магистральных трубопроводах, не снижая их надежности.

Список работ опубликованных по теме диссертации.

1. Зорин А. Е. Влияние уровня пластической деформации на сопротивляемость разрушению трубных сталей при нестационарном нагружении // Вестник Ивановского государственного энергетического университета - Вып. 4 - 2006. - с. 89-90.

2. Зорин Е. Е., Лебедев М. Г., Зорин А. Е. Определение физико-механических характеристик металла конструкции в процессе эксплуатации для прогнозирования остаточного ресурса // Сборник докладов конференции « Пути объединения потенциала науки в интересах решения актуальных фундаментальных и прикладных проблем субъектов РФ» - Якутск: ЯНЦ СО РАН. - 2007.- с. 67-76.

3. Зорин А.Е. Трещиностойкость трубных сталей в условиях циклического одноосного нагружения в зависимости от уровня предварительной пластической деформации // Научно-технический сборник РГУ нефти и газа «Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация и ремонт.-Вып. 1-2008.-C.23-27.

4. Зорин А.Е. Влияние длительности эксплуатации на сопротивляемость усталостному разрушению трубной стали контролируемой прокатки класса прочности Х70 // Научно-технический сборник РГУ нефти и газа «Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация и ремонт. - Вып.2 -2008.-c.3-5.

5. Зорин А.Е., Мурадов A.B. Коррозионно-механическое разрушение трубных сталей типа 17Г1С после длительной эксплуатации и упругопластического деформирования // Нефть, газ и бизнес.-2009.-№4 - с.42-43.

Подписано в печать Формат 60x90/16

Бумага офсетная. Печать офсетная .Уел . п. л. Тираж {О О экз. Заказ № 3&3

Издательский центр РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина 119991, Москва, Ленинский проспект,65 Тел.(495) 930-93-49

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Особенности эксплуатации магистральных нефтегазопроводов подземной прокладки.

1.1.1 Условия нагружения и напряженно-деформированное состояние стенки трубопровода.

1.2 Материалы, применяемые для изготовления магистральных трубопроводов нефтегазового комплекса.

1.3 Влияние коррозионной активности грунтов и перекачиваемого продукта на несущую способность трубопроводов.

1.3.1 Основные факторы коррозии под напряжением.

1.3.2 Условия зарождения коррозионных трещин и механизмы коррозионного растрескивания.

1.3.3 Пластическая деформация при воздействии коррозионно-активных сред.

1.3.4 Виды и особенности коррозионных разрушений сварных соединений.

1.4 Испытания магистральных трубопроводов внутренним давлением при строительстве и ремонте.

1.4.1 Теоретические основы испытания трубопроводов.

1.4.2 Испытания трубопроводов.

1.5 Цель и задачи работы.

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ НА СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ УСТАЛОСТНОМУ РАЗРУШЕНИЮ ОТ ПОВЕРХНОСТНЫХ КОНЦЕНТРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ.

2.1 Механизмы формирования рассеянной поврежденности в феррито-перлитных сталях при нестационарном нагружении.

2.2 Методика проведения эксперимента.

2.2.1 Выбор образцов и испытательного оборудования.

2.2.2 Метод меток для искусственных поверхностных трещинопо-добных концентраторов напряжений.

2.2.3 Методика построения кинетических диаграмм усталостного разрушения.

2.3 Циклические испытания на воздухе трубных сталей Х70, 17Г1С и их сварных соединений с различным сроком эксплуатации по критериям механики разрушения.

2.3.1 Гистограммы усталостного разрушения.

2.3.2 Фрактографические исследования поверхностей усталостного разрушения.

2.4 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ЦИКЛИЧЕСКАЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ТРУБНЫХ

СТАЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ.

3.1 Механизмы реализации пластической деформации в кристаллических материалах.

3.1.1 Периодичность и стадийность процессов пластической деформации и разрушения при многоцикловой усталости

3.1.2 Механизмы деформационного упрочнения.

3.2 Методика проведения испытаний.

3.3 Результаты испытаний крупномасштабных образцов с поверхностным концентратором напряжений из стали 20, 09Г2С и

17Г1С после холодной пластической деформации.

3.4 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. КОРРОЗИОННО-МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ТРУБНОЙ СТАЛИ 17Г1С ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И УПРУ-ГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ.

4.1 Испытание плети из труб после длительной эксплуатации с поверхностными концентраторами напряжений типа «вмятина».

4.1.1 Программа испытаний, материалы и оборудование.

4.1.2 Тензометрирование деформаций в процессе испытаний.

4.1.3 Аналитическое определение упругопластических деформаций в зоне вмятин.

4.1.4 Анализ разрушений и деформаций стенки трубной плети

4.2 Коррозионно-механические испытания образцов с поверхностным концентратором напряжений из трубной плети.

4.2.1 Методика эксперимента и структурного анализа металла образцов после коррозионно-механических испытаний.

4.2.2 Элементы механизма коррозионного растрескивания под напряжением трубной стали 17Г1С в нейтральной среде.

4.3 Выводы по главе 4.

Надежность и полнота обеспечения российских потребителей нефтью и природным газом и увеличение объемов их экспорта в значительной мере зависят от работоспособности и долговечности протяженных систем магистральных нефтегазопроводов, и требования, предъявляемые к этим параметрам, растут из года в год.

Магистральные трубопроводы на всем протяжении своего жизненного цикла испытывают воздействия, характеризуемые различным уровнем уп-ругопластического деформирования стенки трубы: транспортировка труб к месту строительства, монтажно-сварочные работы, длительная эксплуатация в условиях сезонной подвижки и пучения грунтов, техногенное воздействие и т.д.

Известно, что упругопластическое деформирование вызывает сложные и многообразные процессы в структуре кристаллических материалов начиная от мезо- до макроуровня. Эти процессы существенно меняют коррози-онно-механические характеристики материалов, особенно если это холодная пластическая деформация. Исчерпание запаса пластичности конструкционными сталями и сплавами обычно связывают со снижением их эксплуатационных характеристик, что часто и определяет существующие технологические нормы при испытании трубопроводов повышенным давлением, при котором в стенке трубы создаются напряжения значительно ниже условного предела текучести.

Статистика отказов нефтегазопроводов показывает, что около 20% разрушений происходит на трубопроводах, находящихся в эксплуатации до 5 лет, что указывает на низкую эффективность существующих режимов испытаний.

Анализируя зарубежный опыт испытания трубопроводов как на стадии строительства, так и при проведении ремонтных работ, видно, что использование, например, стресс-теста, когда в стенке трубы создаются напряжения выше условного предела текучести, позволяет выявить большее количество дефектов критического и докритического размеров, существенно снизить сварочные и монтажные напряжения.

Сдерживающей причиной более широкого использования таких методов как стресс-тест, является недостаток информации о влиянии пластической деформации на коррозионно-механические характеристики трубных сталей и их сварных соединений в зависимости от срока эксплуатации.

Данная работа направлена на дальнейшее изучение влияния различной степени упругопластической деформации на коррозионно-механические характеристики трубных сталей и их сварных соединений с учетом срока эксплуатации, что в случае получения положительных результатов даст осноt вания для корректировки режимов испытаний, норм выбраковки с дефектами типа «вмятина» и т.п.

На основании выше изложенного, была сформулирована цель данной работы: определить пороговые значения пластической деформации исследуемых трубных сталей в исходном состоянии и после длительной эксплуатации, при которых наблюдается снижение эксплуатационной надежности трубопроводов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• оценить влияние рассеянной поврежденности, формирующейся в трубных сталях в процессе длительного нестационарного нагружения на сопротивляемость усталостному разрушению;

• оценить влияние предварительной пластической деформации на сопротивляемость зарождению и развитию усталостного разрушения трубных сталей от поверхностного трещиноподобного концентратора напряжений на воздухе и в модельной коррозионно-активной среде;

• исследовать эволюцию дислокационной структуры стали феррито-перлитного класса в процессе длительной эксплуатации и пластической деформации, и ее влияние на трещиностойкость и коррозионную стойкость стали.

В диссертационной работе были использованы следующие методы исследований: механика разрушения, механические и циклические испытания крупномасштабных образцов по критериям механики разрушения, натурные испытания трубных плетей после длительной эксплуатации, электронная фрактография усталостных изломов, трансмиссионная электронная микроскопия.

Полученные результаты позволили сформулировать следующие положения научной новизны:

- установлено, что для всех испытанных трубных сталей феррито- перлитного класса существует некоторый порог значений предварительной пластической деформации при достижении которого наблюдается некоторое повышение, а последующий рост пластической деформации сопровождается падением циклической трещиностойкости. Так для стали 20 и ее сварных соединений по достижении 4-5 % холодной пластической деформации трещиностойкость не меняется, а при дальнейшем ее росте до 16% наблюдается плавное снижение.

Для стали 09Г2С и ее сварных соединений 4% предварительной холодной пластической деформации приводит к увеличению трещиностойкости, а после 5-6% к резкому, почти двукратному падению при 8-10%. Сталь 17Г1С до 3% увеличивает трещиностойкость в большей степени, чем сталь 09Г20, но при дальнейшем росте пластической деформации трещиностойкость снижается плавно, аналогично стали 20;

- показано, что длительная эксплуатация магистральных трубопроводов в условиях нестационарного нагружения сопровождается активным ростом рассеянной поврежденности в трубных сталях, приводящей к снижению пластических свойств и сопротивляемости разрушению.

Так 20 лет эксплуатации магистральных трубопроводов из стали контролируемой прокатки Х70 в условиях Крайнего Севера и 27 лет из стали 17Г1С привело к снижению критического значения коэффициента интенсивности напряжений на крупномасштабных образцах при циклическом на-гружении со 150-165 МПа-м1/2 до 105-115 МПа-м1/2 и 140-145 МПа-м1/2 до 105-110 МПа-м1/2 для основного металла, со 125-135 МПа-м1/2 до 90-100 МПа-м1/2 и 105-130 МПа-м1/2 до 65-85 МПа-м1/2 для стыкового сварного соединения соответственно;

- упругопластическое деформирование трубных сталей феррито-перлитного класса сопровождается ростом плотности дислокаций и изменением субструктуры феррита, приводящей к изменению коррозионно-механических характеристик. На примере стали 17Г1С показано, что длительная эксплуатация формирует дислокационную структуру типа «леса» с плотностью дислокаций рлеса~ Ю10 см"2, характеризующуюся низкими кор-розионно-механическими характеристиками; Последующее пластическое деформирование на уровне 1,7-2% повышает эксплуатационные характеристики стали 17Г1С после длительной эксплуатации до момента формирования в феррите ячеистой субструктуры с плотностью дислокаций ряч. ~ 10й см"2. С этого момента сталь 17Г1С становится склонна к коррозионному растрескиванию под напряжением в нейтральных средах.

В качестве практической значимости можно утверждать, что проведенные исследования дают основание для работы по оптимизации режимов гидравлических испытаний трубопроводов в зависимости от марки стали и срока их службы с целью повышения выявляемости критических и докри-тических дефектов как на стадии строительства, так и после проведения ремонтных работ, что положительно скажется на эксплуатационной надежности магистральных нефтегазопроводов. Полученные результаты испытания трубной плети также могут быть использованы как основание для пересмотра действующего в настоящее время в ОАО «Газпром» нормативного документа «Инструкция по оценке дефектов труб и соединительных деталей при ремонте и диагностировании магистральных газопроводов» в части норм оценки критичности вмятин, что позволит значительно снизить материальные расходы при проведении ремонтных работ, не снижая требуемую надежность газопровода.

Достоверность полученных результатов обеспечивается: методологией исследований, основанных на трудах зарубежных и отечественных ученых; испытанием крупномасштабных образцов и полноразмерных элементов конструкций по критериям механики разрушений; привлечением современных методов структурного анализа исследуемых сталей; использованием статистических данных и сопоставлением результатов расчетов и экспериментов с результатами других авторов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенные исследования показали, что упругопластическое деформирование трубных сталей феррито-перлитного класса в состоянии поставки и их сварных соединений до некоторых пороговых значений может повысить механические характеристики в условиях нестационарного нагружения. Так, для стали 09Г2С и ее сварных соединений и стали 17Г1С пластическая деформация до 3-4% вызывает 10-15% увеличение трещиностойкости, а сталь 20 и ее сварные соединения при пластической деформации до 5% практически не меняют трещиностойкости.

2. Некоторое повышение циклической долговечности образцов с малыми значениями предварительной холодной пластической деформацией до 2-4% можно объяснить эффектом деформационного упрочнения, а также развитием локальной пластической деформации в вершинах существующих микротрещин, вызывающих увеличение радиуса кривизны и деконцентрацию напряжений в их вершинах. В условиях циклического приложения нагрузок микропластическая деформация развивается дальше в благоприятно ориентированных зернах, причем наиболее интенсивно она протекает перед фронтом развивающейся поверхностной трещины преимущественно в области границ зерен. Все это приводит к торможению развивающейся поверхностной макротрещины и повышению циклической долговечности образца на воздухе.

3. Показано, что длительная эксплуатация магистральных трубопроводов в условиях нестационарного нагружения сопровождается активным ростом рассеянной поврежденности в трубных сталях, приводящей к снижению пластических свойств и сопротивляемости разрушению. Так 20 лет эксплуатации магистрального трубопровода из стали контролируемой прокатки Х70 и 27 лет эксплуатации трубопровода из стали 17Г1С привело к снижению критического значения коэффициента интенсивности напряжений на крупномасштабных образцах при циклическом нагружении до 30% для основного металла и до 25% для стыкового сварного соединения.

4. Установлено, что упруго-пластическое деформирование сталей феррито-перлитного класса после длительной эксплуатации вызывает частичное восстановление коррозионно-механических характеристик. На примере стали 17Г1С показано, что длительная эксплуатация формирует дислокационную структуру типа «леса» с повышенной плотностью дислокаций

10 9

Рлеса~ Ю см" , характеризующуюся низкими коррозионно-механическими характеристиками. Последующее пластическое деформирование на уровне 1,7-2% повышает эксплуатационные характеристики стали 17Г1С, однако при формировании в феррите ячеистой субструкту

11 2 ры с плотностью дислокаций ряч ~ Ю см" данная сталь становится склонна к коррозионному растрескиванию под напряжением в нейтральных средах.

5. Испытания трубной плети из стали 17Г1С, содержащей эксплуатационные дефекты типа «вмятина» показали, что хоть подобные дефекты и испытывают воздействие пластической деформации, а также являются очагами концентрации напряжений, данные факторы не оказывают существенного влияния на несущую способность и характер разрушения трубопровода. Также необходимо отметить, что условия эксплуатации, а также существующие режимы испытания трубопроводов вызывают значительное выравнивание подобных дефектов. Полученные результаты могут быть использованы для пересмотра действующих норм оценки качества труб с вмятинами, что позволит существенно снизить расходы при проведении ремонтных работ на трубопроводах, не снижая их надежности.

1. Айкемайер И., Шлет Ф. Влияние коррозионной среды на рост малых трещин // Физико-химическая механика материалов., 1990

2. Александров А. Я., Краснов Л. А., Кутепов В. А. Исследование накопления деформаций при циклическом нагружении методом фотоупругих покрытий.- М.: НИИ ж.-д. транспорта, 1970

3. Анучкин М. П. Прочность сварных магистральных трубопроводов.- М.: Гостоптехиздат, 1963

4. Анучкин М. П., Горицкий В. Н., Мирошниченко Б. И. Трубы для магистральных трубопроводов.- М: Недра, 1986

5. Арзамасов Б. Н., Крашенинников А. И., Пастухова Ж. П., Рахштадт А. Г. Научные основы материаловедения.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994

6. Бабич В. К., Гуль Ю. П., Долженков И. Е. Деформационное старение сталей.- М.: Металлургия, 1972

7. Беккер А. Я. Современные технологии для сооружения магистральных газопроводов,- М.: Потенциал, 2000

8. Белугина Е. А., Попов С. И., Худякова Н. А. Неоднородность микродеформации при циклическом деформировании // Проблемы прочности.-1982

9. Бернштейн М. Л. Структура деформированных металлов.- М.: Металлургия, 1977

10. Бернштейн М. Л., Займовский В. А. Структура и механические свойства.-М., «Металлургия», 1970

11. Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций.- М.: Машиностроение, 1984

12. Бородавкин П. П. Подземные магистральные трубопроводы.- М.: Недра, 1982

13. Ботвина JI. Р. Кинетика разрушения конструкционных материалов.- М.: Наука, 1989

14. Браун У., Сроули Дж. Испытания высокопрочных металлических материалов на вязкость разрушения при плоской деформации.- М.: Мир, 1972

15. Бриджмен П. Исследование больших пластических деформаций.- М.: Издательство иностранной литературы, 1955

16. Броек Д. Основы механики разрушения.- М.: Высшая школа, 1980

17. Быков В. А. Пластичность и прочность конструкционной стали.- Л.: Суд-промгиз, 1959

18. Василенко И. И., Мелехов Р. К. Коррозионное растрескивание сталей.-Киев: Наук, думка, 1977

19. Васютин А. Н. Критерии упругопластического нагружения применительно к коротким трещинам // Заводская лаборатория. 1985

20. Винокуров В. А., Куркин С. А., Николаев Г. А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности.- М.: Машиностроение, 1996

21. Винокуров В. А. Сварочные деформации и напряжения.- М.: Машиностроение, 1968

22. Винокуров В. А., Григорьянц А. Г. Теория сварочных деформаций и напряжений.- М.: Машиностроение, 1984

23. Волков С. Д. Статическая теория прочности.- М.: Машгиз, 1960

24. Гапченко М. Н. Хрупкие разрушения сварных соединений и конструкций-М.: Машгиз.-1963

25. Георгиев М. Н. Вязкость малоуглеродистых сталей,- М.: Металлургия, 1973

26. Герасимов В. В. Коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей.- М.: Металлургия, 1976

27. Гиренко В. С., Кирьян В. И., Дейнега В. А. Об оценке вязкости конструкционных сталей на основе критериев механики разрушения. М.: Проблемы прочности, 1972

28. Глухов Ю. А. Методика оценки долговечности элементов конструкции при многофакторной повреждаемости.- М.: Машиностроение, 1980

29. Гольденблат И. И., Копнов В. А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов.- М.: Машиностроение, 1968

30. Горицкий В. М., Терентьев В. Ф. Структура и усталостное разрушение металлов.- М.: Металлургия, 1980

31. Грабский М. Структурная сверхпластичность металлов.- М.: Металлургия, 1975

32. Гусенков А. П. Прочность при изотермическом и неизотермическом малоцикловом нагружении.- М.: Наука, 1979

33. Гутман Э. М., Зайнулин Р. С. Прочность газопромысловых труб в условиях коррозионного износа.- М.: Недра, 1984

34. Гутман Э. М. Механохимия металлов и защита от коррозии.- М:: Металлургия, 1981

35. Гуревич С. Е., Едидович JI. Д. О скорости распространения трещины и пороговых значениях коэффициента интенсивности напряжений в процессе усталостного разрушения. // Усталость и вязкость разрушения металлов.- М.: Наука, 1974

36. Гутман Э. М., Зайнулин Р. С. Прочность газопромысловых труб в условиях коррозионного износа,- М.: Недра, 1984

37. Давденков Н. Н. Динамическая прочность и хрупкость металлов. Т. 1, 2.-Киев: Наукова думка, 1981

38. Екобори Т. Научные основы прочности и разрушения материалов.- Киев: Наукова думка, 1978

39. Жемчужников Г. В., Гиренко В. С., Карета Н. А. Влияние концентратора напряжений на прочность стали после предварительной пластической деформации и старения.- Автоматическая сварка, 1966

40. Жук Н. П. Курс теории коррозии и защиты металлов.- М.: Металлургия, 1976

41. Зайцев К. И. О старении труб магистральных нефте-газопроводов // Строительство трубопроводов.- 1994

42. Земзин В. Н., Шрон Р. 3. Термическая обработка и свойства сварных соединений. Л.: Машиностроение, 1987

43. Зорин Е. Е., Ланчаков Г. А., Степаненко А. И. Работоспособность трубопроводов. Расчетная и эксплуатационная надежность. Часть 1.-М.: Недра, 2000

44. Зорин Е. Е., Ланчаков Г. А., Пашков Ю. И. Работоспособность трубопроводов. Сопротивляемость разрушению, Часть 2.- М.: Недра, 2001

45. Зорин Е. Е., Ланчаков Г. А., Степаненко А. И. Работоспособность трубопроводов, Часть 3.- М.: Недра, 2003

46. Иванова В. С. Разрушение металлов.- М.: Металлургия, 1979

47. Иванова В. С., Терентьев В. Ф. Природа усталости металлов.- М.: Металлургия, 1975

48. Иванцов О. М., Харитонов В. И. Надежность магистральных трубопроводов.- М.: Недра, 1978

49. Иванцов О. М. Надежность строительных конструкций магистральных конструкций магистральных трубопроводов.- М.: Недра, 1985

50. Ильюшин А. А. Пластичность. Основы общей математической теории.-М.: АН СССР, 1963

51. Иоффе А. В., Кирпичева М. В., Левицкая М. А. Деформация и прочность кристаллов. Журнал Русского физико-химического общества, Часть физическая, т. 56, 1964

52. Ирвин Дж., Пэрис П. Основы теории роста трещин и разрушения.- М.: Мир, 1976.- Т.З

53. Канайкин В. А., Матвиенко А. Ф. Разрушения труб магистральных газопроводов.- Екатеринбург: Банк культурной информации, 1999

54. Камерштейн А. Г. Условие работы стальных трубопроводов и резервы их несущей способности.-М.: Стройиздат, 1996

55. Кайбышев О. А. Пластичность и сверхпластичность металлов. М.: Металлургия, 1975

56. Карзов Г. П., Леонов В. П., Тимофеев Б. Т. Сварные сосуды высокого давления .- Л.: Машиностроение, 1982

57. Карпенко Г. В. Прочность стали в коррозионной среде.- М.: Машиностроение, 1963

58. Качанов Л. М. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969

59. Качанов Л. М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974

60. Когаев В. П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени.- М.: Машиностроение, 1977

61. Когаев В. П., Махутов Н. А., Гусенков А. П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность.- М.: Машиностроение, 1977

62. Когут И. С. Трещиностойкость конструкционных материалов.- Львов: Вища школа, 1986

63. Козинкина А. И., Трипалина А. С. Исследование процесса усталостного разрушения сварных элементов натурных конструкций методом акустической эмиссии // Сварные конструкции.- Киев, 1990

64. Колмогоров В. Л. Напряжения, деформации, разрушения. М.: Металлургия, 1970

65. Колотыркин Л. М. Металл и коррозия.- М.: Металлургия, 1985

66. Коситин П. П. Физико-механическое испытание металлов, сплавов и неметаллических материалов.- М.: Машиностроение, 1990

67. Коттрелл А. X. Дислокации и пластическое течение в металлах. М.: Ме-таллургиздат, 1958

68. Копельман Л. А. Сопротивляемость сварных узлов хрупкому разрушению. Л.: Машиностроение, 1978

69. Коцаньда С. Усталостное растрескивание металлов.- М.: Металлургия, 1990

70. Клыков Н. А. Расчет характеристик сопротивления усталости сварных соединений.- М.: Машиностроение, 1984

71. Кристал М. А., Пигузов Ю. В., Головин С. А. Внутреннее трение в металлах и сплавах. — М.: Металлургия, 1964

72. Кроха В. А. Кривые упрочнения металлов при холодной деформации.-М.: Машиностроение, 1968

73. Кудрявцев И. В., Наумченков В. Н. Усталость сварных соединений.- М.: Машиностроение, 1976

74. Куркин С. А. Прочность сварных тонкостенных сосудов, работающих под давлением.-М.: Машиностроение, 1976

75. Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П., Материаловедение.- М.: Машиностроение, 1980

76. Логан Г. Л. Коррозия металлов под напряжением: Пер. с англ.- М.: Металлургия, 1979

77. Любовиц Г. Разрушение.- М.: Мир, 1973

78. Мазур И. И., Иванцов О. М. Безопасность трубопроводных систем.- М.: Центр «ЕЛИМА», 2004

79. Малинин Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести.- М.: Машиностроение, 1968

80. Манклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов.- М., «Мир», 1972

81. Марковец М. П. Определение механических свойств металлов по твердости.-М.: Машиностроение, 1979

82. Махутов Н. А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкции на прочность. — М.: Машиностроение, 1981

83. Мельников Н. П. Металлические конструкции.- М.: Стройиздат, 1983

84. Мешков Ю. Я. Физические основы разрушения стальных конструкций.-Киев: Наукова думка.- 1981

85. Набиев Р. Р. Обеспечение надежности длительно эксплуатируемых нефтепроводов." М.: Трубопроводный транспорт нефти, 2000

86. Надаи А. Н. Пластичность и разрушение твердых тел.- М.: Мир, 1969

87. Неклюдов И. М., Камышанченко Н. В. Физические основы прочности и пластичности металлов. Дефекты в кристаллах. Ч.П.- Белгород: БГУ, 1997

88. Немец Я. Жесткость и прочность стальных деталей.- М.: Машиностроение, 1970

89. Нотт Дж. Основы механики разрушения.- М.: Металлургия, 1978

90. Панасюка В. В. Т. 4. Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов.- Киев: Наукова думка, 1990

91. Петров Л. Н. Коррозия под напряжением.- Киев: Высшая школа, 1986

92. Похмурский В. И. Коррозионно-усталостная прочность сталей и методы ее повышения,- Киев: Наукова думка, 1974

93. Похмурский В. И. Коррозионная усталость металлов.- М.: Металлургия, 1985

94. Розенфельд И. Л. Коррозия и защита металлов,- М.: Металлургия, 1969

95. Романив О. Н., Никифорчив Г. Н. Механика коррозионного разрушения конструкционных материалов.- М.: Металлургия, 1986

96. Романов В. В. Влияние коррозионной среды на циклическую прочность металлов.- М.: Наука, 1969

97. Романов В. В. Коррозионное растрескивание металлов.- М.: Машгиз, 1960

98. Сварка в машиностроении. Справочник, том 1, под редакцией Ольшанского Н. А.- М.: Машиностроение, 1978

99. Сварка в машиностроении. Справочник, том 3, под редакцией Винокурова В. А.- М.: Машиностроение, 1979

100. Серенсен С. В. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению.- М.: Атомиздат, 1975

101. Скоргелетти В. В. Теоретические основы коррозии металлов.- Д.: Химия, 1973

102. Стеклов О. И. Склонность материалов и конструкций к коррозии под напряжением.- М.: Машиностроение, 1990

103. Степанов А. В. Основы практической прочности кристаллов.- М.: Наука, 1974

104. Строительство магистральных трубопроводов. Справочник под редакцией Березина В. И. и Черского В. Г.- М.: Недра, 1981

105. Сухарев Е. Р., Ставровский Е. Р., Брянских Е. Р. Оптимальное развитие систем газоснабжения.- М.: Недра, 1981

106. Талыпов Г. Б. Пластичность и прочность стали при сложном нагруже-нии.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1968

107. Терентьев В. Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов.- М.: «ИН-ТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ», 2002

108. Терентьев В. Ф. Усталость металлических материалов.- М.: Наука, 2003

109. Терентьев В. Ф. Стадийность процесса усталостного разрушения металлических материалов.- М.: Наука, 1996

110. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости.- М.: Наука, 1975

111. Томленов А. Д. Теория пластического деформирования металлов.- М.: Металлургия, 1972

112. Трощенко В. Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении.- Киев: Наукова думка, 1981

113. Трощенко В. Т., Сосновский JI. А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: Справочник. 4.1.-Киев: Наукова думка, 1987

114. Федоров В. В. Кинетика повреждаемости и разрушения твердых тел.-Ташкент: ФАН, 1985

115. Финкель В. М. Физические основы торможения разрушения.- М.: Металлургия, 1977

116. Фридман Я. Б. Механические свойства металлов.- М.: Машиностроение, 1974

117. Харионовский В. В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов,-М.: Недра, 2000

118. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов.- М.: «Мир», 1972

119. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения.- М.: Наука, 1974

120. Черняк П. И. Механические свойства стали в области малых пластических деформаций.- Киев: Изд-во АН УССР, 1962

121. Черток Ф. К. Коррозионный износ и долговечность сварных соединений.-JI.: Судостроение, 1977

122. Шибнев A.B., Кирия С. В., Яковлев Е. И. Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта линейной части магистральных газопроводов.-М.: ГАНГ, 1992

123. Школьник JI. М. Скорость роста трещин и живучесть металла.- М.: Металлургия, 1973

124. Юрченко Ю. Ф., Агапов Г. И. Коррозия сварных соединений в окислительных средах.- М.: Машиностроение, 1976

125. Ямаев К. М. Старение металла труб в процессе эксплуатации нефтепроводов.- ВНИОЭНГ.- Сер. Транспорт и хранение нефти.-1990

126. Ямалеев К. М. Влияние изменения физико-механических свойств металла труб на долговечность нефтепроводов // Нефтяное хозяйство.-1985.-№9