Корозійно-механічні властивості зварних з'єднань магістральних трубопроводів

Abstract

Останнім часом причиною експлуатаційних пошкоджень магістральних трубопроводів все частіше стають зварні з’єднання. За сумісної дії механічних навантажень і робочих середовищ зварні з’єднання мають підвищену схильність до крихкого руйнування. Цьому сприяє їх макро- і мікронеоднорідність за хімічним складом, структурою та механічними властивостями. Фізико-механічні та електрохімічні властивості вихідних зварних з’єднань (зварюються дві неексплуатовані труби) до певної міри вивчені. Однак під час ремонту трубопроводів до експлуатованої труби приварюється котушка з труби запасу. Це може змінити структурний стан матеріалу в зоні термічного впливу і призвести до зміни корозійно-механічних властивостей металу. Матеріалу зони термічного впливу досліджуваних зварних з’єднань сталі 17Г1С властива мікроструктура стовпчастих кристалітів. Проте для ремонтних швів мікроструктура кристалітів була більш крупнозернистою порівняно з вихідними. Виявлено аномалію у механічній поведінці матеріалу зони термічного впливу ремонтних швів, що проявляється в зниженні твердості НВ, характеристик міцності σв і σ0,2 за одночасного зменшення відносного звуження ψ, ударної в’язкості, статичної та циклічної тріщиностійкостей. Найвища інтенсифікація корозії відбувається в матеріалі зони термічного впливу ремонтних швів, де також існує велика імовірність появи додаткової вибіркової корозії. В роботі використано п’ять схем навантаження та наводнювання досліджуваних зразків. Показано, що матеріал зони термічного впливу ремонтних швів зварних з’єднань сталі 17Г1С проявив себе як більш чутливий до водневого окрихчення порівняно з матеріалом зони термічного впливу вихідних зразків. Встановлено втомну чутливість електрохімічних показників до структурно-хімічної неоднорідності різних зон зварного з’єднання трубопроводу.

Welded joints have recently become the reason of operational damages of the main pipelines even more often. On joint action of mechanical loadings and working environments welded have the raised propensity to brittle fracture. Maсro and microheterogeneity by a chemical compound, structure and mechanical properties lead to this phenomena. Physicomechanical and electrochemical properties of initial welded joints (welding of two unexploited pipes) are studied to f certain extend. However while maintenance pipelines stock pipe spool is welded. It can change a structural condition of a material in area of thermal influence and it canlead to changes of corrosive and mechanical properties of metal. Materials of area of thermal influence of investigated welded joints of a steel 17Г1С the microstructure of columnar crystals is peculiar. However, for maintenance seams it was more hard-grained in comparison with initial. There is the anomaly in mechanical behaviour of a material area of thermal influence of maintenance seams that is shown in decrease in hardness НВ, durabilits characteristics σв and σ0, 2 at simultaneous reduction of crosssectional area ψ, impact strength, static and cyclic crack resistance. The high intensification of corrosion occurs in a material area of thermal influence of maintenance seams in which there is also a high probability of occurrence of additional selective corrosion. Five schemes of loading and hyarogenation of investigated samples of used. It is shown, that the material area of thermal influence of maintenance seams of welded joints of a steel 17Г1С has proved more sensitive to hydrogen induced cracking in comparison with a material of this area of initial samples. Fatigue sensitivity of electrochemical indicators to structurally-chemical heterogeneity of various areas of welded joints of the pipeline established.