Academic literature on the topic 'Корозійне руйнування'

Статтю викладено як системний аналіз причин відмов та надання практичних науково обґрун-тованих пропозицій для покращення надійності роботи зерно-транспортних ліній сучасних зерноз-биральних комбайнів. Автори проаналізували основні чинники та причини, що призводять до перед-часного виходу з ладу та руйнування елементів зерно-транспортної лінії зернозбиральних комбайнів. Об’єктом дослідження обрано фізичні явища, що відбуваються у верхній частині зернового та коло-сового елеваторів зерно-транспортної групи зернозбиральних комбайнів під час транспортування зерна. Детально досліджено та проаналізовано роботу спряження: робоча поверхня привідної зірочки – ланцюг зі скребками зернового та колосового елеватора комбайна. Визначено основні причини руйнування зубів привідної зірочки та прискореного зносу ланцюга зі скребками елеватора зернозбирального комбайна: абразивне зношування, контактне зношування, пластична деформація, корозійне зношування та ін. Основними з науково обґрунтованих та практичних рекомендацій стали такі: проведення системного діагностичного обстеження складників зерно-транспортної групи; зменшення інтервалів між обслуговуванням комбайнів у разі роботи у складних умовах збирання врожаю; можливість дзеркального встановлення частково зношеної зірочки поворотом на 180°; ретельне очищення робочих органів транспортних систем зернозбирального комбайна від рослинних залишків і бруду при технічних обслуговуваннях та постановці на зберігання; використання нових конструкційних матеріалів, зокрема і композитів, для виготовлення нових привідних зірочок ланцюга зі скребками елеваторів зерно-транспортної групи зернозбиральних комбайнів. Пропоновані поради та рекомендації з обраної тематики дослідження доцільно застосовувати при використанні існую-чих конструкцій та проєктуванні нових елементів зернотранспортних ліній сучасних зернозбираль-них комбайнів вітчизняного та закордонного виробництва. Також результати цього дослідження доцільно впроваджувати в навчальний процес при підготовці здобувачів вищої освіти спеціальностей 208 Агроінженерія та 133 Галузеве машинобудування.

Вступ. Необхідність підвищення експлуатаційних характеристик газоохолоджувачів, які контактують з вибухонебезпечним середовищем, виникає в енергетичній промисловості для забезпечення надійної роботи турбогенераторів.Проблематика. Під час експлуатації теплообмінного обладнання важливими проблемами, що вимагають постійного вдосконалення устаткування, є локальна корозія, наводнювання та ін., зокрема, стикових з'єднань трубок з трубними дошками, яке характеризується зародженням і розвитком тріщин під впливом одночасної дії механічних напружень та корозивного середовища. Виникнення тріщин сприяє розгерметизації цих з'єднань, що призводить доаварійної зупинки турбогенератора.Мета. Розробка нової конструкції ущільнювальних з'єднань теплообмінних трубок та трубної дошки газоохолоджувачів для атомних та теплових електростанцій з підвищеною корозійною тривкістю, опірністю корозійно-механічному та водневому руйнуванню.Матеріали й методи. Випробовували зразки із сталі 09Г2С, міді М2, сталі 09Г2С з плакованим шаром міді М2, мельхіору МНЖМЦ 30-1-1, латуні Л68 методом вакуумної екстракції водню за підвищених температур, корозійновтомним, металографічним, рентгеноспектральним та ін.Результати. Розроблено новий конструктивний елемент газоохолоджувачів із підвищеними характеристиками, основою якого є зварно-вальцьоване з’єднання мідної трубки із плакованою міддю трубною дошкою, що не викликає деформації конструкції та щілиноутворення. Дослідження впливу різних режимів розвальцювання таких з'єднань наїх опірність руйнуванню за одночасного впливу циклічних навантажень і середовища показали, що із збільшенням ступеня розвальцювання мідних трубок Ø19 × 1,5 і Ø19 × 1 мм зростає період зародження тріщин і довговічність комбінованих з’єднань підвищується приблизно у ~1,5 рази.Висновки. Розроблений новий конструктивний елемент забезпечує зниження ймовірності корозійно-механічного руйнування деталей теплообмінного обладнання та сприяє подовженню терміну його безаварійної експлуатації.

Вступ. Упродовж експлуатації в сталевих елементах конструкцій накопичуються корозійні виразки, тріщини від втоми та інші пошкодження. Вони можуть стати джерелом виникнення магістральних тріщин, що спричиняють руйнування конструкцій. На сьогодні в державних будівельних нормах України відсутні рекомендації щодо виконання перевірочних розрахунків на циклічну тріщіностійкість та опір крихкому руйнуванню існуючих елементів сталевих конструкцій з тріщинами. Мета роботи – розробити розрахунки опору крихкому руйнуванню сталезалізобетонних конструкцій з тріщинами в сталевих елементах. Результати розрахунків. У статті представлено формули для виконання перевірочних розрахунків на опір крихкому руйнуванню сталевих елементів із тріщинами. Ці розрахунки можуть бути застосовані для обгрунтування надійності існуючих комбінованих сталезалізобетонних конструкцій мостів. Висновки. Визначено розрахунковим методом опір крихкому руйнуванню сталевих елементів із тріщинами існуючих комбінованих сталезалізобетонних конструкцій мостів. Отримані розрахунки можуть бути застосовані для визначення можливості подальшої експлуатації існуючих мостів із комбінованими сталезалізобетонними конструкціями.

На підставі кореляційних змін на поверхні й електродного потенціалу ідентифіковано характерні ділянки, які відповідають окремим етапам процесу корозійної багатоциклової втоми титанових сплавів різного структурно-фазового стану: руйнування захисних оксидних плівок; пасивація свіжоутворених поверхонь (СУП); утворення мікротріщин та їх розвиток у макротріщину; субкритичний ріст магістральної тріщини та спонтанне руйнування. Утворення захисних оксидних плівок на недеформованих і циклічно деформованих титанових a- і (a+b)-сплавах констатували, усуваючи з їхньої поверхні оксиди і визначаючи зміщення по­тенціалу та поведінку за зовнішньої поляризації, а також після призупинення онов­лення поверхні – за швидкістю зміни електродного потенціалу та струму. З’ясовано, що потенціал СУП титанових сплавів (t = 5 ms) знешляхетнюється та наближається до величини зворотного потенціалу анодної реакції Ті + Н2О = ТіО + 2Н+ + 2 (j0а = –1,31 V), неоднозначно залежить від концентрації Cl–-іонів в діапазоні 0,1–1,5 N розчинів NaCl. Регенерація пасивності сплавів у перші секунди відбувається за лінійним законом із подальшим уповільненням і стабілізацією до 1 h. Регенерація пасивності циклічно деформованих сплавів характеризується етапною зміною і потенціалу, і струму. На перших етапах їхній спад описується прямою лінією в координатах напруга (струм) – логарифм часу експозиції за різних кутових коефіцієнтів. На третьому етапі потенціал СУП досягає значення, що дорівнює потенціалу сплаву до оновлення поверхні. Характер зміни i–t кривих без і за наявності деформацій однаковий, але під дією деформації струм знижується швидше і за час експозиції до 10 s зменшується до стаціонарного значення.

На даний час питання підвищення надійності та довговічності нафтогазового обладнання набули особливої актуальності. Колона насосних штанг (КНШ) є однією із найслабших ланок штангових свердловинних насосних установок (ШСНУ). Саме насосні штанги різко обмежують їх надійність і довговічність. Це пов’язано із надзвичайно важкими умовами роботи насосних штанг. Змінні навантаження розтягу та згину, вплив корозійно-активного середовища, тертя до колони насосно-компресорних труб (особливо в похилоспрямованих свердловинах), відкладення асфальто-смоляно-парафінових речовин та інші експлуатаційні фактори призводять до появи та інтенсивного розвитку корозійно-втомних тріщин і, як наслідок, до руйнування колони штанг. Такі аварії пов’язані з великими матеріальними затратами на ремонт і відновлення експлуатації свердловин. Близько 70% нафтових свердловин в Україні експлуатується штанговими свердловинними насосними установками (ШСНУ). Однією з основних проблем, пов'язаних з експлуатацією обладнаних ШСНУ свердловин, є частий вихід з ладу насосних штанг (НШ). Проведений аналіз існуючих способів ремонту насосних штанг дасть можливість визначити ефективний метод їх ремонту. Запропоновано комбінований метод ремонту штанг обробкою металевими щітками та нанесенням модифікованого поліуретанового покриття. Проведені експерименти відрізків натурних штанг показують, що металеві щітки є ефективним засобом очищення і зміцнення штанг, особливо тих, які вже були в експлуатації. Встановлено, що метод комбінованого зміцнення обробкою щітками та нанесенням поліуретанового покриття додатково підвищує величину G-критерію на 20%. Модифіковане поліуретанове покриття дасть змогу підвищити стійкість штанги до стирання при терті до колони насосно-компресорних труб, з однієї сторони, та попередити відкладання асфальто-смоляно-парафінових речовин на тілі штанг, з іншої.

Навколишнє середовище є постійно діючим носієм агресивних корозійних реагентів. В цілому воно в себе включає атмосферне повітря, якій складається з азоту, кисню, водню, вуглекислого та інертних парів, газів та тверді частини (пил). Майже всі компоненті впливають на протікання корозійних процесів. Деталі сучасних машин виготовляють в більшій частині зі сплаві різних металів. Використання сплавів підвищує міцність виробів, покращує їх знос та інші властивості. Основним видом руйнування металічних виробів є електрохімічна корозія. Для її протікання необхідні електроліт, якій може утворитись на поверхні деталей у вигляді маленьких краплин атмосферної вологи, а також анодні та катодні ділянки. Анодні та катодні ділянки на поверхні деталей з’являються не тільки за рахунок зіткнення різних матеріалів, але й не однакового ступеню обробки поверхонь. Практично мікрогальванопари виникають всюди, де на металі є краплини вологі. Найбільш ефективно захист машин від корозії забезпечується шляхом утворення на поверхні деталей механічного бар’єру, але об’єктах бронетанкової техніки існує ряд деталей які неможна покривати маслом, а цілий ряд систем (головним образом радіоелектронна апаратура та оптичні прилади) дуже чутливі до впливу атмосфери і не може бути захищеним маслами. Тому знайшли так званий спосіб обробки навколишнього середовища. Прикладом такого способу може служити герметизація танка та осушення повітря всередині з допомогою силікагелю ( SiO2·3Н2О). Для осушення повітря в середині використовується силікагель марок МСК та КСМ (кусковий та гранульований), який являє собою висушений гель кремнієвої кислоти.

Вступ. Автомобільний транспорт – один із найпоширеніших і найдо- ступніших видів транспорту в нашій країні. Для його нормальної та надійної роботи потрібне якісне паливо. Скраплений вуглеводневий газ є найдешевшим доступним джерелом палива. Сьогодні автогазозаправні станції віднесені до об’єктів підвищеної небезпеки. Тому виникла потреба в проведенні досліджень впливу чинників, що призводять до аварійних ситуацій. Мета. Метою роботи є аналіз небезпек під час розриву автоцистерни з урахуванням комплексного дослідження чинників, що впливають на них. Для досягнення поставленої мети сформульовані такі завдання: аналіз чинників, які впливають на виникнення аварійної ситуації під час проведення технологічних операцій з автоцистерною; кількісна оцінка параметрів ударної хвилі при вибухах паливно-повітряних сумішей. Результати. Проведено аналіз чинників, що призводять до руйнування або порушення герметичності цистерни: підвищення тиску пари скрапленого вуглеводневого газу в цистерні до критичного, механічний, корозійний знос і людський чинник. Рекомендовано перелік заходів для запобігання, локалізації аварії. Проаналізовано чинники, що пов’язані із залповим викидом великої кількості скраплених вуглеводневих газів. Проведено оцінку параметрів ударної хвилі та її наслідків у разі дорожньо-транспортної пригоди з автоцистерною зі скрапленим газом. За результатами кількісної оцінки параметрів ударної хвилі визначено ймовірність ураження з використанням пробіт-функцій. Висновки. Наведені результати досліджень можуть використовуватися під час вирішення питань безпечної експлуатації об’єктів, пов’язаних зі скрапленими вуглеводневими газами. Це дасть змогу визначити потенційні загрози при вибухах і пожежах на об’єктах автогазозаправних станцій і розробити заходи щодо запобігання виникненню шкідливих впливів на довкілля.

У дисертаційній роботі отримано якісно нові експериментальні та теоретичні підходи щодо методів розрахунку ресурсу штанг широкозахватних сільськогосподарських обприскувачів з урахуванням експлуатаційних силових і фізико-хімічних факторів. Встановлено механізми корозійного руйнування металу каркасу секції штанги обприскувача в середовищах насичених розчинів інсектициду Нурел Д і рідкого комплексного добрива КАС-32. Проведено дослідження та оцінено вплив цих середовищ на втомну та корозійно-втомну довговічність сталі Ст3пс каркасу секції штанги, а також на характеристики її тріщиностійкості за циклічного навантаження. Побудовано розрахункову модель для визначення ресурсу роботи елементів штанг обприскувачів при циклічних експлуатаційних навантаженнях. Сформульовано метод розрахунку залишкового ресурсу штанги обприскувача за маневрового режиму навантаження на основі відомого енергетичного підходу. Запропоновано оригінальну розрахункову модель для визначення ресурсу роботи штанги при поєднанні впливу експлуатаційних силових і фізико-хімічних факторів. Сформульовано метод розрахунку залишкового ресурсу штанги при навантаженні металоконструкції за схемою маневрового режиму та врахуванні механізму дії корозійного середовища розчину інсектициду Нурел Д. Розроблено нову конструкцію підвіски штанги, яка підвищує її стабілізаційні властивості при збуренні коливань різними агрофонами, для якої побудовано оригінальні динамічні моделі її роботи. Матеріали теоретичних основ, методики розрахунків та проведення експериментальних досліджень передані та використовуються конструкторськими бюро машинобудівних заводів.
Completely new experimental and theoretical approaches to the durability calculation methods of the broadcast booms of agricultural spraying machines taking into account operational and physical-chemical factors have been obtained in the thesis under discussion. Some mechanisms of metal corrosion failure of the sprayer boom section frame in the saturated insecticide Nurelle D solutions and liquid complex fertilizer UN-32 media have been determined. The most intensive corrosion of the steel Ст3пс has been found to occur in the demineralized water. During the first 24 hours the velocity in the saturated solutions of insecticide Nurelle D and also liquid complex fertilizer UN-32 is approximately 23 and 53% lower respectively. The similar tendencies have been observed under long-term exposition conditions as well: the highest speed of steel corrosion was observed in the demineralized water, lower speed was observed in insecticide Nurelle D, and the lowest – in the liquid complex fertilizer UN-32 medium whose composition includes an inhibitor (compounds of ammonia phosphate). The necessary studies have been carried out and the influence of these media on both the fatigue and corrosion-fatigue durability of steel Ст3пс of the boom section frame and on the characteristics of its crack resistance under cyclic loading conditions as well has been estimated. It has been found that corrosion-fatigue resistance of steel Ст3пс in the corrosion media of demineralized water and in the saturated solutions of insecticide Nurelle D and liquid complex fertilizer UN-32 is being decreased in comparison with the air: the conventional border of corrosion fatigue was 1,4 times lower in the demineralized water, and in the saturated solutions of insecticide Nurelle D and liquid complex fertilizer UN-32 was 1,8 and 6,4 times lower respectively. The calculation model to determine the service life of sprayer booms components under cyclic operational load conditions has been constructed. It was found that the service life was mainly determined by the period of fatigue crack initiation which was more than twice less than the specified one. The calculation method of residual service life of the sprayer boom under maneuver loading mode conditions has been developed on the basis of the well-known energy approach. The method under discussion has revealed that the above-mentioned mode in case of sprayers broadcast booms (of certain parameters) made of steel Ст3пс can reduce its residual service life in approximately three times. A nontraditional calculation model to determine the boom service life involving the combination of operational and physical-chemical factors has been proposed. Here, the boom service life is represented as a sum of periods of crack initiation and subcritical growth in the weakest boom component. Under specified possible operational conditions (cyclic loading and corrosion medium Nurelle D) the boom service life of 836 operation hours has been found (approximately 1,5 seasons). It is completely unsatisfying service life in comparison with the standard service life of the sprayers – 7 seasons, and has proved the need of the boom vibrations removal, its strengthening and service life increase. The calculation method of the sprayer boom residual service life at the metal structure loading under maneuver mode conditions and taking into account the mechanism of insecticide Nurelle D solution corrosion medium action has been developed. It was found that under such conditions of the sprayer operation the boom residual service life was 5 times lower. A new design of the boom downpipe which has increased its stabilization characteristics under oscillations caused by different agricultural background conditions has been developed. Some completely new dynamic models of operation have been constructed for the above-mentioned boom downpipe. The theoretical papers, calculation methods and experimental tests procedures have been used by the design bureaux of machine building plants.
ВСТУП . 24 РОЗДІЛ 1. 35 АНАЛІЗ ПРОБЛЕМ ЩОДО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИСОКОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ ШТАНГОВИХ ОБПРИСКУВАЧІВ ПРИ ХІМІЧНОМУ ЗАХИСТІ РОСЛИН. 35 1.1 Узагальнення методів захисту рослин та оцінка ефективності роботи обприскувачів . 36 1.2 Дослідження впливу роботи розпилюючих органів на технічну ефективність обприскування . 46 1.3 Аналіз конструкцій підвісок для забезпечення стабілізації штанги у заданому положенні. 62 1.4 Дослідження характерних поломок каркасів штанг під впливом корозійно-експлуатаційних факторів. 81 1.5 Висновки до розділу 1. 88 РОЗДІЛ 2. 90 КОРОЗІЙНА СТІЙКІСТЬ СТАЛІ КАРКАСУ ШТАНГИ ОБПРИСКУВАЧА У РІДКИХ СЕРЕДОВИЩАХ КОМПЛЕКСНОГО ДОБРИВА ТА ЗАСОБУ ЗАХИСТУ РОСЛИН . 90 2.1 Корозійна активність агрохімікатів і засобів захисту рослин. 90 2.2 Об’єкт, матеріал та середовища для випробувань . 95 2.3 Методики корозійних, електрохімічних та імпедансних випробувань за дії рідких корозійно-активних середовищ. 97 2.4 Особливості корозійної та електрохімічної поведінки сталі у рідких середовищах комплексного добрива та засобу захисту рослин . 104 2.5 Корозійна стійкість покриття каркасу штанги обприскувача. 112 21 2.6 Висновки до розділу 2. 117 РОЗДІЛ 3. 119 ВПЛИВ КОРОЗІЙНО-АКТИВНИХ СЕРЕДОВИЩ НА ВТОМНЕ РУЙНУВАННЯ ТА ЦИКЛІЧНУ ТРІЩИНОСТІЙКІСТЬ КОНСТРУКЦІЙНОЇ ВУГЛЕЦЕВОЇ СТАЛІ КАРКАСА ШТАНГИ ОБПРИСКУВАЧА. 119 3.1 Об’єкти, матеріали та середовища для випробувань . 119 3.2 Методичні аспекти випробувань на втомну та корозійно-втомну довговічність, а також визначення характеристик тріщиностійкості . 120 3.3 Вплив корозійно-активних середовищ на особливості втомного руйнування тривало експлуатованої вуглецевої сталі для штанг обприскувачів . 126 3.4 Корозійно-втомна тріщиностійкість сталі каркаса штанги обприскувача . 144 3.5 Висновки до розділу 3. 148 РОЗДІЛ 4. 149 ОЦІНЮВАННЯ РЕСУРСУ (ЗАЛИШКОВОГО РЕСУРСУ) КАРКАСІВ СЕКЦІЙ ПОЛЬОВИХ ШТАНГОВИХ ОБПРИСКУВАЧІВ ЗА ЗМІННИХ В ЧАСІ НАВАНТАЖЕНЬ. 149 4.1 Основні чинники впливу на ресурс матеріалів і елементів конструкцій. 150 4.2 Застосування енергетичного підходу до дослідження втомного руйнування матеріалів. 153 4.3 Застосування енергетичних підходів в сучасній теорії тріщин . 162 4.4 Оцінка ресурсу (залишкового ресурсу) широкозахватних штанг польових обприскувачів. 173 4.5 Визначення залишкового ресурсу елементів широкозахватних штанг польових обприскувачів з малими тріщинами. 186 22 4.6 Оцінка залишкового ресурсу штанги польового обприскувача за маневрового режиму навантаження. 193 4.7 Висновки до розділу 4. 201 РОЗДІЛ 5. 202 ВПЛИВ КОРОЗІЙНО-АГРЕСИВНИХ СЕРЕДОВИЩ НА ЗАЛИШКОВИЙ РЕСУРС ШИРОКОЗАХВАТНИХ ШТАНГ ЗА МАНЕВРОВОГО РЕЖИМУ ЕКСПЛУАТАЦІЇ . 202 5.1 Стан проблеми. 203 5.2 Аналітичний опис процесів електрохімічної корозії . 209 5.3 Розподіл іонів водню в електроліті по глибині тріщини. 212 5.4 Визначення концентрації водню в зоні передруйнування біля вершини корозійно-втомної тріщини . 217 5.5 Прогнозування ресурсу (залишкового ресурсу) широкозахватних штанг польових обприскувачів з врахуванням дії корозійних середовищ. 223 5.6 Вплив корозійних середовищ, нерівностей поля і коливання штанги на її залишковий ресурс . 232 5.7 Розрахункова модель для визначення залишкового ресурсу штанги з гасниками коливань при дії корозійного середовища та нерівностей поля . 240 5.8 Висновки до розділу 5. 250 РОЗДІЛ 6. 252 ВДОСКОНАЛЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ ШТАНГИ ШИРОКОЗАХВАТНОГО СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ОБПРИСКУВАЧА. 252 6.1 Дослідження впливу коливань штанги на рівномірність обприскування сільськогосподарських культур. 252 6.2 Розробка пристроїв для стабілізації штанги . 267 6.3 Аналіз роботоздатності незалежної маятникової підвіски. 275 23 6.4 Дослідження кінематичних параметрів підвіски при маневровому режимі навантаження . 291 6.5 Дослідження згинальних коливань секцій штанги у поперечно- вертикальній площині. 298 6.6 Розрахунок та аналіз напружено-деформованого стану штанги засобами автоматизованого проектування. 306 6.7 Висновки до розділу 6. 312 РОЗДІЛ 7. 314 ПРОГРАМА, МЕТОДИКА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ШТАНГОВИХ ОБПРИСКУВАЧІВ . 314 7.1 Програма та методика проведення експериментальних досліджень штангових обприскувачів . 314 7.2 Методика підготовки тензометричного обладнання для виконання експериментальних досліджень . 322 7.3 Проведення експериментальних досліджень. 343 7.3.1 Методика та проведення натурного польового експерименту обприскувача ОШМ-600 . 343 7.3.2 Методика та проведення натурного польового експерименту обприскувачів ОПШ-3524 і ОПК-2000. 348 7.4 Лабораторні та польові експериментальні дослідження розробленої підвіски штанги обприскувача . 361 7.5 Статистична обробка результатів експерименту. 369 7.6 Висновки до розділу 7. 375 ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ ТА ВИСНОВКИ. 376 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ. 382 ДОДАТКИ . 412

Створено та науково обгрунтовано ефективність розширеної інженерної методики дослідження деформації і руйнування матеріалу морських трубопроводів при статичному та низькочастотному навантаженні з урахуванням впливів структури, масштабного фактору, концентрації напружень, частоти навантаження, асиметрії циклу напружень, агресивності середовища, а також комбінації цих впливів. Розроблено автоматизовану випробовувальну систему з ЕОМ та оригінальне програмне забезпечення для комплексних досліджень в кінетиці деформації, руйнування, електродного потенціалу матеріалу трубопроводу в робочих (технологічних) середовищах, а також сканованих поверхонь зламів, забезпечуючи імітацію умов навантаження елемента трубопроводу. Введено комплексне поняття про малоциклову та багатоциклову низькочастотну втому і корозійну втому морських трубопроводів, спираючись на ґрунтовний аналіз умов їх експлуатації та деформаційно-кінетичне трактування процесу. Побудовано повні криві низькочастотної втоми для сталі трубопроводу з різною структурою та зварного з’єднання. Вперше, в області низькочастотної (0,8 Гц) малоциклової втоми та корозійної втоми, виявлено аномальну деформаційну поведінку текстурованої сталі 20 та зварного з’єднання, яка проявляється у виникненні деформаційних піків. З метою подальшого розвитку теорії низькочастотної корозійної втоми, вперше кінетичні криві деформації та електродного потенціалу представлено в об’єднаному вигляді, а їх аналіз виконується комплексно з графічною інтерпретацією макробудови поверхні руйнування. Запропоновано способи прискореної оцінки корозійної витривалості основного металу та зварного з’єднання труб за прогнозованими ділянками кривих низькочастотної корозійної втоми, побудованими з використанням однієї або двох експериментальних точок. Вперше введено поняття про кінетичний цикл росту втомної (корозійно-втомної) тріщини. Показано, що тривалість кінетичного циклу є важливою характеристикою низькочастотної втоми, чутливою до величини σа та впливу середовища, Запропоновано методику визначення деформаційних областей низькочастотної втоми морських трубопроводів, а саме спонтанної, прогнозованої та безпечної деформації, і показано її ефективність у випадку, коли характеристики граничних станів є малочутливими до зміни структури трубної сталі.
Создана автоматизированная испытательная система с ЭВМ для комплексных исследований в кинетике деформации, разрушения, ЭП материала трубопровода при статическом и низкочастотном нагружении в рабочих (технологических) средах, используя разработанные конструкции образцов-моделей, изготовленных из стенки трубы. Предложены и определены в статике нестандартные характеристики упругости, пластичности, деформационного упрочнения, ползучести для объяснения поведения стали в конструкции трубопровода и уточнения расчетов. Построены полные кривые низкочастотной усталости для стали трубопровода с разной структурой и сварного соединения по результатам испытаний образцов-моделей с конструктивными концентраторами и без. Показана возможность оценки влияния среды на величину разрушающих циклических напряжений по площади долома образца-модели. В условиях низкочастотного нагружения подтверждена локализация коррозионных процессов в зоне сварного соединения около границы раздела фаз „основной металл - сварной шов”.
It is created automated test system with computer for complex studies of the deformation. fracture, electrode potential of pipeline steel under static and low frequency loading in technological environments. Full curves of low frequency fatigue and corrosion fatigue of texturated and not texturated steel and welded join of pipes was presented. The complex concepts of low cycle and high cycle low frequency fatigue and corrosion fatigue of sea pipelines was offered. For the first time, in the field of low frequency (0,8 Hz) fatigue and corrosion fatigue, is revealed anomalous deformation behaviour texturated steel 20 and welded join, which reveals itself in deformation peaks. For the first time kinetic curves of deformation and electrode potential are presented in united type for the reason deepened their analysis, which is executed in complex with graphic interpretation of fracture surfaces macrostructure.

Розроблену раніше методику дослідження деформації га руйнування морських трубопроводів доповнено моделюванням процесу укладання трубопроводу на дно моря І-методом. Вивчено вплив передексплуатаційних навантажень в процесі укладання на фізико-механічні характеристики сталі трубопроводу та показано, що переднавантаження Б-методом зменшує рівень границі текучості трубної сталі 09Г2С до 42 %, а зварного з’єднання - до 50 %. Вперше встановлено закономірності впливу передексплуатаційних навантажень та агресивної дії корозивного середовища (морської води) на загальну довговічність та ресурс і відносний ресурс безпечної експлуатації основного металу і зварного з’єднання морського трубопроводу. Вивчено кінетику електродного потенціалу зразків основного металу та зварного з’єднання морського трубопроводу з урахуванням переднавантаження за моделлю S- та J-методів укладання і без нього при низькочастотному навантаженні у морській воді, яка дає змогу відслідковувати процес нагромадження пошкоджень у матеріалі трубопроводу.
Изучено влияние предэксплуатационных нагрузок в процессе укладки на физикомеханические характеристики материала трубопровода. Впервые построены кривые усталости и участки кривых коррозионной усталости для образцов основного металла и сварного соединения морского трубопровода с учетом предэксплуатационных нагрузок по модели S- и J-методов укладки на основании подходов механики разрушения, коррозионного разрушения и прочности материалов. Полученные кривые позволяют определять долговечность материала морского трубопровода с целостным и поврежденным изоляционным покрытием в процессе эксплуатации в зависимости от способа строительства и уровня механических напряжений в процессе укладки. Установлены основные закономерности влияния нагрузок на стадии укладки на деформационное поведение основного металла и сварного соединения морских трубопроводов в процессе эксплуатации путем записи кинетики деформации в режиме реального времени. Научно доказано недостаточность использования только показателя долговечности для оценки ресурса и остаточного ресурса работы трубопроводов из-за невозможности их эксплуатации в штатном режиме на стадии ускоренного роста усталостных (коррозионно-усталостных) трещин. Предложен способ определения ресурса безопасной эксплуатации морских трубопроводов, опираясь на деформационно-кинетическую трактовку процесса. Экспериментально доказано, что оценка ресурса безопасной эксплуатации в относительных величинах позволяет нивелировать влияние разброса долговечности образцов и связанных с этим погрешностей расчета в пределах одного уровня напряжений, на основе чего введено понятие “относительный ресурс безопасной эксплуатации”. Показано увеличение негомогенности и появление дефектности в структуре основного металла и сварного соединения трубопровода вследствие предэксплуатационных нагрузок, которое приводит к существенному уменьшению долговечности и сопротивления деформациям по сравнению с исходным состоянием, что подтверждается сравнительным анализом поверхностей разрушения. Впервые с использованием методов потенциомстрии раскрыто влияние предэксплуатационных нагрузок на электрохимическое поведение материала трубопровода и получены кинетические кривые электродного потенциала, которые позволяют судить о кинетике накопления коррозионно-усталостных повреждений, начиная от поверхностных изменений, предшествующих процессу зарождения трещин, до полного разрушения материала морского трубопровода. Такие данные могут быть использованы для научно обоснованного выбора параметров активного и средств пассивной защиты материала трубопровода от коррозии, а также прогнозирования ресурса его безопасной эксплуатации. Разработанная ранее методика исследования деформации и разрушения морских трубопроводов дополнена моделированием процесса укладки трубопровода на дно моря J-методом. Для основного металла и сварного соединения трубопровода получены аналитические зависимости для расчета коэффициентов уменьшения долговечности с учетом предэксплуатационных нагрузок и коэффициентов влияния агрессивности среды на долговечность. Построены диаграммы для оценки влияния предэксплуатационных нагрузок на относительный ресурс безопасной эксплуатации основного металла и сварного соединения морского трубопровода. Разработаны и внедрены на предприятиях ГАО “Черноморнефтегаз” и ООО “Институт” Шельф” “Методика оценки влияния предэксплуатационных нагрузок в процессе укладки трубопровода S-методом на его ресурс безопасной эксплуатации”.
Previously developed deformation and destruction of subsea pipelines research technique is supplemented by modeling the process of laying the pipeline on the seabed by J-lay method. It was investigated the influence of preoperational loads in the process of laying on the physical-mechanical properties of pipeline material and it was shown that preload by S-lay method reduces yield strength of tubular steel 09G2S up to 42 % and for welded joint - up to 50 %. For the first time it was established regularities of influence of preoperational loads and aggressive action of corrosive environment (seawater) on the overall durability and on resource and relative resource of safe operation of the base metal and welded joint of subsea pipeline. It was studied the kinetics of electrode potential for specimens of the base metal and welded joint of subsea pipeline with taking into account preload by S-lay and J-lay methods of installing and without it at low-cycle load in seawater, which allows to monitor the process of the accumulation of damage in the material of the pipeline.

У дисертації наведено обґрунтування та вирішення науково-технічної задачі, яка полягає у встановленні умов виникнення та швидкості поширення внутрішньої корозії нафтогазопроводів. Показано, що однією з причин корозійного руйнування трубопроводів є наявність в продукції родовищ домішок сірководню, а також вуглекислого газу та низькомолекулярних карбонових кислот, що в умовах високих температур і тисків обумовлює інтенсивну внутрішню корозію. Запропоновано та обґрунтовано новий параметр для оцінки процесів корозії, що є певним характеристичним значенням концентрації шкідливих домішок, з досягненням якого відбувається різке зростання швидкості корозії сталі 17Г1С. Показано, що експлуатаційне старіння сталі понижує корозійну тривкість трубопроводів. Встановлено, що електродні потенціали та мікротвердість в різних зонах зварного з’єднання суттєво залежать від структурно-хімічної неоднорідності та режимів термічної обробки. Всі досліджені види термообробки приводять до підвищення корозійно-механічної тривкості зварних з’єднань, при цьому найбільш суттєвий вплив справляв відпал і нормалізація з високим відпуском. Вдосконалена методика оцінки технічного стану трубопроводів через параметри тріщиностійкості з метою використання отриманих результатів для прогнозування їх ресурсу.
При оценке трещиностойкости трубопроводов необходимо считаться с возможностью их перегрузок, например при оползневых явлениях, которые приводят к появлению пластической деформации, а также с наводороживанием материала в рабочих средах, прежде всего в местах концентрации напряжений, что может дополнительно отрицательно повлиять на кратковременную и усталостную трещиностойкость. Установлено, что суммарное действие предварительного пластического деформирования и наводороживание уменьшает почти в 4 раза кратковременную трещиностойкость стали трубопроводов, а сопротивление подрастанию усталостной трещины может уменьшиться на порядок.
The substantiation and solution of scientific and technical problem which lies in determination of conditions of origin and propagation rate of internal corrosion of oil-and-gas pipelines are given in this dissertation. It is shown, that one of the reasons of corrosion damage of pipelines is the presence of hydrogen sulphide and also carbon dioxide and low-molecular carboxylic acids admixtures in the products of deposits, which under high temperature and pressure conditions causes intensive internal corrosion. A new parameter for estimation of corrosion processes is proposed and substantiated. This is certain characteristic value of concentration of harmful admixtures, and on reaching it abrupt growth of corrosion rate of 17Г1С steel occurs. It is shown, that the operating ageing of steel reduces corrosion resistance of pipelines. It is determined, that electrode potentials and miicrohardness in different areas of the welded connection substantially depend on structural-chemical hheterogenic and heat treatment conditions. All explored types of heat treatment result in the increase of stress corrosion stability of the welded connections; here the annealing and high-temperature tempering normalization had the most substantial influence. The method of maintenance estimation of the pipelines by means of the crack-resistance parameters was improved with the purpose of using the findings for fatigue prediction.