Влияние длительной эксплуатации на физико-механические свойства и показатели хладостойкости трубной стали 10Г2

A. A. Khlybov; Yu. G. Kabaldin; M. S. Anosov; D. A. Ryabov

doi:10.22213/2413-1172-2021-1-38-44

Authors

A. A. Khlybov Nizhny Novgorod State Technical University <br /> named after R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod
Y. G. Kabaldin Nizhny Novgorod State Technical University <br /> named after R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod
M. S. Anosov Nizhny Novgorod State Technical University <br /> named after R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod
D. A. Ryabov Nizhny Novgorod State Technical University <br /> named after R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-1-38-44

Keywords:

technical diagnostics, impact strength, cold resistance, ductile-brittle transition, acoustic parameter

Abstract

The purpose of this study is to assess the effect of long-term operation on the change in the physical and mechanical properties and cold resistance of 10G2 pipe steel as part of the main gas pipeline.

It was found that in the course of long-term operation of 10G2 steel in the main gas pipeline, a change in the metal structure and a decrease in impact toughness by more than 2 times are observed. Along with a decrease in toughness, there is a shift in the temperature of the ductile-brittle transition to the region of positive temperatures, which significantly reduces the reliability of main pipelines and increases the likelihood of brittle fracture, especially when small microcracks appear. As a result of tests of 10G2 steel in a wide temperature range after 25 years of operation, there is a decrease in the ductility of the metal (the relative elongation decreases by about 1.6 times), an increase in the tensile strength and a decrease in the yield stress (by about 8-9 %). The dependence of the acoustic parameter D, calculated on the basis of the velocity of propagation of longitudinal and transverse elastic waves in the metal, on the service life of gas main pipes and on the temperature of the ductile-brittle transition for steel 10G2 has been established. It is shown that the acoustic parameter can act as a characteristic parameter of the cold resistance of the material of main gas pipelines and can be used for nondestructive testing.

References

Сыромятникова А. С. Эксплуатационная деградация металла труб магистральных газопроводов Севера / Российская академия наук, Сибирское отделение; Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН; Министерство образования и науки РФ; Северо-Восточный федеральный университет, 2017. 97 с. ISBN 978-5-7692-1566-7.

Харионовский В. В. Надежность магистральных газопроводов: становление, развитие и современное состояние // Газовая промышленность. 2019. № 1 (779). С. 56–68.

Лапига И. Р., Щипачев А. М. Искусственные нейронные сети для оценки остаточного ресурса газонефтепроводов // Деловой журнал neftegaz.ru. 2019. № 12 (96). С. 46–52.

Lisin Y.V., Neganov D.A., Studenov E.P., Skorodumov S.V., Antipov G.E. A comprehensive study of steel properties in trunk oil and petroleum product pipelines with various service lives. PST, 2017, vol. 1, no. 3, pp. 195-207.

Науменко В. В. Исследование склонности низкоуглеродистой стали, микролегированной ванадием и азотом, к деформационному старению // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2017. № 7. С. 87–96.

Wiskel J.B., Ma J., Ivey D.G., Henein H. An Investigation of Aging Behaviour in Microalloyed Steel (X70) UOE Pipe. HSLA Steels 2015, Microalloying 2015 & Offshore Engineering Steels 2015. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48767-0_87.

Изучение деформационного старения в стали марки 10Г2 после различных обработок / А. Р. Хамбалеев, Г. В. Щапов, О. В. Селиванова, В. М. Фар-бер // Материаловедение и металлофизика легких сплавов : сборник материалов и докладов IV Между-нар. школы для молодежи. 2019. С. 144–146.

Большаков А. М., Андреев Я. М. Проблемы повышения эксплуатационной надежности линейных магистральных газопроводов в условиях криолитозоны // Газовая промышленность. 2018. № 5 (768). С. 62–68.

Научные основы хладноломкости конструкционных сталей с ОЦК-решеткой и деградация их структуры при эксплуатации в условиях низких температур / В. Е. Панин [и др.] // Физическая мезомеханика. 2016. Т. 19, № 2. С. 5–14.

Khlybov A.A., Ryabov D.A. Assessment of residual stresses in specimens of ferritic-pearlitic steel with austenitic cladding. Metal Science and Heat Treatment, 2019, vol. 61, no. 1-2, pp. 114-119.

Зарипов Р. Ф., Коробков Г. Е. Возможность использования низкоуглеродистых низколегированных трубных сталей в арктических условиях // Наукоемкие технологии в решении проблем нефтегазового комплекса : материалы VIII Междунар. молодежной науч. конф. Уфа : РИЦ БашГУ, 2018. С. 142–147.

Maruschak P.O., Danyliuk I.M., Vuherer T. Impact Strength of Maingas Pipeline Steel After Prolonged Operation. Metallurgist, 2015, no. 59, pp. 324-329. https://doi.org/10.1007/s11015-015-0104-7.

Кабалдин Ю. Г., Аносов М. С., Зиновьев Ю. А. Исследование хладостойкости материалов для ответственных узлов технических средств, работающих при низких температурах // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2016. Т. 4, № 2. C. 14–17.

Проблемы обеспечения безопасной эксплуатации тележек грузовых вагонов при отрицательных температурах / А. А. Хлыбов, Ю. Г. Кабалдин, М. С. Аносов, Д. А. Рябов, В. И. Сентюрева // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 4. С. 18–26. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-4-18-26.

Зарипов Р. Ф., Коробков Г. Е. Изменение механических свойств арктических трубопроводов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. № 2 (124). С. 52–61. DOI: 10.17122/ntj-oil-2020-2-52-61.