№ 3 (40) / 2019 «Повышение надежности магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением»

Научный редактор
к.т.н. И.В. Ряховских
Рецензенты:
д.х.н., доцент Я.Г. Авдеев
д.т.н. С.Я. Бецофен
д.х.н., профессор Ю.И. Кузнецов
д.т.н. А.С. Кузьбожев
д.т.н. Е.М. Морозов
д.т.н., профессор Р.О. Самсонов
д.т.н., профессор В.Г. Титов
д.т.н. Н.Х. Хаплыев
д.т.н., профессор В.В. Харионовский
д.т.н. М.В. Чучкалов
д.х.н. А.И. Щербаков

 

Уважаемые читатели!

История развития мирового трубопроводного транспорта неотделима от становления нефтяной и газовой промышленности. Первый нефтепровод длиной всего 6 км построили в США в 1865 г., к середине XX в. общая протяженность всех трубопроводов мира достигла 350 тыс. км, а к началу 2000-х гг. протяженность трубопроводов трех крупнейших нефтегазодобывающих держав – России, США и Канады – составляла около 1 млн км. Рывку в развитии трубопроводного транспорта поспособствовали металлургические технологии семидесятых годов прошлого века, обеспечившие производство труб большого диаметра из упрочненных сталей. Крупнейшие советские, европейские и азиатские производители трубной продукции поставляли трубы диаметрами 1020…1420 мм для строительства магистральных нефте- и газопроводов, работающих под давлением 5,5…7,5 МПа. В те же годы США предложили инновационную технологию трассовой изоляции трубопроводов с применением пленочных покрытий «Поликен», которая получила широкое распространение при строительстве крупнейшей в мире газотранспортной системы на территории современной России. На сегодняшний день следует констатировать общий износ магистральных газопроводов (МГ) в России и за рубежом, большинство из которых были построены в период 1960–1990 гг. В первую очередь, это связано с доступом коррозионной среды к поверхности труб в местах отслоения пленочной изоляции трассового нанесения, образования и постепенного развития коррозионных повреждений, в большинстве своем имеющих характер коррозионного растрескивания под напряжением (КРН). Число таких повреждений достигает нескольких тысяч на один километр трубопровода.

Явление длительного коррозионно-механического разрушения стальных труб, которое называют КРН, или стресс-коррозией, впервые в истории эксплуатации МГ зафиксировано в США в марте 1965 г. В результате аварии на севере г. Нэтчиточеса в штате Луизиана погибли 17 человек и в радиусе 450 футов были разрушены 7 домов. С тех пор во всем мире данное явление относят к наиболее опасным и непредсказуемым видам повреждения МГ, что привлекает к нему внимание широкого круга специалистов и ученых. Позднее аналогичные аварийные разрушения газопроводов отмечались в Австралии, Аргентине, Бразилии, Венесуэле, Иране, Пакистане, Саудовской Аравии, Канаде и бывшем Советском Союзе.

С середины 1990-х гг. КРН становится одним из ключевых факторов ухудшения технического состояния и надежности МГ России. Уже в начале 2000-х гг. география распространения КРН включала МГ на территориях Западной Сибири, Урала, Севера, центральных регионов страны, а число аварий доходило до 17 в год. В 2004 г. дефекты типа КРН впервые обнаружены на технологических трубопроводах компрессорных станций. В этот период времени для выработки мероприятий по упреждению аварий МГ по причине КРН в ПАО «Газпром» был организован Координационный совет, в состав которого вошли представители различных департаментов ПАО «Газпром», ООО «Газпром ВНИИГАЗ», а также более 20 научно-исследовательских институтов и организаций, в том числе зарубежных.

В результате реализации комплекса мероприятий, а именно внутритрубного технического диагностирования, переизоляции, выборочного и капитального ремонтов МГ, осуществляемых ПАО «Газпром» и его дочерними обществами при научно-технической поддержке ООО «Газпром ВНИИГАЗ», удалось снизить аварийность МГ по причине КРН до приемлемого уровня.

Современные экономические вызовы повышают значимость решения задач эффективной эксплуатации газопроводов, подверженных стресс-коррозии, а также рационального распределения финансовых средств, выделяемых на их техническое диагностирование и ремонт, поэтому становятся востребованными научные разработки в области физического, химического моделирования и цифровизации процесса КРН на базе фундаментальных исследований. Повышенный интерес к вопросам коррозионно-механического разрушения трубных сталей в первую очередь обусловлен недостатками классических подходов к оценке прочности и долговечности труб, среди которых предположение об однородности материала труб, отсутствие критериев стабилизации (остановки развития) коррозионно-механических трещин и оценки влияния химического состава коррозионной среды на кинетику процесса растрескивания. Важно отметить, что при универсальности математического аппарата механики разрушения точность и достоверность расчетных моделей долговечности (работоспособности) трубопроводов, как правило, обеспечивается применением эмпирических уравнений, полученных по результатам комплексных сериальных испытаний металла труб, моделирующих его работу в условиях, близких к эксплуатационным.

Сборник, который вы держите в руках, представляет собой панораму современных взглядов отечественных и зарубежных исследователей на механизмы образования и развития КРН трубных сталей в околонейтральных электролитах. В статьях освещаются результаты лабораторного моделирования основных стадий коррозионно-механического разрушения труб в условиях, приближенных к эксплуатации магистральных газопроводов. Авторы демонстрируют перспективы компьютерного моделирования процесса стресс-коррозии и варианты его программной реализации применительно к задачам эксплуатации и ремонта МГ. Кроме того, вы найдете информацию об актуальных направлениях развития технологий ремонта и диагностирования газопроводов.

Материалы, вошедшие в сборник, были представлены на IV Научно-практическом семинаре «Повышение надежности магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением», который состоялся в 2018 г. в ООО «Газпром ВНИИГАЗ» с участием представителей 28 российских и семи зарубежных (Германия, Китай, Польша, Корея и Израиль) компаний, а также на крупнейших международных конференциях «Pipeline Technology Conference – PTC 2019» (Германия), «Petroleum Tubular Goods, Equipment & Materials – TEC 2019» (Китай).

Издание будет интересно не только широкому кругу специалистов нефтегазовой, химической и металлургической промышленности, но и студентам, магистрантам и аспирантам нефтегазовых специальностей высших учебных заведений. Представленные в сборнике статьи могут использоваться для разработки программ повышения квалификации.

Контакты

142717, Московская обл., Ленинский р-н, с.п. Развилковское, пос. Развилка, Проектируемый пр-д № 5537, вл. 15, стр. 1.
По вопросам публикаций, подписки и приобретения обращаться:
Тел./факс: + 7 (498) 657-4543
E-mail: vesti-gas@vniigaz.gazprom.ru
www.vesti-gas.ru