Вплив корозійного середовища на сучасні сталі магістральних трубопроводів
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9973-2022-2(83)-95-104Ключові слова:
магістральні трубопроводи, високотемпературний прокат, корозійне окрихчення, корозійна стійкість, продукти корозії, покриття.Анотація
Сучасний стан сталей магістральних трубопроводів значною мірою залежить від впливу корозійного середовища на внутрішні та зовнішні поверхні труб. Присутність водню та подальше водневе розтріску-вання, пошкодження зовнішнього покриття – чинники, які теж залежать від середовища і впливу його на основний метал труби. Все частіше в якості трубних сталей застосовуються низьковуглецеві високоміцні сталі нового покоління, які виготовлені за сучасними технологічними процесами і повинні забезпечити без-перервну роботу трубопроводів за відповідних робочих параметрів. Використання сталей нового поколін-ня для будівництва нових трубопроводів та ремонту старих вносить певні ризики через недостатнє дослі-дження впливу вже згаданих чинників на роботоздатність газотранспортної системи України. Змінність показників та порядку технологічного процесу, хімічний склад сталей, нормативні документи з обслугову-вання трубопроводів – чинники, які здатні вплинути на довговічність експлуатації системи. Системний підхід у вивченні експлуатаційних, експериментальних та аналітичних досліджень сталей магістральних нафтогазопроводів має розглядатися для створення рекомендаційних документів та стандартів. Для захисту труб від корозії та зношування перспективним є застосування різних типів покриттів.
Завантаження
Посилання
Закон України “Про об’єкти підвище-ної небезпеки”. Відомості Верховної Ради України (ВВР), 2001, № 15, ст. 73. https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2245-14#Text
Закон України “Про трубопровідний транспорт”. Голос України. 1996. № 108. С. 6–7.
Федеральний закон 49 СFR 192.763.
Zvirko O., Tsyrulnyk O., Nykyforchyn H. Non-destructive evaluation of operated pipe-line steel state taking into account degradation stage. Procedia Structural Integrity. 2020. No 26. P. 219–224. DOI: 10.1016/j.prostr.2020.06.025.
Zvirko O., Tsyrulnyk O. Non-destructive electrochemical evaluation of pipeline degrada-tion. Lecture Notes in Civil Engineer-ing, 2021, 102, P. 31–44. DOI: 10.1007/978-3-030-58073-5_3.
Dzioba I., Zvirko O., Lipiec, S. Assess-ment of operational degradation of pipeline steel based on true stress–strain diagrams. Lec-ture Notes in Civil Engineering. 2021. 102. P. 175–187 DOI: 10.1007/978-3-030-58073-5_14.
Nykyforchyn H., Tsyrulnyk O., Zvirko O., Krechkovska H. Non-destructive evaluation of brittle fracture resistance of operated gas pipeline steel using electrochemical fracture surface analysis. Engineering Failure Analy-sis. 2019. 104. P. 617-625. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2019.06.037
Анучкин М. П., Горицкий В. Н. , Ми-рошниченко Б. И. Трубы для магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1986. 231 с.
Трубопровідний транспорт газу / М. П.Ковалко, В. Я. Грудз, В. Б. Михалків [та ін.]; під. ред. М. П. Ковалка. К.: Агентст-во з раціонального використання енергії та екології, 2002. 600 с.
Mohammadijoo M., Collins L., Rashid M., Arafin M. Influence of steel chemistry and field girth welding procedure on performance of API X70 line pipe steels. Proceedings of the Biennial International Pipeline Conference, IPC, 2020, 3, V003t05a035. DOI: 10.1115/IPC2020-9721.
Schruff C., Kalwa C., Hillenbrand H.G. Application of TMCP material for large diame-ter pipelines under sour service conditions. OTC Brasil 2017, 2017, pp. 1476–1484. DOI: 10.4043/28082-MS.
DSTU EN ISO 3183:2017 (ISO 3183:2012, IDT), 2012. Petroleum and natural gas industries. Steel pipe for pipeline transporta-tion systems, Geneva / American Petroleum In-stitute (API), API 5L, 2013. Specifications for line pipe, 45th edition, Washington DC.
Каталог продукції «ІНТЕРПАЙП». https://interpipe.biz/clients/clientstubes/catalogs/1
Каталог продукції «МЕТІНВЕСТ». https://metinvestholding.com/catalog/catalog-plates/4
Xiaodong Shao. Research on the Steel for Oil and Gas Pipelines in Sour Environment. MATEC Web of Conferences 238, 04010 (2018), ICNFM2018. DOI: 10.1051/matecconf/201823804010.
Stasyuk B.M., Kret N.V., Zvirko O.I. et al. Analysis of the Stressed State of a Pipe of Gas Pipeline with Hydrogen-Induced Macrode-fect. Mater Sci 55, 124–129 (2019). DOI: 10.1007/s11003-019-00259-2.
Zvirko O., Gabetta G., Tsyrulnyk O., Kret N. Assessment of in-service degradation of gas pipeline steel taking into account suscepti-bility to stress corrosion cracking. Procedia Structural Integrity. 2019. No 16. P. 121–125. DOI: 10.1016/j.prostr.2019.07.030
Bolzon G., Rivolta B., Nykyforchyn H., Zvirko O. Mechanical analysis at different scales of gas pipelines. Engineering Failure Analysis. 2018. No 90. P. 434-439. DOI: j.engfailanal.2018.04.008.
Відомчі будівельні норми України: ВБН В.2.3-00018201.04-2000. Розрахунки на міцність діючих магістральних трубопрово-дів з дефектами. К.: Держнафтогазпром, 2000. 57 с.
ДСТУ-НБВ.2.3.21: 2008. Настанова визначення залишкової міцності магістраль-них трубопроводів з дефектами. К.: Мінрегі-онбуд України, 2008. 68 с.
Murao N., Hisamune N., Osako H., Kondo K. High Strength Seamless Steel Pipe Excellent in Hydrogen-Induced Cracking Re-sistance and its Production Method, Sumitomo Metal Industries LTD., European Patent Specifi-cation 1546417B1. 2012, P. 1-15.
SEVESO II Council Directive 96/82 / ES on the control of major-accident hazards involving dangerous.
ESIS P4-92 D, ESIS Recommendations for Stress Corrosion Testing Using Pre-Cracked Specimens (1st Draft), European Structural In-tegrity Society, Delft, 1992.
Ниркова Л.І., Гаврилішина О.В., Бо-рисенко Ю.В. Електрохімічні та корозійно-механічні властивості трубної сталі різної категорії міцності в модельному ґрунтовому електроліті. Вісник КНУТД. 2018. №5 (126). С. 99-105 DOI: 10.30857/1813-6796.2018.5.11.
API 1160/ Managing System Integrity for Hazardous Ziguid Pipeline. Americal Petroleum Institute, Washington, DC.
T.N. Baker, “Microalloyed steels,” Ironmaking & Steelmaking. 2016. No 43. P. 264-307. DOI: 10.1179/1743281215Y.0000000063.
Petryna D.Y., Hohol’ V.M., Petryna Y.D., Zvirko O.I., Nykyforchyn Y.M. Corrosion and corrosion-mechanical fracture of the steel of crude-oil tanks. Materials Science. 2016. 51 (5). P. 666-672. DOI: 10.1007/s11003-016-9889-1.
Striletskyi Y., Rovinskyi V., Yevchuk O. Method of studying corrosion processes of metal electrodes by surface voltage fluctuations. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2016. 3 (9). P. 24-29. DOI: 10.15587/1729-4061.2016.71969.
Asadauskas S.J., Griguceviien A., Leinartas K., Brainskien D. Application of three-electrode electrolytic cell to evaluate thin films of vegetable and mineral oils. Tribology International. 2011. 44 (5). P. 557-564. DOI: 10.1016/j.triboint.2010.09.010.
Hurey I.V., Pashechko M.I. Electrochemistrical characteristics by secondary structures under the friction slip carbon steels after frictional hardening. Trenie i Iznos. 2000. 21 (2). P. 192-196.
Petryna D.Yu., Kozak O.L., Shulyar B.R., Petryna Yu.D., Hredil M.I. Influence of alloying by rare-earth metals on the mechanical properties of 17g1s pipe steel. Materials Science. 2013. 48 (5). P. 575-581. DOI: 10.1007/s11003-013-9540-3.
Bazaluk O., Velychkovych A., Ropyak L., Pashechko M., Pryhorovska T., Lozynskyi V. Influence of heavy weight drill pipe material and drill bit manufacturing errors on stress state of steel blades. Energies. 2021. 14 (14). art. no. 4198. DOI: 10.3390/en14144198.
Kopei V., Onysko O., Kusyi Y., Vriukalo V., Lukan T. Investigation of the Influence of tapered Thread Pitch Deviation on the Drill-String Tool-Joint Fatigue Life. Lecture Notes in Networks and Systems. 2022. 472 LNNS. P. 144-154. DOI: 10.1007/978-3-031-05230-9_17.
Pryhorovska T., Ropyak L. Machining Error Influnce on Stress State of Conical Thread Joint Details. Proceedings of the International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers, CAOL, 2019-September. 2019. art. no. 9019544. P. 493-497. DOI: 10.1109/CAOL46282.2019.9019544.
Levchuk K.H., Radchenko T.M., Tatarenko V.A. High-temperature entropy effects in the tetragonality of the ordering interstitial-substitutional solution based on the body-centred tetragonal metal. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. 2021. 43 (1). P. 1-26. DOI: 10.15407/mfint.43.01.0001.
Melnyk J.M., Radchenko T.M., Tatarenko V.A. Semi-empirical parameterization of interatomic interactions, which is based on statistical-thermodynamic analysis of data on phase equilibriums in B.C.C.-Fe-Co alloy. I. Primary ordering. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. 2010. 32 (9). P. 1191-1212.
Solomenko A.G., Balabai R.M., Radchenko T.M., Tatarenko V.A. Functionalization of quasi-two-dimensional materials: chemical and strain-induced modifications. Progress in Physics of Metals. 2022. 23 (2). P. 147-238. DOI: 10.15407/ufm.23.02.147.
Melnick O.B., Soolshenko V.K. Levchuk, K.H. Thermodynamic prediction of phase composition of transition metals high-entropy alloys. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. 2020. 42 (10). P. 1387-1400. DOI: 10.15407/mfint.42.10.1387.
Shatskyi I.P., Makoviichuk M.V., Shcherbii A.B. Influence of Flexible Coating on the Limit Equilibrium of a Spherical Shell with Meridional Crack. Materials Science. 2020. 55 (4). P. 484-491. DOI: 10.1007/s11003-020-00329-w.
Abdalla K., Zuhailawati H. Corrosion performance and morphological analysis of activated zinc phosphate coating formed on steel surface. Anti-Corrosion Methods and Ma-terials. 2021. 68 (6). P. 555-563. DOI: 10.1108/ACMM-03-2021-2462.
Marek A. Hot dip Zn-5Al coatings with improved corrosion resistance of reinforcement steel. Metalurgija. 2022. 61 (2). P. 389-391.
Ahmadi M., Salgın B., Kooi B. J., Pei Y. Outstanding cracking resistance in Mg-alloyed zinc coatings achieved via crystallographic texture control. Scripta Materialia. 2022. 210. art. no. 114453. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2021.114453.
Hasanpour P., Salehikahrizsangi P., Raeissi K., Santamaria M., Calabrese L., Proverbio E. Dual Ni/Ni-Co electrodeposited coatings for improved erosion-corrosion behaviour. Surface and Coatings Technology. 2019. 368. P. 147-161. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2019.02.061.
Ropyak L., Ostapovych V. Optimization of process parameters of chrome plating for providing quality indicators of reciprocating pumps parts. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2016. 2 (5). P. 50-62. DOI: 10.15587/1729-4061.2016.65719.
Bazaluk O., Dubei O., Ropyak L., Shovkoplias M., Pryhorovska T., Lozynskyi V. Strategy of compatible use of jet and plunger pump with chrome parts in oil well. Energies. 2022. 15 (1). art. no. 83. DOI: 10.3390/en15010083.
Dubei O.Ya., Tutko T.F., Ropyak L.Ya., Shovkoplias M.V. Development of Analytical Model of Threaded Connection of Tubular Parts of Chrome-Plated Metal Structures. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. 2022. 44 (2). P. 251-272. DOI: 10.15407/mfint.44.02.0251.
Zhachkin S.Y., Penkov N.A., Belyaev R.V., Kirgintsev M. V. Thermophysical parame-ters of the process to obtain the required micro-geometry of composite electroplating coatings based on chromium. Materials Today: Proceedings. 2021. 38 (4). P. 1760-1763 DOI: 10.1016/j.matpr.2020.08.255.
Prysyazhnyuk P., Ivanov O., Matvienkiv O., Marynenko S., Korol O., Koval I. Impact and abrasion wear resistance of the hardfacings based on high-manganese steel reinforced with multicomponent carbides of Ti-Nb-Mo-V-C system. Procedia Structural Integrity. 2022. 36. P. 130-136. DOI: 10.1016/j.prostr.2022.01.014.
Ivanov O., Prysyazhnyuk P., Lutsak D., Matviienkiv O., Aulin V. Improvement of Abrasion Resistance of Production Equipment Wear Parts by Hardfacing with Flux-Cored Wires Containing Boron Carbide/Metal Powder Reaction Mixtures. Management Systems in Production Engineering. 2020. 28 (3). P. 178-183. DOI: 10.2478/mspe-2020-0026.
Bembenek M., Prysyazhnyuk P., Shihab T., Machnik R., Ivanov O., Ropyak L. Microstructure and Wear Characterization of the Fe-Mo-B-C—Based Hardfacing Alloys Deposited by Flux-Cored Arc Welding. Materi-als. 2022. 15 (14). art. no. 5074. DOI: 10.3390/ma15145074.
Velychkovych A.S., Andrusyak A.V., Pryhorovska T.O., Ropyak L.Y. Analytical model of oil pipeline overground transitions, laid in mountain areas. Oil and Gas Science and Technology. 2019. 74. art. no. 2019039. DOI: 10.2516/ogst/2019039.
Ropyak L.Y., Velychkovych A.S., Vytvytskyi V.S., Shovkoplias M.V. Analytical study of "crosshead - Slide rail" wear effect on pump rod stress state. Journal of Physics: Conference Series. 2021. 1741 (1). art. no. 012039. DOI: 10.1088/1742-6596/1741/1/012039.
Levchuk K.G., Moisyshyn V.M., Tsidylo I.V. Influence of mechanical properties of a material on dynamics of the stuck drilling pipes. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. 2016. 38 (12). P. 1655-1668. DOI: 10.15407/mfint.38.12.1655.
.png)
