Зниження залишкових зварювальних напружень у кільцевих швах трубопроводів обробкою вибухом

АНОТАЦІЇ

Бризгалін А.Г. Зниження залишкових зварювальних напружень у кільцевих швах трубопроводів обробкою вибухом. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 - зварювання та споріднені технології. - Інститут електрозварювання ім. Е.О. Патона НАН України, м. Київ, 2006 р.

Зниження залишкових напружень є важливим заходом щодо забезпечення надійності й довговічності зварних конструкцій, у тому числі трубопроводів відповідального призначення. У результаті проведених у дисертації досліджень теоретично обґрунтовані й експериментально підтверджені нові методи визначення режимів обробки вибухом кільцевих швів труб, проведеної з метою зниження залишкових напружень, способи підвищення економічності й ергономічності обробки вибухом, розглянуті можливості ефективного застосування неруйнуючої тензометрії для контролю результатів обробки й оцінки напруженого стану металоконструкцій. Експериментально встановлена доцільність застосування обробки вибухом для підвищення корозійної стійкості кільцевих швів труб, що працюють у контакті із середовищем, який містить сірководень. Результати роботи знайшли практичне застосування на підприємствах України та за рубежем.

Ключові слова: обробка вибухом, залишкові напруження, кільцевий шов, зварна конструкція, корозійна стійкість.

Брызгалин А.Г. “Снижение остаточных сварочных напряжений в кольцевых швах трубопроводов обработкой взрывом”. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.06-Сварка и родственные технологии. - Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, г. Киев, 2006 г.

Остаточные сварочные напряжения являются энергетической основой зарождения и развития трещиноподобных дефектов, их снятие в кольцевых швах труб можно отнести к основным мероприятиям по обеспечению долговечности трубопроводов различного назначения, в том числе работающих в контакте с агрессивной средой. Разработанная в ИЭС им. Е.О. Патона технология обработки взрывом по экономичности и оперативности значительно превосходит другие существующие технологии снижения остаточных напряжений в кольцевых швах труб, что позволяет рассматривать ее как наиболее перспективную.

Существующие подходы к расчетному определению параметров ОВз предполагают привлечение специалистов-разработчиков. Проблема создания инженерных методов определения параметров ОВз и оперативных способов контроля результатов обработки, которые могли бы применяться при широком промышленном использовании ОВз специалистами различных отраслей промышленности без привлечения разработчиков технологии, является достаточно актуальной. Ее решение позволит представить технологию ОВз как продукт, готовый для реализации сторонним организациям.

Цель работы состояла в создании инженерного метода определения эффективных режимов обработки взрывом кольцевых швов трубопроводов без проведения экспериментальных исследований, совершенствовании технологического процесса снижения остаточных сварочных напряжений обработкой взрывом, совершенствовании способов оперативного неразрушающего контроля напряженного состояния металлоконструкций, в том числе после обработки взрывом.

Разработаны оригинальный метод расчета параметров обработки взрывом кольцевых швов труб для обеспечения снижения остаточных сварочных напряжений, основанный на использовании достаточно точных результатов анализа поведения упругой оболочки при статическом нагружении к решению динамической задачи деформирования стенки оболочки. На базе этого метода разработана методика определения режимов обработки. Установлено наличие приближенной линейной зависимости между уровнем ОН в кольцевом сварном шве и величиной их изменения в результате обработки взрывом по режимам, определенным в соответствии с разработанной методикой. Наличие такой зависимости дает возможность прогнозировать результаты обработки и вносить коррективы в параметры обработки в случае необходимости. Впервые разработана схема предварительной досварочной обработки взрывом краев труб с целью снижения ОН в кольцевых швах. Усовершенствован способ неразрушающей магнитоупругой тензометрии, что позволило существенно повысить точность и упростить методику проводимых измерений. Экспериментально показано, что стойкость к сероводородному поражению кольцевых швов труб после обработки взрывом превосходит таковую необработанных швов или подвергнутых испытанию повышенным давлением и не ниже термообработанных. Обработка взрывом не ухудшает стойкость основного металла труб, испытывающего воздействие импульсной нагрузки при подрыве заряда ВВ, к сульфидному растрескиванию.

Результаты выполненных в настоящей работе исследований и разработанные инженерно-технические решения положены в основу создания и промышленного применения технологических процессов обработки взрывом кольцевых швов газопровода Таас-Тумус-Якутск, водоводов Ташлыкской гидроаккумулирующей станции, использовались при оценке напряженного состояния стенки резервуара нефтехранилища ОАО “Эксимнефтепродукт”, стенок резервуаров никелевого завода Пунта Горда (Куба).

Ключевые слова: обработка взрывом, остаточные напряжения, кольцевой шов, сварная конструкция, коррозионная стойкость.

Bryzgalin A.G. The residual stress reliving at the circumferential welds of the pipelines by explosion treatment . - Manuscript.

Thesis for a candidate of technical sciences degree on a speciality 05.03.06 - “Welding and related technologies”. - E.O. Paton Electric Welding Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2006.

Residual stresses reliving in pipelines circumferential welds is important process, aimed at arising their service life and reliability. As a result of researches conducted in the dissertation, justified theoretically and confirmed experimentally the new methods of determining of circumferential welds explosion treatment parameters, which are used for residual stresses reliving. New more effective processes of explosion treatment and nondestructive stresses measurement are developed. Fulfilled experiments show the efficiency of using of explosion treatment for increasing of the circumferential welds corrosion resistance in pipelines, which work in the media containing H₂S. The results of this work were applied by different enterprises in Ukraine and also abroad.

Key words: explosion treatment, residual stresses, circumferential weld, welded structure, corrosion resistance.

Размещено на Allbest.ru