Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі
Розглянуто методичні підходи до експертної оцінки технічного стану технологічних трубопроводів, по яких транспортуються горючі і вибухонебезпечні середовища, що містять від 60 до 90 % об. водню в суміші з рідкими чи пароподібними вуглеводами, сірководнем та іншими компонентами. Рассмотрены методичес...
Saved in:
| Published in: | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Date: | 2018 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160642 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі / С.З. Стасюк // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 1. — С. 8-20. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160642 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Стасюк, С.З. 2019-11-14T14:53:47Z 2019-11-14T14:53:47Z 2018 Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі / С.З. Стасюк // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 1. — С. 8-20. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. 0235-3474 DOI: dx.doi.org/10.15407/tdnk2018.01.02 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160642 669.15/620.171 Розглянуто методичні підходи до експертної оцінки технічного стану технологічних трубопроводів, по яких транспортуються горючі і вибухонебезпечні середовища, що містять від 60 до 90 % об. водню в суміші з рідкими чи пароподібними вуглеводами, сірководнем та іншими компонентами. Рассмотрены методические подходы к экспертной оценке технического состояния технологических трубопроводов, транспортирующих горючие пожароопасные среды, содержащие от 60 до 90 % об. водорода в смеси с жидкими или парообразными углеводами, сероводородом и другими компонентами. The paper deals with procedural approaches to expert evaluation of the technical condition of process piping, transporting flammable and explosive media that contain from 60 up to 90 vol. % hydrogen in a mixture with liquid or vaporous carbohydrates, hydrogen sulphide and other components. uk Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Научно-технический раздел Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі Контроль технического состояния технологических трубопроводов при длительной эксплуатации в водородосодержащей рабочей среде Monitoring the technical condition of process piping at long-term operation in hydrogen-containing working medium Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі |
| spellingShingle |
Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі Стасюк, С.З. Научно-технический раздел |
| title_short |
Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі |
| title_full |
Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі |
| title_fullStr |
Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі |
| title_full_unstemmed |
Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі |
| title_sort |
контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі |
| author |
Стасюк, С.З. |
| author_facet |
Стасюк, С.З. |
| topic |
Научно-технический раздел |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| publishDate |
2018 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Контроль технического состояния технологических трубопроводов при длительной эксплуатации в водородосодержащей рабочей среде Monitoring the technical condition of process piping at long-term operation in hydrogen-containing working medium |
| description |
Розглянуто методичні підходи до експертної оцінки технічного стану технологічних трубопроводів, по яких транспортуються горючі і вибухонебезпечні середовища, що містять від 60 до 90 % об. водню в суміші з рідкими чи пароподібними вуглеводами, сірководнем та іншими компонентами.
Рассмотрены методические подходы к экспертной оценке технического состояния технологических трубопроводов, транспортирующих горючие пожароопасные среды, содержащие от 60 до 90 % об. водорода в смеси с жидкими или парообразными углеводами, сероводородом и другими компонентами.
The paper deals with procedural approaches to expert evaluation of the technical condition of process piping, transporting flammable and explosive media that contain from 60 up to 90 vol. % hydrogen in a mixture with liquid or vaporous carbohydrates, hydrogen sulphide and other components.
|
| issn |
0235-3474 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160642 |
| citation_txt |
Контроль технічного стану технологічних трубопроводів за довготривалої експлуатації у водневовмісному робочому середовищі / С.З. Стасюк // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 1. — С. 8-20. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT stasûksz kontrolʹtehníčnogostanutehnologíčnihtruboprovodívzadovgotrivaloíekspluatacííuvodnevovmísnomurobočomuseredoviŝí AT stasûksz kontrolʹtehničeskogosostoâniâtehnologičeskihtruboprovodovpridlitelʹnoiékspluataciivvodorodosoderžaŝeirabočeisrede AT stasûksz monitoringthetechnicalconditionofprocesspipingatlongtermoperationinhydrogencontainingworkingmedium |
| first_indexed |
2025-11-25T01:57:42Z |
| last_indexed |
2025-11-25T01:57:42Z |
| _version_ |
1850501310939398144 |
| fulltext |
8 ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
УДК 669.15/620.171 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/tdnk2018.01.02
КОНТРОЛЬ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ
ТРУБОПРОВОДІВ ЗА ДОВГОТРИВАЛОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ У
ВОДНЕВОВМІСНОМУ РОБОЧОМУ СЕРЕДОВИЩІ
С. З. СТАСЮК
Інститут проблем міцності ім. Г. С. Писаренка НАН України, 01014, м. Київ, вул. Тимирязевська, 2.
E-mail: stasiuk-ipp@list.ru
Розглянуто методичні підходи до експертної оцінки технічного стану технологічних трубопроводів, по яких транспорту-
ються горючі і вибухонебезпечні середовища, що містять від 60 до 90 % об. водню в суміші з рідкими чи пароподібними
вуглеводами, сірководнем та іншими компонентами. Бібліогр. 14, табл. 7, рис. 9.
Ключові слова: технологічні трубопроводи, каталітичний риформінг, воднева корозія, металографічні дослідження,
механічні випробування, механічні властивості, ресурс безпечної експлуатації
Гідрогенізаційні процеси при каталітичному
риформінгу відносяться до основних технологіч-
них процесів у нафтопереробних і нафтохімічних
виробництвах, при яких внаслідок циклів реакції
здійснюється приєднання водню до різних речо-
вин в умовах високих температур 420…550 оС та
тиску 0,1 до 70 МПа. В умовах довготривалого
контакту металу з водневовмісним середовищем
за температур 260...550 оС та тиску 2,1...6,6 МПа
метал насичується воднем і, внаслідок цього ви-
никає воднева корозія – зневуглецювання сталі
або воднева крихкість – втрата металом пластич-
ності, що викликана утворенням і розвитком трі-
щин внаслідок скопичення водню на різних де-
фектах (дислокаціях, вакансіях, міжзеренних
границях тощо). Дані досліджень впливу водню
на механічні властивості конструкційних сталей
[1–3] показують, що дія водню не проявляється
на механічних характеристиках, не пов’язаних з
руйнуванням: опір пластичній деформації, модуль
пружності, рівномірна деформація, але різко про-
являється на зниженні граничних характеристик,
пов’язаних з руйнуванням, таких як міцність, від-
носне видовження і відносне звуження, а також
твердість і ударна в’язкість.
Хромомолібденові сталі, що широко вико-
ристовуються в конструкціях обладнання наф-
топереробних виробництв, відрізняються не-
залежністю границі плинності за кімнатної і
робочих температур від тривалості експлуатації
при 420…525 оС, а характеристики пластичності,
які за кімнатної температури також не залежать
від тривалості експлуатації, за робочої температу-
ри підвищуються з часом, при чому підвищення
відносного видовження відбувається швидше, ніж
збільшення відносного звуження. З урахуванням
цих обставин в якості показника зміни механічних
властивостей металу після тривалої експлуатації
доцільно розглядати відношення границі міцності
сталі при робочій температурі до такої за темпера-
тури 20 оС і оцінювати тим самим експлуатаційну
надійність напрацьованого металу [4].
В установках каталітичного риформінгу особ-
ливу відповідальність мають трубопроводи реак-
торних блоків, по яких транспортуються горючі и
вибухонебезпечні середовища, що містять від 60
до 90 % об. водню в суміші з рідкими чи паро-
подібними вуглеводами, сірководнем та іншими
компонентами. Вони знаходяться під дією висо-
ких температур і значних тисків, піддаються ко-
розії і внаслідок регенеративного режиму роботи
установок зазнають періодичних охолоджень і на-
грівів, що призводить до розладу фланцевих з’єд-
нань, порушень герметичності, а при недостат-
ньому експлуатаційному контролі за станом – і до
руйнування трубопроводів [2], тому до їх надій-
ності, міцності і безпечності в експлуатації вису-
вають високі вимоги.
Надійність роботи технологічних трубопро-
водів гарантується своєчасним контролем їх тех-
нічного стану, суворим дотриманням техноло-
гічного режиму, а також дотриманням вимог
нормативних документів щодо нагляду за без-
печною експлуатацією. Експертиза промислової
безпеки об’єктів підвищеної небезпеки на нафто-
переробних заводах, що відпрацювали проектний
строк служби, передбачає експертне обстежен-
ня (технічне діагностування) [5, 6], метою яко-
го є контроль технічного стану з використанням
традиційних методів неруйнівного контролю для
виявлення експлуатаційних дефектів і оцінка за-
лишкового ресурсу. Для технологічних трубопро-
водів необхідно уточнення поняття залишкового
ресурсу, яке прийнято визначати сумарним на-
працюванням від моменту контролю технічного
© С. З. Стасюк, 2018
9ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
стану до переходу в граничний стан [5]. Оскільки
трубопровід являє собою об’єкт, що складається
з окремих елементів (труб, з’єднаних зварюван-
ням, фасонних деталей, фланців, арматури тощо),
граничний стан усіх його елементів не може бути
досягнений одночасно. До такого об’єкту засто-
совується поняття призначений ресурс (або при-
значений строк служби), який відраховується від
моменту контролю його технічного стану, і на
протязі якого забезпечується роботоздатність ос-
новних елементів – труб і зварних з’єднань. Ре-
сурс (строк служби) подовжується поетапно і
термін наступного технічного діагностування
встановлюється на основі отриманих під час екс-
пертного обстеження результатів, а також аналізу
властивостей матеріалу, напрацювання якого відбу-
валося в умовах впливу водневовмісного середо-
вища високих параметрів.
Н о р м а т и в н о - п р а в о в и м д о к у м е н т о м
НПАОП 0.00-6-09-10 [5] встановлено порядок
проведення експертного обстеження технологіч-
них трубопроводів гідрогенізаційних установок,
за вимогами якого контролю технічного стану
з обов’язковим проведенням лабораторних до-
сліджень властивостей металу піддають трубо-
проводи, які виготовлені з низьколегованих хро-
момолібденових сталей після їх напрацювання
150000 год.
Якщо зміна механічних властивостей відбува-
лась за рахунок старіння металу під дією високої
температури в період тривалої експлуатації, тер-
мічним оброблянням шляхом високотемператур-
ного нагрівання в області температур аустенітного
стану можна відновити властивості металу, набли-
зивши їх до первісних [7]. Таке відновлювальне
термічне обробляння має назву ВТО. Але, якщо
незворотні процеси водневої корозії розпочаті, то
вказаним ВТО властивості сталі не відновлюють-
ся. Вплив водню на механічні властивості сталі
оцінений шляхом порівняння характеристик мета-
лу в стані напрацювання (в умовах експлуатації),
з такими металу, що пройшов ВТО, подається як
відношення [7]:
(σв
вод/σв
то ) 100 % і (ψвод/ψто) 100 %,
де σв
вод і ψвод – границя міцності і відносне звужен-
ня металу в стані напрацювання у водневомісному
середовищі; σв
то і ψто – границя міцності і відносне
звуження металу, що пройшов ВТО.
Таким чином, воднева стійкість металу і збе-
реження його службових властивостей після три-
валої експлуатації може бути оцінена за такими
показниками:
– вмістом вуглецю в металі, визначеному за
результатами контрольного хімічного аналізу,
що має відповідати діючим стандартам на мар-
ку сталі. При цьому поверхневе і приповерхневе
зневуглецювання треба оцінювати за показниками
мікротвердості;
– вмістом водневостійких карбідів по всій тов-
щі металу як до, так і пвсля ВТО за результатами
металографічного аналізу;
– за порівняльною характеристикою механіч-
них властивостей матеріалу до і псля ВТО.
Оцінка, яка здійснюється за такими показни-
ками, має визначати працездатність металу в за-
даних умовах експлуатації і встановлювати мож-
ливість його подальшої безпечної експлуатації.
Такі підходи були використані при контролі
технічного стану технологічних трубопроводів
реакторних блоків установок каталітичного ри-
формінгу ЛГ-35-11/300 двох нафтопереробних
виробництв. Під час проведення експертного об-
стеження згідно з вимогами [5] для лабораторних
досліджень поступили «котушки» із зварними
швами, що були вирізані з технологічних трубо-
проводів риформінгу (рис. 1).
Матеріал трубопроводів, структурні особли-
вості. Виготовлювач установок – Магдебурський
завод важкового машинобудування (Німеччина).
Матеріал трубопроводів за даними заводських
сертифікатів – сталь марки 10CrMo9.10 (DIN
17176) [8]. Вітчизняним аналогом таких труб є
труби зі сталі марки 1Х2М1 ТУ 14-3-517-76. На
час експертних обстежень фактичне напрацю-
вання трубопроводів за робочими параметрами,
обумовленими циклом реакції – тиском 5,0 МПа
і температурою 525 оС в умовах водневовмісного
середовища (газ із вмістом водню до 85 % об., сір-
ководню до 0,005 % об.), склало 204500 год (тру-
бопровід 1) і 245800 год (трубопровід 2). Зварні
шви були виконані ручним дуговим зварюванням
електродами типу Cr2Mo1 TGL 24-13.7 [8] з вико-
ристанням технології термообробляння: поперед-
нє нагрівання до 250…300 оС, відпалювання після
зварювання за температури 730…780 оС на про-
тязі 90 хв і охолодження на повітрі.
Для зіставляння властивостей металу трубо-
проводів ВТО проводилось за наступним режи-
мом [7]: нормалізація при 950 оС (нагрівання ме-
талу понад температури АС3, при якій відбувається
Рис. 1. Загальний вигляд зразка, вирізаного з трубопроводу
риформінгу
10 ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
повне перетворювання в аустеніт, на протязі 20 хв
і відпуск при 720 оС на протязі 1 год (для зняття
структурних напруг і утворення водневостійких
карбідів).
Отриманими результатами аналізу хімічного
складу підтверджена відповідність вмісту хіміч-
них елементів сертифікатам виробника (табл. 1).
Як видно з таблиці, за складом вуглецю, карбі-
доутворюючих елементів, а також домішків сір-
ки і фосфору матеріал труб повністю відповідає
вимогам стандарту на сталь марки 10CrMo9.10
DIN 17176 [8] (TGL 9012 – державний стандарт
НДР, за яким здійснювалося постачання труб
під час виготовлення і монтажу установок ка-
талітичного риформінгу у 1971 році) і може
бути ідентифікований як вітчизняний аналог цієї
сталі – сталь марки 1Х2М1 ТУ 14-3-517-76 [9], а
електрод, яким виконано зварний шов, повністю
відповідає вітчизняному аналогу – електроду типу
Э-09Х2М1 за ГОСТ 9467-75 [10].
Металографічний аналіз, проведений з метою
вивчення можливих змін мікроструктури основ-
ного металу і зварних з’єднань труб внаслідок
тривалої експлуатації (табл. 2), показав наступне.
Труба 1. В основному металі присутні у ве-
ликій кількості неметалеві включення типу шпі-
нелі FeО·MnО (до 5 %) довжиною 0,05…0,06 мм
і завширшки 0,01…0,02 мм. Наявні також окси-
ди точкові; дуже дрібні і дещо більші пори (до
0,02 мм). Макроструктура металу зварного з’єд-
нання представлена на рис. 2, а. В металі зварно-
го шва спостерігаються, головним чином, оксиди
точкові. Зварне з’єднання виконано стиковим ба-
гатопрохідним одностороннім швом з V-подібним
розкриттям кромок. В металі кореня шва виявлено
дефект д1, що являє собою угнутість кореня шва з
усадочною раковиною (дефект д2), розміром при-
близно 0,70…0,52 мм. В верхній частині дефек-
ту д2 після травлення (з метою виявлення мікро-
структури за великими збільшеннями) виявлені
мікротріщини, утворення яких, вірогідно, пов’яза-
не з пітинговою корозією. Схема дослідження мі-
кроструктури різних зон зварного з’єднання пред-
ставлена на рис. 2, б.
Структура металу труби зі сталі 10CrMo9.10,
що відноситься до хромистих сталей мартенсит-
ного класу, являє собою феритно-карбідну суміш
(з незначною кількістю бейніту відпуску) і дріб-
нозернистий перліт (сорбіт відпуску). Вона ха-
Таблиця 1. Результати контрольного аналізу хімічного складу труб технологічних трубопроводів риформінгу реак-
торних блоків установок ЛГ-35-11/300
Об’єкт дослідження Склад елементів, %
С Cr Mo Mn Si S P Ni Cu
Результати дослідження:
метал труби
1
2
метал шва труби
1
2
10CrMo9.10 TGL9012
(DIN 17176)
Сталь 1Х2М1
(ТУ 14-3-517-76)
0,134
0,140
0,12
0,08
0,08...0,14
0,08...0,13
2,00
2,05
5,14
2,24
2,0...2,5
2,0...2,5
1,10
1,12
0,57
9,52
0,90...1,10
0,90...1,10
0,487
0,500
0,57
1,09
0,40...0,80
0,30...0,60
0,024
<0,01
0,34
0,38
≤0,50
0,17…0,37
<0,005
0,025
<0,005
0,003
≤0,025
<0,035
<0,01
<0,01
<0,01
<0,005
≤0,030
<0,035
0,018
0,11
0,08
0,095
–
<0,50
0,102
0,140
0,090
0,168
≤0,30
<0,30
Электрод типу
Э-09Х2М1
ГОСТ 9467-75
0,06…0,12 1,9…2,5 0,80…1,10 0,5…1,0 0,15…0,45 <0,025 <0,035 – –
Таблиця 2. Характеристики структури основного металу і зони термічного впливу трубопроводу 2 зі сталі марки
10CrMo9.10 з напрацюванням 245800 год
Місце
дослідження
Протяжність
ділянок ЗТВ*, мм
Номер зерна
перліту, бали
Співвідношення фериту
і перліту, %
Дисперсність перліту
(сорбіту)
Ферит Перліт Бал Розмір карбідів, мкм
Основний метал 9,10 (8 ) 5 95 (100) 1, 2 ≤20,40
Зона сплавлення 0,07…0,08 10, 11 (8, 9) – 100 – –
*Ділянка 1 0,05…0,07 7 (8) – 100 1, 2 ≤20,40
2 0,40…0,50 7 (8, 9) – 100 2 40
3 0,7…0,8 10, 11 (9, 10) – 100 1, 2 ≤20,40
4 ~1,0 8, 9 (9, 10) – 100 1, 2 ≤20,40
Метал шва
верх – 9,10 (6, 7)
низ – 11,12 (9)
центр – 14 (6,7)
– 100 центр
2, 3
центр
0,40…0,60
Примітки:1. *Ділянки ЗТВ: 1 – неповного розплавляння; 2 – перегріву; 3 – нормалізації; 4 – неповної перекристалізації.
2. У дужках наведені дані показників, що змінилися після ВТО.
11ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
рактеризується рядковістю (рис. 3, а). Серед-
ній розмір феритних зерен знаходиться у межах
10…20 мкм. В металі наявні пори і витягнуті
сульфідні виділення. Мікротвердість НV дорівнює
1600…1800 МПа. Після ВТО збільшився вміст
бейніту відпуску, відбулося подрібнення струк-
турних складових майже у 1,5…2 рази (рис. 3, б).
При цьому рядковість структури збереглась, проте
збільшилася пористість. Мікротвердість практич-
но не змінилася.
Мікроструктура металу шва характеризуєть-
ся неоднорідністю і змінюється по його товщині.
Ілюстрацією цього слугує рис. 4, на якому пока-
зано зміни структури уздовж середньої лінії А-А
(див. схему рис. 2, б). Так, у верхній частині звар-
ного шва (рис. 4, а) переважає суміш крупного
поліедричного фериту з перлітом, бейнітом від-
пуску і карбідами (різнозеренність фериту в ме-
жах 20…60 мкм і його середній розмір приблизно
40 мкм). Мікротвердість НV металу шва у верх-
ній частині, складає 1900…2100 МПа, при цьо-
му мікротвердість окремих структурно вільних
зерен фериту дорівнює 1500 МПа. В напрямку
до кореня шва мікроструктура стає більш дрібно-
зернистою (рис. 4, б). Тут середній розмір зерна
фериту становить 30 мкм при різнозеренності у
20…40 мкм; мікротвердість металу шва цієї об-
ласті знаходиться у межах 1600…1900 МПа. Мі-
кроструктура кореня шва ( див. ЗШ-I на рис. 2, б) –
феритно-карбідна суміш (рис. 4, в) з невеликою
кількістю зернистого перліту. В нижній частині
кореня шва середній розмір фериту становить
20 мкм; мікротвердість металу шва НV в межах
1600…1800 МПа. Після ВТО спостерігалось знач-
не подрібнення структурних складових – в 1,5…2
рази (рис. 4, а, б, в). При цьому мікротвердість НV
зменшилась від 2020 МПа у верхній частині шва
до 1600…1700 МПа у нижній частині.
Зона термічного впливу (ЗТВ) практич-
но відсутня у верхній частині шва і ледве іден-
Рис. 2. Темплет для досліджень зварного з’днання труби із сталі 10CrMo9.10 в площині шліфу (L-S) в стані напрацювання
204500 год: а – макроструктура; б – схема досліджень мікроструктури різних зон зварного з’днання ; ОМ-1, ОМ-2 – основний
метал, ЗТВ – зона термічного впливу; ЗШ – зварний шов; ЗШ-1 – корінь шва; д1 і д 2 – дефекти в металі зварного шва
12 ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
тифікується в нижній за шириною 200…300 мкм
з боку ОМ-2 і приблизно 500 мкм з боку ОМ-1
(рис. 5). Мікроструктура ЗТВ – це суміш фериту,
зернистого перліту, бейніту відпуску та карбідів.
Мікротвердість металу у межах 1600…1700 МПа;
середній розмір феритних зерен порядку 10 мкм.
Після ВТО мікроструктура майже не змінилась,
тільки виріс розмір феритних зерен на 40…50 %
(рис. 6).; мікротвердість практично не змінилась.
Труба 2. Характеристики структури основного
металу і ЗТВ приведені в табл. 2. Мікроструктура
металу являє собою дрібнозернистий перліт (со-
рбіт відпуску) 1, 2 балу дисперсності з розміром
частинок капбідів типу Ме23С6 і Ме7С4 в межах
20...40 мкм. Феритна складова в металевій ма-
триці не більше 5 %, величина зерен перліту 9,
10 розміру (рис. 7, а). Мікротвердість НV струк-
турних складових по товщині труби становить
2032...2232 МПа (табл. 3).
Мікроструктура металу шва представлена на
рис. 8. Мікротвердість металу шва з боку зов-
нішньої поверхні труби дорівнює 1986 МПа, з
боку внутрішньої поверхні – 2129 МПа, в корені
шва – 1938 МПа (табл. 3). Мікроструктура ЗТВ
зварного з’єднання представлена на рис. 9. Зона
сплавлення не має чітких границь і шов плав-
но переходить в ділянку неповного розплавлен-
ня навколошовної зони, яка має протяжність
0,05…0,07 мм; величина зерна перліту
на цій ділянці відповідає 7, 8 номерам;
дисперсність зернистого перліту складає
1, 2 бали. Ділянка перегріву має протяж-
ність 0,40…0,50 мм із зернами перліту 7
номеру; дисперсність перліту (сорбіт) – 2
бали. Ділянка нормалізації протяжністю
0,7…0,8 мм з номером зерна перліту 10,
11 і дисперсністю – 1, 2 бали .Ділянка не-
повної перекристалізації протяжністю до
1,0 мм має зерна перліту величиною 8, 9
номерів; дисперсність зернистого перліту
складає 1, 2 бали. Мікротвердість НV різ-
них ділянок зони термічного впливу відріз-
няється несуттєво і знаходиться в межах
1938…2129 МПа.
Дослідження показали, що структура
металу і зварних з’єднань трубопроводу
2, як і трубопроводу 1, також не зазна-
ла змін внаслідок довготривалої експлу-
атації в робочих умовах. Після ВТО в
мікроструктурі основного металу зник
вільний ферит і його структура почала
повністю складатися з сорбіту відпуску.
В порівнянні з металом в стані напра-
цювання величина зерна не змінилася у
зовнішній поверхні і в центральній ча-
стині перерізу, проте у внутрішній по-
верхні труби збільшилася на 1, 2 номери.
Дисперсність карбідів в основному металі майже
не змінилася, але їх розподіл став менш рівномір-
ний. Внаслідок ВТО підвищилася схильність до ко-
агуляції карбідів як в основному металі, так і в ЗТВ
зварного шва, при цьому щільність карбідної фази
зменшилася; спостерігався вирівнюючий вплив тер-
мообробляння на мікроструктуру ЗТВ, особливо на
ділянки навколошовної зони. Мікротвердість ос-
новного металу підвищилася на 200…400 одини-
Рис. 3. Мікроструктура основного металу труби: а – в стані напрацювання
204500 год; б- після ВТО
Таблиця 3. Мікротвердість окремих зон металу зварно-
го з’єднання труби з напрацюванням 245800 год
Місце дослідження
Мікротвердість HV, МПа
Напрацю-
вання Після ВТО
Метал шва
верх
виз
корінь
1986
2129
1938
2620
2580
2460
Зона сплавлення 1733 2820
Зона неповного
розплавляння 2129 2445
Зона перегріву 2032 2410
Зона нормалізації 1938 2470
Зона неповної перекри-
сталізації 1938 2390
Основний
метал
зовн.
поверхність
внутр.
поверхність
2032…2231
2032…2232
2460…2580
2240…2420
13ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
Таблиця 4. Механічні характеристики основного металу труб з напрацюванням/після ВТО
Температура випро-
бувань, оС
Границя міцності σв,
МПа
Граніця текучості
σ0,2, МПа
Відносне
видовження, δ, %
Відносне звуження
ψ, %
Твердість
НВ
Труба 1 з напрацюванням 204500 год
20 493,4/619,8 265,0/515,7 36,0/24,8 67,9/68,0 191/216
525 269,2/464,9 160,1/385,8 27,1/21,4 62,2/65,3 -
Труба 2 з напрацюванням 245800 годин
20 500,0/649,0 275,0/539,0 33,1/22,7 75,1/76,4 -
525 470,0/484,0 188,0/397,0 31,8/22,0 73,5/79,8 -
550 276,0/462,0 185,0/395,0 41,5/24,0 77,1/82,5
Стандарт TGL 9012 (DIN 17176) на сталь марки 10CrMo9.10 [8]
20 480…630 290 18 55 130…
175/-
500 - 180 - - -
ТУ 14-3-517-76 на сталь марки 1Х2М1 [9]
20 450 270 20 45 >235/-
Примітка. За вимогою [14] для основного металу сталі 1Х2М допустимі межі твердості НВ 161…227.
Рис. 4. Порівняльні фрагменти зміни мікроструктури металу зварного шва в стані напрацювання 204500 год і після ВТО: а –
верхня частина шва; б – центр шва; в – корінь шва
14 ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
ць, металу шва на 400..500 одиниць, металу ЗТВ на
300…500 одиниць. Мікротвердість зони сплавлен-
ня збільшилась на 1100 одиниць.
Результати механічних випробувань. Для
контролю механічних властивостей матеріалу до-
сліджуваних труб проводили механічні випробу-
вання відповідно до вимог стандартів і норматив-
них документів (НД): на розтяг, ударну в’язкість
і твердість. Комплекс механічних характеристик,
які отримано за кімнатної і робочої температур як
у стані напрацювання, так і після відновлюваль-
ного термічного обробляння, наведено в табл. 4–6.
Труба 1. За результатами оцінки випробувань
на розтяг основний метал в стані напрацювання
(після тривалої експлуатації 204500 год) за темпе-
ратури випробувань 525 оС показав різке знижен-
ня σв і σт (в середньому в 1,7 рази) в порівнянні з
кімнатною температурою (табл. 4.). Проте отри-
мані характеристики міцності і пластичності від-
повідають вимогам нормативних документів щодо
цієї марки сталі. Внаслідок ВТО спостерігається
збільшення границі міцності σв основного мета-
лу за температури 20 оС на 25 %, а умовної гра-
ниці плинності – майже у два рази; при цьому δ
зменшилось на 30 %, а ψ практично не
змінилось. За температури 525 оС тен-
денція до змін механічних характеристик
збереглася.
З урахуванням вимог до властивостей
металу при оцінці його якості, за якими
для легованих сталей відношення межі
текучості до границі міцності σ0,2/σв за
кімнатної температури не повинно пере-
вищувати 0,8, можна стверджувати, що
це відношення для матеріалу в стані на-
працювання за результатами наших до-
сліджень становить 0,55 і відносне ви-
довження після розриву δ знаходиться
на рівні 36 % , що майже у два рази пе-
ребільшує вимоги [8] (18 %) і [9] (20 %).
Після ВТО відношення σ0,2/σв дорівнює
0.83, а δ – на рівні 23 %. Це є свідчен-
ням того, що довготривала дія експлуа-
таційних факторів (температури, тиску,
середовища) не призвела до змін власти-
востей основного металу трубопрово-
ду. Критеріальна оцінка роботоздатності
напрацьованого при високих темпера-
турах матеріалу, визначена за відношен-
ням σв
t/σв
20 [11], показала, що за експери-
ментальними даними σв
525/σв
20 становить
0,60, а для матеріалу після ВТО – 0,70.
Це практично не дуже відрізняється від
значень, що можна отримати для ма-
теріалу труб в стані постачання (вихід-
ний стан) за нормативними даними, по
яких цей показник становить 0,60. Таким
чином, одержані дані показують високу
Рис. 5. Панорама мікроструктури зварного з’єднання уздовж лінії сплав-
лення в стані напрацювання 204500 год згідно схеми рис. 2 а
Таблиця 5. Механічні характеристики зварного з’єднання труб з напрацюванням/після ВТО
Температура випробу-
вань, оС
Границя міцності σв,
МПа
Границя текучості σ0,2,
МПа
Відносне видовження δ, % Відносне звуження
ψ, %
Труба 1 з напрацюванням 204500 год
20 510,9/613,6 260,0/520,0 24,7/24,5 68,8/73,9
525 319,3/479,4 211,4/391,0 23,6/19,2 68,1/73,2
Труба 2 з напрацюванням 245800 годин
20 498,0/624 264,0/526 24,5/22,2 73,1/77,0
525 313,0/488,0 216,0/398,0 23,5/17,5 73,5/76,6
550 285,0/456,0 206,0/383,0 22,7/18,4 75,4/81,7
15ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
роботоздатність металу труб і відсутність впливу
тривалої експлуатації на механічні властивості,
що також підтверджується даними металографіч-
них досліджень, за якими зміни мікроструктури
не спостерігаються. Критерії воднево-
стійкості матеріалу трубопроводу, оці-
нені за відношеннями σв
вод / σв
то і ψвод /
ψто , які дорівнюють 0,8 і 0,99 відповідно,
свідчать про відсутність ознак водневої
крихкості металу після тривалого напра-
цювання в умовах експлуатації.
Зварні з’єднання в цілому рівномі-
цні основному металу при температурі
20 і 525 оС (табл. 5). Після ВТО спо-
стерігається така сама тенденція змін
механічних характеристик, що і для ос-
новного металу. Так, σв збільшується на
20 %, σ0,2 – у два рази, ψ – на 7 %. Таким
чином, отримані результати підтверджу-
ють позитивну крітеріальну оцінку во-
дневостійкості дослідженого матеріалу.
Результати випробуання на ударний
згин за температури –20, 20 і 525 оС на-
дані в табл. 6. Основний метал труби в
стані напрацювання має високі показники
ударної в’язкості, середня величина яких
становить за темпертаури 20 оС 141 Дж/см2,
а за 525 оС – 233,5 Дж/см2. За температури
–20 оС значення KCV наближаються до
нормованих величин. Між тим ВТО при-
вело до значного збільшення KCV в умо-
вах випробувань –20 і 20 оС (в 4,5 і 1,7
рази відповідно), проте при 525 оС удар-
на в’язкість знижується в 1,7 рази. Слід
зазначити, що отримані показники удар-
ної в’язкості основного металу повні-
стю відповідають вимогам нормативних
документів щодо сталі цієї марки [9]. У
свою чергу при випробуванні зварного
шва за температур –20 і 20 оС отримані
незадовільні результати. Так, у серії ви-
пробувань за –20 оС отримано мінімаль-
ну величину KCV, а саме 5,0 Дж/см2, і це
майже у 6 разів нижче критеріального
Таблиця 6. Результати випробувань на ударний згин зразків труб з напрацюванням/після ВТО
Температура випробувань, °С Ударна в’язкість КСV, Дж/см2
Основний метал Зварне з’єднання
Труба 1 з напрацюванням 204500 год
–20 52,0/242,0 19,5/72,4
20 141,0/240,8 42,1/126,0
525 233,0/140,5 188,5/157,4
Труба 2 з напрацюванням 245800 годин
–20 48,0/247,0 21,4/69,5
20 105,0/274,0 25,9/169,5
525 311,0/202,3 184,3/172,7
550 297,7/271,0 202,7/150,7
Примітки. 1. Для основного металу за нормами ТУ 14-3-517-79 [9] для сталі 1Х2М1 величина КСU не менше 98 Дж/см2.
2. За нормами [12]: при 20 оС мінімальні значення КСU і КСV становлять 50 і 35 Дж/см2 відповідно.
Рис. 6. Фрагменти ділянки сплавлення і зони термічного впливу (ЗТВ-2):
а, б – в стані напрацювання 204500 год; в, г – після ВТО
16 ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
значення за НПАОП 0.00-1.59-87 [11] (30 Дж/см2).
При випробуваннях за 20 оС мінімальне значення
KCV становить 31,3 Дж/см2, що в 1,6 рази нижче
нормованої величини (50 Дж/см2) [12]. Слід заза-
начити, що за робочої температури 525 оС показ-
ники ударної в’язкості мають високі значення у
межах 177,2…193,5 Дж/см2. ВТО привело до сут-
тєвого підвищення ударної в’язкості при 20оС (із
42,1 до 126,5 Дж/см2). У той же час за темпера-
тури 525 оС ударна в’язкість дещо знизилась (на
16 %), проте в цілому вона значно перебільшує
нормовані величини для досліджуваної марки сталі.
Труба 2. Випробування зразків основного ме-
талу і зварних з’єднань труби у стані напрацю-
вання (після тривалої експлуатації 245800 год) і
після ВТО проводили за температур 20 і 525 оС з
використанням не менше п’яти зразків на кожну
температуру. Додатково з метою визначення ре-
зерву роботоздатності матеріалу, температура ви-
пробування була збільшена на 25 оС відповідно до
робочої і становила 550 оС. Результати випробу-
вання на розтяг надано в табл. 5. Для матеріалу в
стані напрацювання після тривалої експлуатації за
температури випробувань 525 оС спостерігається
різке зниження σв і σТ основного металу (в серед-
ньому в 1,6 рази) в порівнянні з кімнатною темпе-
ратурою; при цьому характеристики пластичності
практично не змінюються. Між тим, для зварних
з’єднань при температурі 525 оС зменшення гра-
ниці міцності відбувається лише на 37 %, а гра-
ниці плинності – на 18 %; характеристики пла-
стичності, як і в основному металі, також мають
сталі значення. В цілому зварні з’єднання рівномі-
цні основному металу при температурі 20 оС, а за
температури 525 оС границя плинності зварних
з’єднань перевищує таку основного металу в се-
редньому на 15 %, проте відносне видовження δ
зменшується майже на 25 %; при цьому значен-
ня σв і ψ для основного металу і зварних з’єднань
практично співпадають. Подібні переміни відбу-
ваються і за температури 550 оС.
Відновлювальне термічне обробляння приве-
ло до підвищення границі міцності σв основного
металу за температури 20 оС на 30 %, а умовної
границі плинності – майже у два рази; при цьому
δ знизилось на 30 %, а ψ практично не змінило-
ся. За температури 525 оС і 550 оС спостерігаєть-
ся подальше збільшення σв до 60 % відносно своїх
Рис. 7. Мікроструктура основного металу трубопроводу в стані напрацювання 245800 год – а; після ВТО: з боку зовнішньої
поверхні труби – б; у внутрішній поверхні труби – в
17ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
значень у стані напрацювання; переміни інших
механічних характеристик відбуваються подіб-
но до таких за 20 оС. Для зварних з’єднань після
ВТО спостерігається така сама тенденція змін ме-
ханічних характеристик, що і для основного ме-
талу. Так, за 20 оС σв підвищується на 25 %, σт – у
два рази, а δ зменшується на 9 %; за 525 оС σв і
σт збільшуються в сердньому на 50 %, δ вже зни-
жується на 25 %. За температури 550 оС σв підви-
щується на 60 %, σт – в 1,9 рази, а δ зменшується
на 19 %, при цьому ψ збільшується на 8 %.
З урахуванням вимог до властивостей металу
при оцінці його якості [11], по яких для легованих
сталей відношення границі плинності до границі
міцності σ0,2/σв за кімнатної температури не по-
винно перевищувати 0,8, можна констатувати, що
це відношення для матеріалу в стані напрацюван-
ня за результатами наших досліджень становить
0,55 і відносне видовження після розриву δ знахо-
диться на високому рівні – 33 %, що майже в два
рази перебільшує вимоги стандарту [12] (16 %).
Після ВТО відношення σ0,2/σв дорівнює 0,83, а δ
становить 23 %. Це є свідченням того, що дов-
готривала дія експлуатаційних факторів (темпера-
тури, тиску, середовища) не призвела до змін вла-
стивостей основного металу трубопроводу.
Критеріальна оцінка роботоздатності напра-
цьованого при високих температурах матеріалу по
відношенню σв
t/σв
20 [4] показала, що за експери-
ментальними даними σв
525/σв
20 і σв
550/σв
20 становить
0,60 і 0,94 відповідно, а для матеріалу після ВТО
(див. табл. 3–6) – 0,74. Таким чином, отримані
дані свідчать про високу працездатність металу
труб і відсутність впливу тривалої експлуатації на
механічні властивості, що також підтверджуєть-
ся даними металографічних досліджень, за якими
зміни мікроструктури не спостерігаються.
Критерії водневостійкості матеріалу трубопро-
воду, оцінені за відношеннями σв
вод/σв
то і ψвод/ψто, які
дорівнюють 0,77 і 0,92 відповідно, свідчать про
відсутність ознак водневої крихкості металу після
тривалого напрацювання в умовах експлуатації.
Результати оцінки ударної в’язкості KCV ос-
новного металу і зварних з’єднань надані у табл. 6.
Випробування проводили за температурами –20,
20, 525 та 550 оС з використанням не менше п’яти
зразків на кожну температуру. Отримані при цьому
дані показали, що основний метал труби в стані на-
працювання мав мінімальні значення ударної в’яз-
кості при – 20 оС, які становили 36 Дж/см2 (при се-
редніх значеннях 48,0 Дж/см2). За 20 оС мінімальне
значення KCV складало 84 Дж/см2; між тим за робо-
чими температурами 525 і 550 оС показники удар-
ної в’язкості знаходилися на достатньо високому
рівні 311 і 297 Дж/см2 відповідно. Слід зазначити,
що за вимогами ПНАЭ Г-7-002-86 [13] критеріаль-
ні значення ударної в’язкості для матеріалу, грани-
ця плинності якого за температури 20 оС має значен-
ня до 304 МПа включно, становлять 29 Дж/см2, а за
вимогами РД 10-577-03 [12] мають бути не менше
25 Дж/см2. Метал зварних з’єднань за температури
Рис. 8. Мікроструктура (×100) металу зварного шва трубо-
проводу в стані напрацювання 245800 год (а) і після ВТО:
б – вершина шва; в – центральна частина шва; г – корінь шва
18 ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
20 оС показав незадовільні результати: мінімальна
величина KCV, що дорівнювала 12,8 Дж/см2, май-
же в 2,5 рази нижча за критеріальне значення згідно
з НПАОП 0.00-1.59-87 [12] (35 Дж/см2). Таку саму
мінімальну величину КСV отримано і при –20 оС (за
вимогами [12] вона має бути не менше 20 Дж/см2 ).
Між тим, за температур 525 і 550 оС отримали ви-
сокі показники ударної в’язкості , які становили 184
і 203 Дж/см2 відповідно.
Особливий ефект відновлювального термічно-
го обробляння проявився на показниках ударної
в’язкості, на що вказує суттєве підвищення КСV
як основного металу, так і металу шва за темпера-
тур –20 і 20 оС. Так, мінімальні значення КСV ос-
новного металу збільшилися у 6 разів при –20 оС
і у 3 рази при 20 оС, а зварного шва – у 4 рази і у
13 разів відповідно. У той же час за робочих тем-
ператур (525 і 550 оС) показники ударної в’язкості
дещо зменшилися в порівнянні з вихідним ста-
ном, але в усякому разі вони збереглися на висо-
кому рівні.
Результати вимірювання твердості основного
металу, металу шва і ділянок зварного з‘єднан-
ня надані в табл. 7. Твердість НВ основного ме-
талу труби в стані напрацювання становить 132,
що в цілому відповідає нормованим значенням
для сталі 1Х2М1 за нормативним документом
[14], ТУ 14-3-517-76 [9] і вимогам [4] для сталі
Рис. 9. Порівняльні фрагменти зміни мікроструктури (×100) ЗТВ зварного шва трубопроводу в стані напрацювання 245800 год
і після ВТО: а – шов з ділянками неповного розплавляння і перегріву; б – ділянка нормалізації; в – ділянка неповної
перекристалізації,
19ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
10CrMo9.10. Середні значення твердості металу
шва і ЗТВ також знаходяться в межах нормованих.
ВТО призвело до підвищення твердості основного
металу і металу ЗТВ (в середньому на 70 %), а також
металу шва (на 50 %). Таким чином, усі отримані
показники твердості знаходяться в межах нормова-
них стандартами значень, а їх збільшення після ВТО
вказують на резерв роботоздатності металу.
Висновки
Довготривале напрацювання сталі 10CrMo9.10
(DIN 17176) в конструкції трубопроводів реактор-
ного блоку установок каталітичного риформінгу
ЛГ-35-11/300 не призвело до змін структури і де-
градації механічних властивостей металу за термін
служби 204500 і 245800 год в умовах дії водневовміс-
ного середовища високих параметрів. У той же час
ініціюються процеси водневої корозії зварних швів,
які проявляються у різкому зниженні ударної в’яз-
кості, що призводить до зміщення критичної темпе-
ратури крихкості в область позитивних температур.
Незважаючи на те, що основний метал дослідже-
них трубопроводів задовольняє усім вимогам НД, у
зв’язку з підвищенням температури в’язко-крихкого
переходу зварних швів за певних умов експлуатації
може статися крихке руйнування ділянки трубопро-
воду. З метою запобігання виробничих інцидентів
під час технічних наглядів чи експертних обсте-
жень трубопроводів реакторного блоку установок
каталітичного риформінгу ЛГ-35-11/300 гідравліч-
ні чи пневматичні випробування на міцність повин-
ні проводитись за температури не менше 15 оС. В
штатних умовах експлуатації (відповідно до регла-
ментних режимів) внаслідок високого рівня в’язких
властивостей матеріалу і механічних характеристик
небезпека руйнування за робочими температурами
(від 525 до 550 оС) відсутня.
Список літератури
1. Арчаков Ю. И. (1985) Водородная коррозия стали. Мо-
сква, Металлургия.
2. Шрейбер Г. К., Перлин С. М., Шебряев Б. Ф. (1969) Кон-
струкционные материалы в нефтяной, нефтехимической и
газовой промышленности. Москва, Машиностроение.
3. Средин В. В., Тарасенков П. М. (1963) Оборудование и
трубопроводы установок каталитического риформинга
и гидроочистки. Ленинград, Гостоптехиздат.
4. Антикайн П. А. (1990) Металлы и расчет на прочность
котлов и трубопроводов. Москва, Энергоатомиздат.
5. (2010) НПАОП 0.00-6.09-10 Порядок проведення огляду,
випробування та експертного обстеження обладнання
Рис. 10. Схема вимірювання твердості металу
Таблиця 7. Результати вимірювань твердості зразків труби з напрацюванням 245800 год і після ВТО
Місце вимірів
за товщею металу
Напрацювання Після ВТО
Точки Твердість Точки Твердість
НRВ НВ НRВ НВ
Центр шва
0-1
0-2
0-3
0-4
84,0
82,0
83,5
81,0
156,0
149,0
154,0
146,0
0-1
0-2
0-3
0-4
100,0
101,0
101,0
101,0
229,0
235,0
235,0
235,0
Середнє значення 82,6 151,3 100,8 233,5
Зона сплавлення
5-1
5-2
5-3
5-4
83,0
83,0
96,5
81,0
152,0
152,0
209,0
146,0
5-1
5-2
5-3
5-4
98,0
101,0
101,0
97,4
217,0
235,0
235,0
214,0
Середнє значення 85,9 164,8 99,4 225,3
ЗТВ
6-1
6-2
6-3
6-4
83,0
81,0
82,0
82,0
152,0
146,0
149,0
149,0
7-1
7-2
7-3
7-4
99,0
99,5
100,0
98,0
223,0
237,0
229,0
217,0
Середнє значення 82,0 149,0 99,1 226,5
Основний метал
8-1
8-2
8-3
8-4
76,0
77,5
77,5
74,0
131,0
135,5
135,5
126,0
9-1
9-2
9-3
9-4
99,0
99,4
99,2
98,0
223,0
225,4
224,2
217,0
Середнє значення 76,3 132,0 98,9 222,4
Примітки: 1. За вимогою [14]: для основного металу сталі 1Х2М1 допустимі межі твердості НВ 161…227, для металу шва
і ЗТВ – не більше 240.
2. За даними [8] для сталі марки 10CrMo9.10 твердість НВ в межах 130…175.
3. За вимогами ТУ 14-3-517-76 [9] твердість НВ металу труби із сталі 1Х2М1 в межах 227...131.
20 ISSn 02 - техн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №1
А -т с АЗ
установок гідрогенізаційних процесів у нафтоперероб-
ному, нафтохімічному і хімічному виробництвах.
6. (2001) ДСТУ 4046-2001 Обладнання технологічне наф-
топереробних, нафтохімічних і хімічних виробництв.
Технічне діагностування. Загальні технічні вимоги.
7. Ланская К. А. (1980) Теплоустойчивые стали. Итоги на-
уки и техники. Серия металловедения и термическая об-
работка. Москва, ВИНИТИ, Т. 14, сс. 54–99.
8. Wegst C. W. (1995) Verlag Stahlschlussel GmbH, Dusseldorf.
9. (1976) ТУ 14-3-517-76 Трубы бесшовные горячекатан-
ные из стали марки 1Х2М1. Технические условия.
10. (1975) ГОСТ 9467-75 Электоды покрытые металличе-
ские для ручной дуговой сварки конструкционных и те-
плоустойчивых сталей. Типы.
11. (2003) РД 10-577-03 Типовая инструкция по контролю ме-
талла и продлению срока службы основных элементов кот-
лов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций.
12. (1989) НПАОП 0.00-1.59-87 Правила устройства и безо-
пасной эксплуатации сосудов, работающих под давлени-
ем. Москва, Недра.
13. (1989) ПНАЭ Г-7-002-86 Правила и нормы в атомной
энергетике. Нормы расчета на прочность оборудования
и трубопроводов атомных энергетических установок.
Москва, Энергоатомиздат.
14. (1977) ИТН-77 Инструкция по техническому надзору,
методам ревизии и отбраковке оборудования нефтепе-
рерабатывающих и нефтехимических производств (нор-
мат. док.). Волгоград, Волгоградская правда.
References
1. Archakov, Yu.I. (1985) Hydrogen corrosion of steel. Mos-
cow, Metallurgiya [in Russian].
2. Shrejber, G.K., Perlin, S.M., Shebryaev, B.F. (1969) Struc-
tural materials in oil, petrochemical and gas industry. Mos-
cow, Mashinostroenie [in Russian].
3. Sredin, V.V., Tarasenkov, P.M. (1963) Equipment and pip-
ing of catalytic reforming and hydrofining. Leningrad, Gost-
optekhizdat [in Russian].
4. Antikajn, P.A. (1990) Metals and strength calculation of
boilers and piping. Moscow, Energoatomizdat [in Russian].
5. (2010) NPAOP 0.00-6.09.10: Procedure of inspection, test-
ing and expert examination of equipment of hydrogenation
process units in oil-refining, petrochemical and chemical in-
dustry [in Ukrainian].
6. (2001) DSTU 4046-2001: Technological equipment of
oil-refining, petrochemical and chemical industry. Technical
diagnostics. General technical requirements [in Ukrainian].
7. Lanskaya, K.A. (1980) Heat-resistant steels. Results of sci-
ence and technique. Seriya Metallovedenie i Termicheskaya
Obrabotka. Moscow, VINITI, Vol.14, 54-99 [in Russian].
8. Wegst, C.W. (1995) Verlag Stahlschlussel GmbH, Dusseldorf.
9. (1976) TU 14-3-517-76: Seamless hot-rolled pipes from
1Kh2M1grade steel. Technical requirements [in Russian].
10. (1975) GOST 9467-75: Metal coated electrodes for manual arc
welding of structural and heat-resistant steels. Types [in Russian].
11. (2003) RD 10-577-03: Standard instruction on control of metal
and prolongation of service life of main components of boilers,
turbines and piping of thermal power stations [in Russian].
12. (1989) NPAOP 0.00-1.59-87: Regulations of construction and
safety service of pressure vessels. Moscow, Nedra [in Russian].
13. (1989) PNAE G-7-002-86: Regulations and norms in nuclear pow-
er plants. Norms of strength calculation of equipment and piping
of nuclear power plants. Moscow, Energoatomizdat [in Russian].
14. (1977) ITN-77: Instruction on engineering supervision,
methods of inspection examination and decommissioning of
equipment of oil-refining and petrochemical industry (stand.
doc.). Volgograd, Volgogradskaya Pravda [in Russian].
КОНТРОЛЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНО-
ЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОй
ЭКСПЛУАТАЦИИ В ВОДОРОДОСОДЕРЖАЩЕй
РАБОЧЕй СРЕДЕ
С. З. СТАСЮК
Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко
НАН Украины. 01014, г. Киев, ул. Тимирязевская, 2.
E-mail:stasiuk-ipp@list.ru
Рассмотрены методические подходы к экспертной оценке тех-
нического состояния технологических трубопроводов, транс-
портирующих горючие пожароопасные среды, содержащие от
60 до 90 % об. водорода в смеси с жидкими или парообраз-
ными углеводами, сероводородом и другими компонентами.
Библиогр. 14, табл. 7, рис. 10.
Ключевые слова: технологические трубопроводы, каталитический
риформинг, водородная коррозия, металлографические исследо-
вания, механические испытания, механические свойства, ресурс
безопасной эксплуатации
MONITORING THE TECHNICAL CONDITION OF
PROCESS PIPING AT LONG-TERM OPERATION IN
HYDROGEN-CONTAINING WORKING MEDIUM
S. Z. STASYUK
G. S. Pisarenko Institute for Problems of Strength of the NAS of
Ukraine, 2 Timiryazevskaya str., 01014, Kyiv, Ukraine
E-mail:stasiuk-ipp@list.ru
The paper deals with procedural approaches to expert evaluation
of the technical condition of process piping, transporting
flammable and explosive media that contain from 60 up to
90 vol. % hydrogen in a mixture with liquid or vaporous
carbohydrates, hydrogen sulphide and other components. 14
References, 7 Tables, 9 Figures.
Keywords: process piping, catalytic reforming, hydrogen corrosion,
mechanical testing, mechanical properties, safe service life
Надійшла до редакції
23.02.2018
Национальная академия наук Украины | Институт электросварки им. Е.О.Патона НАНУ
Международная Ассоциация «Сварка»
IX Международная конференция
Мате атическое оделирование и ин ор ационн е техноло ии
в сварке и родственн х роцессах
Посвящяется 100-летию Национальной академии наук Украины
Одесса, Украина, Аркадия, отель «Курортный»
10–14 сентября 2018
http://pwi-scientists.com/rus/mmi2018
|