RU2366920C1 - Method for detection of residual resource of heating utility pipes - Google Patents
Method for detection of residual resource of heating utility pipes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366920C1 RU2366920C1 RU2008108268/28A RU2008108268A RU2366920C1 RU 2366920 C1 RU2366920 C1 RU 2366920C1 RU 2008108268/28 A RU2008108268/28 A RU 2008108268/28A RU 2008108268 A RU2008108268 A RU 2008108268A RU 2366920 C1 RU2366920 C1 RU 2366920C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- metal
- year
- mpa
- resource
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области технического обслуживания и эксплуатации сосудов и трубопроводов давления, преимущественно в теплоэнергетике, и может быть использовано при оценке остаточного ресурса металла труб, работающих в условиях длительного воздействия постоянных и переменных нагрузок.The present invention relates to the field of maintenance and operation of pressure vessels and pipelines, mainly in the power system, and can be used to assess the residual resource of metal pipes operating under prolonged exposure to constant and variable loads.
Известен способ определения остаточного ресурса металла труб тепловых сетей, включающий определение ударной вязкости металла трубопровода, в котором образцы, изготовленные из того же, что и трубопровод металла, подвергают деформационному старению различной степени, определяют ударную вязкость металла образцов и измеряют их магнитно-шумовой сигнал, устанавливают тарировочную зависимость между ударной вязкостью и магнитно-шумовым сигналом, измеряют магнитно-шумовой сигнал металла в исследуемой зоне, по этому сигналу и тарировочной зависимости определяют ударную вязкость металла трубопровода и по отношению ее к нормативной ударной вязкости или ударной вязкости, соответствующей хрупкому разрушению металла, судят об остаточном ресурсе конструкции /патент РФ №2108560, G01N 3/00, G01N 3/30/.A known method for determining the residual metal resource of pipes of heating networks, including determining the toughness of the metal of the pipeline, in which samples made from the same as the metal pipe, are subjected to strain aging of various degrees, determine the toughness of the metal of the samples and measure their magnetic noise signal, establish the calibration relationship between the toughness and the magnetic noise signal, measure the magnetic noise signal of the metal in the study area, this signal and the calibration charge depending on the impact strength of the metal of the pipeline and in relation to the standard impact strength or impact strength corresponding to brittle fracture of the metal, judge about the residual life of the structure / RF patent No. 2108560,
Недостатком этого способа является то, что он не позволяет определить рост трещин до момента опасных и недопустимых размеров, приводящих к разрушению трубопровода.The disadvantage of this method is that it does not allow to determine the growth of cracks to the moment of dangerous and unacceptable sizes, leading to the destruction of the pipeline.
Известен способ определения остаточного ресурса действующих нефтегазопромысловых трубопроводов, которое производиться на основании проведенной комплексной диагностики, включающей сбор и анализ информации, ознакомление с эксплуатационно-технической документацией, контроль состояния защитного антикоррозионного покрытия, контроль состояния основного металла труб трубопроводов, контроль кольцевых сварных соединений трубопроводов, акустико-эмиссионная диагностика участков трубопроводов, исследование химического состава, исследование механических свойств металлов и сварных соединений, их структуры, обработка результатов обследования и определение остаточного ресурса /ОСТ-153-39.4-010-2002. «Методика остаточного ресурса нефтегазопромысловых трубопроводов и трубопроводов головных сооружений»/.A known method for determining the residual life of existing oil and gas pipelines, which is carried out on the basis of the comprehensive diagnostics, including the collection and analysis of information, familiarization with the operational and technical documentation, monitoring the condition of the protective anti-corrosion coating, monitoring the condition of the main metal of the pipelines, monitoring the welded pipelines, acoustic -emission diagnostics of pipeline sections, chemical composition research, research knowledge of the mechanical properties of metals and welded joints, their structure, processing of survey results and determination of residual life / OST-153-39.4-010-2002. “Methodology of the residual resource of oil and gas field pipelines and pipelines of head facilities”.
Недостатком этого способа является то, что он не позволяет определить по времени рост усталостных и коррозионно-усталостных трещин до момента опасных и недопустимых размеров и увеличения коррозии до момента, приводящей к снижению толщины трубы трубопровода до опасных или недопустимых размеров.The disadvantage of this method is that it does not allow time to determine the growth of fatigue and corrosion-fatigue cracks to the moment of dangerous and unacceptable sizes and to increase corrosion to the moment that leads to a decrease in the thickness of the pipe to dangerous or unacceptable sizes.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ определения остаточного ресурса труб тепловых сетей для повторного использования, включающий выбор труб из одной марки стали, одного номинального диаметра и толщины стенки, определение остаточного ресурса, в котором отбирают трубы и изготавливают образцы, проводят механические испытания двух равных групп образцов, одну из которых предварительно подвергают термообработке, а остаточный ресурс для достижения нормативных значений механических свойств металла труб определяют по формуле:The closest in technical essence and the achieved result is a known method for determining the residual life of pipes of heating networks for reuse, including the selection of pipes from the same steel grade, one nominal diameter and wall thickness, determining the residual life in which the pipes are taken and samples are made, mechanical tests of two equal groups of samples, one of which is preliminarily subjected to heat treatment, and the residual life to achieve standard values of mechanical The properties of metal pipes are determined by the formula:
где T1 - время эксплуатации труб;where T 1 - the time of operation of the pipes;
Рс - среднее давление, при котором эксплуатировались трубы;P with - the average pressure at which the pipes were operated;
Рн - давление, при котором будут эксплуатироваться трубы;P n - pressure at which the pipes will be operated;
Y0 - значение параметров (относительного удлинения δ, ударной вязкости образцов ан с круглым KCU и острым KCV надрезами) механических свойств термообработанного металла;Y 0 is the value of the parameters (elongation δ, impact strength of samples a n with round KCU and sharp KCV notches) of the mechanical properties of the heat-treated metal;
Y1 - значение параметров (δ, ан KCU, ан KCV) механических свойств металла трубы на момент определения остаточного ресурса;Y 1 is the value of the parameters (δ, and n KCU, and n KCV) of the mechanical properties of the pipe metal at the time of determining the residual life;
Yн - нормативное значение параметров (δ, ан KCU, ан KCV) механических свойств металла труб /патент РФ №2226681, G01N 3/00/.Y n - the standard value of the parameters (δ, and n KCU, and n KCV) of the mechanical properties of the metal pipe / RF patent No. 2226681,
Недостатком является то, что известный способ не определяет момент роста и достижения усталостных и коррозионно-усталостных трещин до опасных или недопустимых размеров, не определяет момент увеличения коррозии, приводящей к снижению толщины трубы трубопровода до опасных или недопустимых размеров.The disadvantage is that the known method does not determine the moment of growth and achievement of fatigue and corrosion-fatigue cracks to dangerous or unacceptable sizes, does not determine the moment of increase in corrosion, leading to a decrease in the thickness of the pipe to dangerous or unacceptable sizes.
Техническая задача изобретения состоит в том, что для определения остаточного ресурса труб тепловых сетей необходимо знать длительность эксплуатации, при которой весь основной металл труб достигнет разрушающего напряжения при рабочем давлении. Необходимо в период эксплуатации определить момент времени, когда рост усталостных и коррозионно-усталостных трещин достигнет опасных или недопустимых размеров. Определить момент времени, когда коррозионные процессы приведут к снижению толщины стенки трубопровода до опасных или недопустимых критических размеров.The technical task of the invention is that to determine the residual life of pipes of heating networks, it is necessary to know the duration of operation at which all the main metal of the pipes reaches the breaking stress at operating pressure. It is necessary during the period of operation to determine the point in time when the growth of fatigue and corrosion-fatigue cracks reaches dangerous or unacceptable sizes. Determine the point in time when corrosion processes lead to a decrease in the wall thickness of the pipeline to dangerous or unacceptable critical dimensions.
Техническая задача решается следующим образом. В известном способе определения остаточного ресурса труб тепловых сетей, включающий выбор участка из труб одной марки стали, одного номинального диаметра и толщины стенки, определение остаточного ресурса, согласно изобретению остаточный ресурс определяют оставшимся временем до максимально возможного срока эксплуатации, который на 1÷3 года предшествует моменту совпадения рабочего давления с разрушающим напряжением металла трубопровода, причем разрушающее напряжение определяют по формуле:The technical problem is solved as follows. In the known method for determining the residual life of pipes of heating networks, including selecting a section of pipes of the same steel grade, one nominal diameter and wall thickness, determining the residual life, according to the invention, the residual life is determined by the remaining time until the maximum possible service life, which is 1 ÷ 3 years ahead the moment of coincidence of the working pressure with the breaking stress of the metal of the pipeline, and the breaking stress is determined by the formula:
где 
Vσ - скорость деградации, МПа/год;V σ is the rate of degradation, MPa / year;
t - длительность эксплуатации, год;t is the duration of operation, year;
D - диаметр, мм;D is the diameter, mm;
s0 - толщина стенки, мм;s 0 - wall thickness, mm;
V - скорость коррозии, мм/год;V is the corrosion rate, mm / year;
φ=0,9 - коэффициент ослабления сварного шва.φ = 0.9 is the attenuation coefficient of the weld.
Изобретение поясняется графиками.The invention is illustrated by graphs.
На фиг.1 и 3 приведены графики зависимости скорости коррозии от концентрации углерода в трубной стали.Figures 1 and 3 show graphs of the dependence of the corrosion rate on the carbon concentration in the pipe steel.
На фиг.2 и 4 приведены графики зависимости скорости деградации от концентрации углерода и от предела текучести стали.Figures 2 and 4 show graphs of the dependence of the rate of degradation on the carbon concentration and on the yield strength of steel.
На фиг.5÷8 приведены графики изменения разрушающего напряжения в металле трубопровода от рабочего давления в зависимости от длительности эксплуатации и определение остаточного ресурса трубопроводаFigure 5 ÷ 8 shows graphs of changes in destructive stress in the metal of the pipeline from the working pressure depending on the duration of operation and the determination of the residual life of the pipeline
При создании настоящего изобретения исходили из положения, что для определения остаточного ресурса металла труб тепловых сетей необходимо знать длительность эксплуатации, при которой весь основной металл трубы достигнет разрушающего напряжения при рабочем давлении. Усталостные и коррозионно-усталостные трещины достигнут недопустимых размеров, а толщина стенки трубопровода достигнет недопустимо малой толщины в результате коррозии и деградации металла трубопровода.When creating the present invention, it was assumed that in order to determine the residual resource of the metal of the pipes of the heating networks, it is necessary to know the operating time at which all the main metal of the pipe reaches the breaking stress at operating pressure. Fatigue and corrosion-fatigue cracks will reach unacceptable sizes, and the wall thickness of the pipeline will reach an unacceptably small thickness due to corrosion and degradation of the pipeline metal.
Остаточный ресурс трубопровода тепловой сети необходимо определять оставшимся временем до максимально возможного срока эксплуатации, который на 1÷3 года предшествует моменту совпадения рабочего давления с разрушающим напряжением металла трубопровода.The residual life of the pipeline of the heating network must be determined by the remaining time until the maximum possible service life, which is 1–3 years preceding the moment of coincidence of the working pressure with the destructive stress of the metal of the pipeline.
При определении максимально возможного срока эксплуатации следует выбирать упреждение от момента совпадения рабочего давления с разрушающим напряжением более одного года, так как только тогда выполняется задача изобретения, а именно определение момента времени роста усталостных и коррозионно-усталостных трещин до опасных или недопустимых размеров. В этом случае предупреждается аварийная ситуация, когда одновременно появятся многочисленные повреждения по всей длине трубопровода. Определение максимально возможного срока эксплуатации с упреждением более 3 лет от момента совпадения рабочего давления с разрушающим напряжением нецелесообразно вследствие нерационального сокращения эксплуатационного срока.When determining the maximum possible service life, one should choose a lead time from the moment of coincidence of the working pressure with a breaking stress of more than one year, since only then the task of the invention is fulfilled, namely, determining the time point of growth of fatigue and corrosion-fatigue cracks to dangerous or unacceptable sizes. In this case, an emergency situation is prevented when at the same time numerous damages appear along the entire length of the pipeline. Determination of the maximum possible service life with a lead of more than 3 years from the moment of coincidence of the working pressure with the destructive stress is impractical due to the irrational reduction of the service life.
Разрушающее напряжение должно определятся по формуле:Breaking stress should be determined by the formula:
где
Vσ - скорость деградации, МПа/год;V σ is the rate of degradation, MPa / year;
t - длительность эксплуатации, год;t is the duration of operation, year;
D - диаметр, мм;D is the diameter, mm;
s0 - толщина стенки, мм;s 0 - wall thickness, mm;
V - скорость коррозии, мм/год;V is the corrosion rate, mm / year;
φ=0,9 - коэффициент ослабления сварного шва.φ = 0.9 is the attenuation coefficient of the weld.
Затем необходимо строить график разрушающего давления Рразр (МПа) от времени эксплуатации t (год), по которому определяют остаточный ресурс трубопровода.Then it is necessary to build a graph of the destructive pressure P bit (MPa) versus the operating time t (year), by which the residual life of the pipeline is determined.
Использование приведенной формулы позволит уже в период эксплуатации определить момент времени, при котором металл трубопровода достигнет разрушающего напряжения при рабочем давлении.Using the above formula, it will already be possible during operation to determine the point in time at which the pipeline metal reaches the breaking stress at operating pressure.
Последовательность действий при определении остаточного ресурса трубопровода тепловых сетей следующая:The sequence of actions when determining the residual life of the pipeline of heating networks is as follows:
1. Определяют скорость коррозии (V), мм/год.1. Determine the corrosion rate (V), mm / year.
Определение скорости коррозии производят по диаграмме 1 (фиг.1), построенной по экспериментальным данным. По концентрации углерода в металле, указанной в сертификате на трубы, определяют скорость коррозии. Возможно использование других моделей и методов для оценки общей скорости коррозии.The determination of the corrosion rate is carried out according to diagram 1 (figure 1), constructed according to experimental data. According to the concentration of carbon in the metal indicated in the pipe certificate, the corrosion rate is determined. Other models and methods may be used to evaluate the overall corrosion rate.
2. Определяют скорость деградации (Vσ), МПа/год.2. Determine the rate of degradation (V σ ), MPa / year.
Определение скорости деградации производят по диаграмме 2 (фиг.2), построенной по экспериментальным данным. По концентрации углерода в металле трубопровода и по пределу текучести, указанному в сертификате на трубы, определяют скорость деградации. Возможно для оценки скорости деградации использование других моделей и методов.The determination of the rate of degradation is carried out according to diagram 2 (figure 2), constructed according to experimental data. The concentration of carbon in the metal of the pipeline and the yield strength indicated in the pipe certificate determine the rate of degradation. It is possible to assess the rate of degradation using other models and methods.
3. Для выбранного участка трубопровода из труб одной марки стали, одного номинального диаметра, толщины стенки (D - диаметр, мм, S0 - толщина стенки, мм) определяют разрушающее давление по формуле
4. На тот же график наносят рраб - рабочее давление.4. On the same schedule put slave - working pressure.
5. По графику определяют момент совпадения разрушающего напряжения с рабочим давлением и устанавливают максимально возможный срок эксплуатации.5. According to the schedule, the moment of coincidence of the destructive stress with the working pressure is determined and the maximum possible service life is established.
6. Остаточный ресурс определяют как разность между максимальным и прошедшим сроком эксплуатации.6. The residual life is defined as the difference between the maximum and the past service life.
Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.
Фиг.1. Диаграмма 1. Зависимость скорости коррозии (V) от концентрации углерода в трубной стали.Figure 1. Diagram 1. Dependence of corrosion rate (V) on carbon concentration in pipe steel.
Фиг 2. Диаграмма 2. Зависимость скорости деградации Vσ трубных сталей от концентрации углерода и от предела текучести стали σТ0.Fig 2. Diagram 2. The dependence of the degradation rate V σ of pipe steels on the carbon concentration and on the yield strength of steel σ T0 .
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
Фиг.3. Определение скорости коррозии (V) по концентрации углерода (0,08%) в трубной стали с помощью экспертной оценки, представленной на диаграмме 1.Figure 3. Determination of the corrosion rate (V) by the carbon concentration (0.08%) in the pipe steel using the expert assessment presented in figure 1.
Фиг.4. Определение скорости деградации Vσ трубной стали по концентрации углерода (0,08%) и по пределу текучести стали 
Фиг.5. Определение остаточного ресурса трубопровода D=200×6 мм из стали 10 с концентрацией углерода 0,08-0,12% и пределом текучести
Рразр - разрушающее давление для скорости коррозии, 0,14 мм/год.P bit - destructive pressure for corrosion rate, 0.14 mm / year.
Рраб - рабочее давление, 1,2 МПа.P slave - working pressure, 1.2 MPa.
Тр - максимально возможный срок эксплуатации (ресурс), год.T p - the maximum possible life (resource), year.
Фиг.6. Определение остаточного ресурса трубопровода D=720×8 мм из стали 17ГС с концентрацией углерода 0,16% и пределом текучести 
Рразр - разрушающее давление для скорости коррозии, 0,20 мм/год.P bit - destructive pressure for corrosion rate, 0.20 mm / year.
Рраб - рабочее давление, 1,2 МПа.P slave - working pressure, 1.2 MPa.
Тр - максимально возможный срок эксплуатации (ресурс), год.T p - the maximum possible life (resource), year.
Фиг.7. Определение остаточного ресурса трубопровода D=1220×11 мм из стали 17Г1СУ с концентрацией углерода 0,16% и пределом текучести
Рразр - разрушающее давление для скорости коррозии, 0,20 мм/год.P bit - destructive pressure for corrosion rate, 0.20 mm / year.
Рраб - рабочее давление, 1,2 МПа.P slave - working pressure, 1.2 MPa.
Тр - максимально возможный срок эксплуатации (ресурс), год.T p - the maximum possible life (resource), year.
Фиг.8. Определение остаточного ресурса трубопровода D=100×4,5 мм из стали 3 сп с концентрацией углерода 0,14% и пределом текучести
Рразр - разрушающее давление для скорости коррозии, 0,18 мм/год.P bit - destructive pressure for corrosion rate, 0.18 mm / year.
Рраб - рабочее давление, 1,2 МПа.P slave - working pressure, 1.2 MPa.
Тр - максимально возможный срок эксплуатации (ресурс), год.T p - the maximum possible life (resource), year.
Пример осуществления изобретения 1.An example embodiment of the
Определение остаточного ресурса металла труб магистрального трубопровода тепловых сетей проводили в условиях г.Москвы. Участок тепловой сети протяженностью 6,116 км в армопенобетонной изоляции диаметром трубопровода D=200 мм и толщиной стенки 6 мм из стали Ст10 с концентрацией углерода 0,08-0,12% и пределом текучести
Определение остаточного ресурса производили следующим образом.The determination of the residual resource was carried out as follows.
По концентрации углерода в металле трубопровода, равном 0,08% (берем нижний предел концентрации) из диаграммы 1 (фиг.1) определяли скорость коррозии V, равную 0,14 мм/год (фиг.3).According to the carbon concentration in the metal of the pipeline equal to 0.08% (we take the lower concentration limit) from the diagram 1 (Fig. 1), the corrosion rate V equal to 0.14 mm / year was determined (Fig. 3).
По концентрации углерода в металле трубопровода, равном 0,08% и по пределу текучести 
Для трубопровода с диаметром 200 мм и толщиной стенки 6 мм по формуле
По графику определяем, что момент совпадения разрушающего напряжения с рабочим давлением наступает на 33 году эксплуатации. Устанавливаем максимально возможный срок эксплуатации, равный 30,6 лет (за 2,4 года предшествующий моменту совпадения рабочего давления с разрушающим напряжением металла трубопровода). Такой сдвиг предотвращает полное разрушение участка трубопровода при рабочем давлении. Таким образом, остаточный ресурс определяется как разность 30,6 минус 10 лет и равен 20,6 лет.According to the schedule, we determine that the moment of coincidence of the destructive stress with the working pressure occurs at 33 year of operation. We set the maximum possible service life equal to 30.6 years (for 2.4 years preceding the moment of coincidence of the working pressure with the destructive stress of the pipeline metal). Such a shift prevents the complete destruction of the pipeline section at operating pressure. Thus, the residual resource is defined as the difference of 30.6 minus 10 years and is equal to 20.6 years.
Пример осуществления изобретения 2.An example embodiment of the
Опробование предложенного изобретения проводили в г.Москве на участке тепловой сети протяженностью 2,5 км в армопенобетонной изоляции диаметром трубопровода D, равном 720 мм, и толщиной стенки 8 мм из стали марки 17ГС с концентрацией углерода от 0,16 до 0,20% и пределом текучести 
Определение остаточного ресурса производили аналогично примера 1.The determination of the residual resource was carried out analogously to example 1.
По концентрации углерода в металле трубопровода, равном 0,16% (берем нижний предел концентрации) из диаграммы 1 (фиг.1), определяли скорость коррозии V, равную 0,20 мм/год.From the carbon concentration in the metal of the pipeline equal to 0.16% (we take the lower concentration limit) from chart 1 (Fig. 1), the corrosion rate V was determined to be 0.20 mm / year.
По концентрации углерода в металле трубопровода, равном 0,16%, и по пределу текучести 
Для трубопровода с диаметром 720 мм и толщиной стенки 8 мм по формуле
По графику определяем, что момент совпадения разрушающего напряжения с рабочим давлением наступает в 26,6 лет эксплуатации. Определяем максимально возможный срок эксплуатации в 24 года (за 2,6 года предшествующий моменту совпадения рабочего давления с разрушающим напряжением металла трубопровода). Такой сдвиг предотвращает полное разрушение участка при эксплуатации трубопровода при рабочем давлении. В результате, остаточный ресурс определяется как разность 24 года минус 8 лет и равен 16 годам.According to the schedule, we determine that the moment of coincidence of the destructive stress with the working pressure occurs in 26.6 years of operation. We determine the maximum possible service life of 24 years (for 2.6 years preceding the moment of coincidence of the working pressure with the destructive stress of the pipeline metal). This shift prevents the complete destruction of the site during operation of the pipeline at operating pressure. As a result, the residual resource is defined as the difference of 24 years minus 8 years and is equal to 16 years.
Пример осуществления изобретения 3.An example embodiment of the
На участке тепловой сети протяженностью 1,3 км в армопенобетонной изоляции диаметром трубопровода D, равном 1220 мм, и толщиной стенки 11 мм, стали марки 17Г1СУ с концентрацией углерода от 0,16 до 0,20% и пределом текучести 
Определение остаточного ресурса производили аналогично примера 1.The determination of the residual resource was carried out analogously to example 1.
По концентрации углерода в металле трубопровода, равном 0,16% (берем нижний предел концентрации) из диаграммы 1 (фиг.1), определяли скорость коррозии V, равную 0,20 мм/год.From the carbon concentration in the metal of the pipeline equal to 0.16% (we take the lower concentration limit) from chart 1 (Fig. 1), the corrosion rate V was determined to be 0.20 mm / year.
По концентрации углерода в металле трубопровода, равном 0,16%, и по пределу текучести 
Для трубопровода с диаметром 1220 мм и толщиной стенки 11 мм по формуле
Определяем, что момент совпадения разрушающего напряжения с рабочим давлением наступает в 29 лет эксплуатации. Определяем максимально возможный срок эксплуатации в 26 лет (за 3 года предшествующий моменту совпадения рабочего давления с разрушающим напряжением металла трубопровода). Такой сдвиг обеспечивает эксплуатацию трубопровода при рабочем давлении 1,2 МПа без повреждений. В результате, остаточный ресурс определяется как разность 26 года минус 11 лет и равен 15 годам.We determine that the moment of coincidence of the destructive stress with the working pressure occurs at 29 years of operation. We determine the maximum possible service life of 26 years (for 3 years preceding the moment when the working pressure coincides with the destructive stress of the pipeline metal). Such a shift ensures the operation of the pipeline at a working pressure of 1.2 MPa without damage. As a result, the residual resource is defined as the difference of 26 years minus 11 years and is equal to 15 years.
Пример осуществления изобретения 4.An example embodiment of the
Определения остаточного ресурса магистрального трубопровода тепловых сетей проводили в г.Москве. Участок тепловой сети протяженностью 0,9 км диаметром трубопровода D=100 мм и толщиной стенки 4,5 мм из стали 3сп с концентрацией углерода от 0,14% до 0,22% и пределом текучести 
По концентрации углерода в металле трубопровода, равном 0,14% (берем нижнийAccording to the concentration of carbon in the metal of the pipeline, equal to 0.14% (take the bottom
предел концентрации) из диаграммы 1 (фиг.1), определяли скорость коррозии V, равную 0,18 мм/год.concentration limit) from diagram 1 (Fig. 1), the corrosion rate V was determined to be 0.18 mm / year.
По концентрации углерода в металле трубопровода, равном 0,14%, и по пределу текучести 
Для трубопровода с диаметром 100 мм и толщиной стенки 4,5 мм по формуле
По графику определяем, что момент совпадения разрушающего напряжения с рабочим давлением наступает в 22 лет эксплуатации. Устанавливаем максимально возможный срок эксплуатации, равный 20,2 лет (за 1,8 года предшествующий моменту совпадения рабочего давления с разрушающим напряжением металла трубопровода). Такой сдвиг предотвращает полное разрушение участка трубопровода при рабочем давлении в период эксплуатации. Таким образом, остаточный ресурс определяется как разность 20,2 минус 5 лет и равен 15,2 лет.According to the schedule, we determine that the moment of coincidence of the destructive stress with the working pressure occurs at 22 years of operation. We set the maximum possible service life equal to 20.2 years (for 1.8 years preceding the moment when the working pressure coincides with the destructive stress of the pipeline metal). Such a shift prevents the complete destruction of the pipeline section at operating pressure during operation. Thus, the residual resource is defined as the difference of 20.2 minus 5 years and is equal to 15.2 years.
Результаты опробования позволяют сделать выводы, что применение предлагаемого изобретения позволит рационально устанавливать сроки окончания эксплуатации трубопровода и не допустить, случаев, когда стоимость ремонта трубопровода от полученных разрушений будет выше, чем стоимость замены и перекладки.The results of the testing allow us to conclude that the application of the invention will allow us to rationally set the deadline for the operation of the pipeline and to prevent cases when the cost of repairing the pipeline from the resulting damage will be higher than the cost of replacing and relocating.
Предлагаемое изобретение позволяет в процессе эксплуатации определять ресурс трубопровода при использовании уточненных данных скорости коррозии и скорости деградации металла непосредственно на каждом участке исходя из изменяющихся условий. Применение предлагаемого способа позволяет определить максимальный срок эксплуатации трубопровода, что весьма перспективно при проектировании новых тепловых сетей. Определение ресурса трубопроводов в процессе эксплуатации необходимо также для оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат.The present invention allows in the process of operation to determine the resource of the pipeline when using the updated data of the corrosion rate and the rate of metal degradation directly in each section based on changing conditions. Application of the proposed method allows to determine the maximum life of the pipeline, which is very promising when designing new heating networks. Determining the resource of pipelines during operation is also necessary to optimize capital and operating costs.
Claims (1)
где
Vσ - скорость деградации, МПа/год;
t - длительность эксплуатации, год;
D - диаметр, мм;
s0 - толщина стенки, мм;
V - скорость коррозии, мм/год;
φ=0,9 - коэффициент ослабления сварного шва. A method for determining the residual metal resource of pipes of heating networks, including selecting a section of pipes of the same steel grade, one nominal diameter and wall thickness, determining the residual resource, characterized in that the residual resource is determined by the remaining time until the maximum possible service life, which is 1-3 years precedes the moment of coincidence of the working pressure with the breaking stress of the pipeline metal, and the breaking stress is determined by the formula
Where
V σ is the rate of degradation, MPa / year;
t is the duration of operation, year;
D is the diameter, mm;
s 0 - wall thickness, mm;
V is the corrosion rate, mm / year;
φ = 0.9 is the attenuation coefficient of the weld.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108268/28A RU2366920C1 (en) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | Method for detection of residual resource of heating utility pipes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108268/28A RU2366920C1 (en) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | Method for detection of residual resource of heating utility pipes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2366920C1 true RU2366920C1 (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=41166685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008108268/28A RU2366920C1 (en) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | Method for detection of residual resource of heating utility pipes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2366920C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529444C1 (en) * | 2013-07-04 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Method to detect resource of pipeline or vessel metal |
| CN112557196A (en) * | 2020-12-17 | 2021-03-26 | 山西理工红日节能服务有限公司 | Quality inspection method for underground directly-buried pipeline |
| CN115508453A (en) * | 2022-10-26 | 2022-12-23 | 青岛理工大学 | High-strength steel nondestructive testing method and system considering strain aging influence |
-
2008
- 2008-03-05 RU RU2008108268/28A patent/RU2366920C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529444C1 (en) * | 2013-07-04 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Method to detect resource of pipeline or vessel metal |
| CN112557196A (en) * | 2020-12-17 | 2021-03-26 | 山西理工红日节能服务有限公司 | Quality inspection method for underground directly-buried pipeline |
| CN115508453A (en) * | 2022-10-26 | 2022-12-23 | 青岛理工大学 | High-strength steel nondestructive testing method and system considering strain aging influence |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abdelrahman et al. | Acoustic emission based damage assessment method for prestressed concrete structures: Modified index of damage | |
| Chryssanthopoulos et al. | Fatigue reliability of welded steel structures | |
| Jacob et al. | Crack growth direction effects on corrosion-fatigue behaviour of offshore wind turbine steel weldments | |
| Zejli et al. | Detection of the presence of broken wires in cables by acoustic emission inspection | |
| Goldaran et al. | Identification of corrosion in a prestressed concrete pipe utilizing acoustic emission technique | |
| Dean et al. | Creep crack growth behaviour of Type 316H steels and proposed modifications to standard testing and analysis methods | |
| Wu et al. | Investigation of cable bolts for stress corrosion cracking failure | |
| Wang et al. | Multi-tier tensile strain models for strain-based design: Part 1—Fundamental basis | |
| Ziehl et al. | Acoustic emission for civil structures | |
| Rivera et al. | Acoustic emission technique to monitor crack growth in a mooring chain | |
| Witek | Life cycle estimation of high pressure pipeline based on in-line inspection data | |
| Arumugam et al. | Study of a plastic strain limit damage criterion for pipeline mechanical damage using FEA and full-scale denting tests | |
| RU2366920C1 (en) | Method for detection of residual resource of heating utility pipes | |
| Gao et al. | Critical strain based ductile damage criterion and its application to mechanical damage in pipelines | |
| Rege et al. | Effect of stop holes on structural integrity of offshore structures: a numerical model | |
| Calderon-Uriszar-Aldaca et al. | A plain linear rule for fatigue analysis under natural loading considering the coupled fatigue and corrosion effect | |
| Ruibin et al. | Welding residual stress measurement of an urban buried gas pipeline by X-ray diffraction method | |
| Alexander et al. | Evaluating the effects of wrinkle bends on pipeline integrity | |
| RU2364849C1 (en) | Method for hydraulic tests of heating utility pipelines with high pressure | |
| Glienke et al. | Evaluation of the fatigue resistance of butt welds in steel towers of wind turbines by fatigue tests and numerical based design with local approaches | |
| Ernst et al. | Strain history effects on fracture mechanics parameters: application to reeling | |
| Wu et al. | Experimental protocol for stress corrosion cracking for full-size cable bolts | |
| Arumugam et al. | Application of plastic strain damage models to characterize dent with crack | |
| Townsend et al. | Hydrogen embrittlement testing and results of full-size ASTM A354 grade BD rods in the SFOBB | |
| Pépin et al. | Engineering Critical Assessment of Embedded Flaws in Undermatch Pipeline GirthWelds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140423 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180306 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190318 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200707 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210306 |