RU2391601C2 - Procedure for evaluation of remaining life of gas main metal - Google Patents

Procedure for evaluation of remaining life of gas main metal Download PDF

Info

Publication number
RU2391601C2
RU2391601C2 RU2008129420/06A RU2008129420A RU2391601C2 RU 2391601 C2 RU2391601 C2 RU 2391601C2 RU 2008129420/06 A RU2008129420/06 A RU 2008129420/06A RU 2008129420 A RU2008129420 A RU 2008129420A RU 2391601 C2 RU2391601 C2 RU 2391601C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plate
gas pipeline
thickness
pipeline
plates
Prior art date
Application number
RU2008129420/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008129420A (en
Inventor
Евгений Алексеевич Деулин (RU)
Евгений Алексеевич Деулин
Сергей Сэмович Машуров (RU)
Сергей Сэмович Машуров
Original Assignee
Евгений Алексеевич Деулин
Сергей Сэмович Машуров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Алексеевич Деулин, Сергей Сэмович Машуров filed Critical Евгений Алексеевич Деулин
Priority to RU2008129420/06A priority Critical patent/RU2391601C2/en
Publication of RU2008129420A publication Critical patent/RU2008129420A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2391601C2 publication Critical patent/RU2391601C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/34Hydrogen distribution

Landscapes

  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: there are cut not less, than 3 plates of gas main metal, for example from pipes of emergency stock. One plate is used as a reference sample, while others are installed inside the gas main at places accessible for periodic inspection. During preventive maintenance one of the plates is taken out. A layer of 0.1-0.12 from thickness of the plate is cut off the surface facing inside the gas pipeline. There is carried out analysis of distribution of hydrogen atoms concentration along thickness in the reference and cut off element of the extracted plate and coefficient of hydrogen atom diffusion is determined. During the successive repair the investigated plate is returned inside the gas pipeline, and another plate is taken out and investigated by the same procedure. Further there is estimated dependence of change of hydrogen atom concentration along thickness of the plate of the gas pipeline. On base of obtained results remaining life of material of the pipeline is evaluated.
EFFECT: increased reliability of assessment of remaining life of metal of pipeline during operation.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области диагностики линейной части распределительных и магистральных газотранспортных систем, основано на использовании нанотехнологий и может быть использовано при оценке остаточного ресурса металла магистрального трубопровода, работающего в условиях длительного воздействия постоянных и переменных нагрузок.The invention relates to the field of diagnostics of the linear part of distribution and trunk gas transmission systems, based on the use of nanotechnology and can be used to assess the residual metal resource of the main pipeline operating under conditions of prolonged exposure to constant and variable loads.

При длительной эксплуатации магистральных трубопроводов происходит снижение пластических и вязких свойств металла. Снижение пластических свойств металла труб происходит за счет деформационного старения и может вызвать несоответствие механических свойств нормативным показателям, а в некоторых случаях является причиной нарушения целостности магистральных трубопроводов.With long-term operation of the main pipelines, the plastic and viscous properties of the metal decrease. The decrease in the plastic properties of the pipe metal occurs due to strain aging and can cause a mismatch of the mechanical properties with the normative indicators, and in some cases it causes a violation of the integrity of the main pipelines.

Известен способ определения остаточного ресурса металла магистрального трубопровода, который заключается в контроле магнитошумовым прибором участков трубопровода, изготовлении пластин металла трубопровода из труб аварийного запаса или металла, подвергнутого предварительной термообработке и искусственному деформационному старению с различной степенью пластической деформации, изготовлении образцов из этого металла, измерении магнитошумового сигнала и построении графика изменения этого сигнала на образцах металла, подвергнутого искусственному деформационному старению различной степени, механических испытаниях и построении графика изменения одного параметра механических свойств металла, подвергнутого искусственному деформационному старению различной степени, и установлении тарировочной зависимости между параметром механических свойств металла, магнитошумовым сигналом и величиной искусственного деформационного старения различной степени, определении величины параметра механических свойств по графику изменения магнитошумового сигнала и параметра механических свойств от степени искусственного деформационного старения, определении остаточного ресурса металла по отношению параметра механических свойств к его нормируемому значению (см. патент RU №2108560, 10.04.1998).There is a method of determining the residual metal resource of the main pipeline, which consists in monitoring sections of the pipeline by a magnetic noise device, manufacturing pipeline metal plates from emergency reserve pipes or metal subjected to preliminary heat treatment and artificial deformation aging with various degrees of plastic deformation, manufacturing samples from this metal, and measuring magnetic noise signal and plotting changes in this signal on samples of metal subjected artificial deformation aging of various degrees, mechanical tests and plotting a change in one parameter of the mechanical properties of a metal subjected to artificial deformation aging of various degrees, and establishing a calibration relationship between the parameter of mechanical properties of a metal, a magnetic noise signal and the value of artificial strain aging of various degrees, determining the value of the parameter of mechanical properties according to the graph of the change of the magnetic noise signal and the fur parameter nical properties of artificial degree of strain aging, determining the residual life of the metal with respect to the parameter of the mechanical properties of its rated value (see. patent RU No. 2108560, 04/10/1998).

Данный способ дает возможность проводить обследование магистральных трубопроводов, использующих пластичные и вязкие малоуглеродистые стали неразрушающим стенку магистрального трубопровода способом. Однако магнитно-шумовой способ очень чувствителен к структурному состоянию металла и уровню его напряженного состояния. Как правило, в конструкциях, изготовленных из низколегированных сталей, изменение этих факторов для магнитно-шумового сигнала существенно и при определении ударной вязкости приводит к большим погрешностям. Кроме того, для большинства марок низколегированных сталей зависимость магнитно-шумового сигнала от величины пластической деформации имеет вид кривой с максимумом. Максимум сигнала для большинства марок стали располагается в пределах 2-4% пластической деформации. Поэтому при измерении магнитно-шумовым прибором одному значению сигнала соответствуют два значения ударной вязкости, которые разделить практически невозможно. Кроме этого, зависимость ударной вязкости от пластической деформации имеет минимум, расположенный в пределах 10-15% пластической деформации, что также снижает достоверность определения ударной вязкости по магнитно-шумовому сигналу.This method makes it possible to conduct an inspection of trunk pipelines using plastic and viscous low-carbon steels in a non-destructive manner to the wall of the trunk pipeline. However, the magnetic noise method is very sensitive to the structural state of the metal and the level of its stress state. As a rule, in structures made of low alloy steels, a change in these factors for the magnetic noise signal is significant and in determining the toughness leads to large errors. In addition, for most grades of low alloy steels, the dependence of the magnetic noise signal on the magnitude of plastic deformation has the form of a curve with a maximum. The maximum signal for most grades of steel is within 2-4% of plastic deformation. Therefore, when measured by a magnetic-noise device, one value of the signal corresponds to two values of impact strength, which are almost impossible to separate. In addition, the dependence of toughness on plastic deformation has a minimum located within 10-15% of plastic deformation, which also reduces the reliability of determining toughness from a magnetic noise signal.

Наиболее близким к заявляемому способу по сущности является способ определения остаточного ресурса металла магистрального газопровода, заключающийся в том, что вырезают пластины металла газопровода, например, из труб аварийного запаса, проводят их испытание и последующее исследование, по результатам которого определяют остаточный ресурс материала магистрального газопровода (см. патент RU №2221231, 10.01.2004).The closest to the claimed method in essence is a method for determining the residual metal resource of the main gas pipeline, which consists in cutting out metal plates of the gas pipeline, for example, from emergency reserve pipes, testing them and subsequent research, according to the results of which the residual resource of the main gas pipeline material is determined ( see patent RU No. 2221231, 01/10/2004).

Данный способ позволяет повысить достоверность оценки остаточного ресурса металла магистрального трубопровода в процессе его эксплуатации за счет учета совокупности факторов, вызывающих постепенное деформационное старение действующего трубопровода, и параметров механических свойств, чувствительных к этому процессу с переходом к количественной величине остаточного ресурса.This method allows to increase the reliability of estimating the residual resource of the metal of the main pipeline during its operation by taking into account the totality of factors causing gradual deformation aging of the existing pipeline and the parameters of mechanical properties sensitive to this process with a transition to a quantitative value of the residual resource.

Однако принятие в качестве минимального остаточного ресурса только одного из выбранных параметров механических свойств металла трубопровода снижает достоверность получаемой информации, поскольку интерпретация результатов диагностирования по-прежнему остается серьезной проблемой.However, accepting as a minimum residual resource only one of the selected parameters of the mechanical properties of the pipeline metal reduces the reliability of the information received, since the interpretation of the diagnostic results remains a serious problem.

Технической задачей настоящего изобретения является диагностика старения металла труб, как следствие процесса наводораживания или «водородной болезни», проявляющей себя в материале труб при транспортировке углеводородов за счет учета распределения концентрации атомов водорода в материале трубы как результата трения газового потока о внутреннюю стенку трубы.An object of the present invention is to diagnose aging of pipe metal, as a result of the hydrogenation process or “hydrogen disease” that manifests itself in the pipe material during the transportation of hydrocarbons by taking into account the distribution of the concentration of hydrogen atoms in the pipe material as a result of friction of the gas flow against the pipe’s inner wall.

Технический результат заключается в том, что достигается повышение достоверности оценки остаточного ресурса металла магистрального трубопровода в процессе его эксплуатации.The technical result consists in the fact that an increase in the reliability of estimating the residual metal resource of the main pipeline during its operation is achieved.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ определения остаточного ресурса металла магистрального газопровода заключается в том, что вырезают пластины металла газопровода, например, из труб аварийного запаса, проводят их испытание и последующее исследование, по результатам которого определяют остаточный ресурс материала магистрального газопровода, при этом вырезают не менее 3-х пластин, одну из которых используют в качестве эталонного образца, а другие устанавливают внутрь магистрального газопровода в местах, доступных для периодического доступа, например на газоперекачивающих станциях, далее в период проведения планово-предупредительного ремонта извлекают одну из пластин, снимают с ее поверхности, обращенной внутрь газопровода, слой толщиной 0,1-0,12 от толщины пластины и проводят анализ распределения концентрации атомов водорода по толщине в эталонном и полученном элементе извлеченной пластины с определением коэффициента диффузии атомов водорода, при следующем планово-предупредительном ремонте исследованную пластину возвращают назад внутрь трубы газопровода, а другую пластину извлекают и аналогичным образом срезают последующий слой толщиной 0,1-0,12 от толщины пластины и проводят анализ в полученном элементе пластины распределения концентрации атомов водорода с определением коэффициента диффузии атомов водорода и таким образом последовательно, повторяя описанные операции, определяют зависимость изменения концентрации атомов водорода по толщине пластин от момента начала эксплуатации газопровода и на основании полученных результатов определяют прочностные параметры материала трубы газопровода, на основании которых определяют остаточный ресурс материала магистрального газопровода.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method for determining the residual metal resource of the main gas pipeline consists in cutting out metal plates of the gas pipeline, for example, from emergency reserve pipes, testing them and subsequent research, according to the results of which the residual resource is determined material of the main gas pipeline, at least 3 plates are cut out, one of which is used as a reference sample, and the others are installed inside the main about the gas pipeline in places accessible for periodic access, for example, at gas pumping stations, then during the period of the scheduled preventive repair, one of the plates is removed, a layer 0.1-0.12.12 thick from the plate thickness is removed from its surface facing the inside of the gas pipeline and analyze the distribution of the concentration of hydrogen atoms over the thickness in the reference and the obtained element of the extracted plate with the determination of the diffusion coefficient of hydrogen atoms, at the next scheduled preventive repair the investigated formation the inu is returned back into the pipe of the gas pipeline, and another plate is removed and the next layer 0.1-0.12 thick from the plate thickness is similarly cut off and the distribution of the concentration of hydrogen atoms is analyzed in the resulting plate element to determine the diffusion coefficient of hydrogen atoms and thus sequentially, repeating the described operations, they determine the dependence of the change in the concentration of hydrogen atoms over the thickness of the plates on the moment the gas pipeline starts operating and, on the basis of the results obtained, determines r strength properties of the pipe material of the gas pipeline, which is determined on the basis of the residual life of the main pipeline material.

Настоящий способ основан на периодическом получении информации о состоянии процесса наводораживания материала труб магистральных газопроводов для ее дальнейшей обработки и использования при комплексном анализе и прогнозе технического состояния участков линейной части магистральных газопроводов.The present method is based on the periodic receipt of information about the state of the process of hydrogen distillation of the material of the pipelines of gas pipelines for its further processing and use in a comprehensive analysis and forecast of the technical condition of sections of the linear part of the gas pipelines.

Предлагаемое изобретение основано на использовании метода вторичной ионной мас-спектрометрии (ВИМС-анализа) для периодического измерения распределения концентрации атомов водорода в материале трубы как результата трения газового потока о внутреннюю стенку трубы. Указанный метод позволяет определять концентрацию газа, диффундирующего в материал трубы, включая такие газы, как водород и его изотопы, с точностью до 0,0001% на глубину от 1 до 10 мкм.The present invention is based on the use of the method of secondary ion mass spectrometry (SIMS analysis) for periodically measuring the distribution of the concentration of hydrogen atoms in the pipe material as a result of friction of the gas flow on the inner wall of the pipe. This method allows you to determine the concentration of gas diffusing into the pipe material, including gases such as hydrogen and its isotopes, with an accuracy of 0.0001% to a depth of 1 to 10 microns.

В ходе проведенного исследования была выявлена возможность периодической (с периодом, совпадающим с интервалом планово-предупредительного ремонта (ППР)) оценки процесса наводораживания материала трубы путем использовании ВИМС-анализа для периодического измерения распределения концентрации атомов водорода в материале трубы магистрального газопровода по всей толщине стенки трубы. Результаты каждого очередного анализа состояния материала трубы после компьютерной обработки накопленных результатов могут быть использованы для комплексного анализа и прогноза технического состояния различных участков магистрального газопровода. При этом было выявлено, что наиболее предпочтительно исследуемые образцы (пластины из металла газопровода) изготавливать из материала, соответствующего марке стали материала трубы, например из труб аварийного запаса, и с размером не более 2×10×10 мм, а потом устанавливать пластины на участках магистрального газопровода в местах, где результат процесса наводораживания образца соответствует результату трения струи транспортируемых газов о стенку газопровода. Такими местами могут являться компрессорные станции и другие устройства, периодически подвергаемые планово-предупредительному ремонту, процедура которого создает техническую возможность для проведения периодического ВИМС-анализа установленных в магистральных газопроводах пластин. Преимуществом данного способа является то, что ВИМС- анализ на глубину, составляющую 5-10 мкм, занимает всего 2.5-8 часов рабочего времени, что позволяет получить качественную оценку состояния стенок магистральных газопроводов.The study revealed the possibility of periodic (with a period coinciding with the interval of scheduled preventive repair (PPR)) assessment of the process of hydrogenation of the pipe material by using SIMS analysis to periodically measure the distribution of the concentration of hydrogen atoms in the pipe material of the main gas pipeline over the entire thickness of the pipe wall . The results of each subsequent analysis of the state of the pipe material after computer processing of the accumulated results can be used for a comprehensive analysis and forecast of the technical condition of various sections of the main gas pipeline. It was found that it is most preferable to make the studied samples (plates made of gas pipeline metal) from a material corresponding to the steel grade of the pipe material, for example, from emergency stock pipes and with a size of no more than 2 × 10 × 10 mm, and then install the plates in sections the main gas pipeline in places where the result of the hydrogenation process of the sample corresponds to the result of friction of the stream of transported gases against the wall of the gas pipeline. Such places may be compressor stations and other devices periodically subjected to preventive maintenance, the procedure of which creates the technical ability to conduct periodic SIMS analysis of the plates installed in the main gas pipelines. The advantage of this method is that SIMS analysis to a depth of 5-10 microns takes only 2.5-8 hours of working time, which allows a qualitative assessment of the state of the walls of the main gas pipelines.

На фиг.1 представлена схема разделки пластины, изготовленной из трубы газопровода.Figure 1 presents a diagram of a cutting plate made of a gas pipe.

На фиг.2 представлен результат экспериментальной проверки распределений концентрации атомов водорода С, на глубинах от 0,005 до 5,00 микрон растворенного в пластинах, вырезанных из стенки трубы после 20 лет эксплуатации. Цифры соответствуют индексации (глубинам расположения поверхностей анализируемых элементов в стенке трубопровода)Figure 2 presents the result of experimental verification of the distribution of the concentration of hydrogen C atoms, at depths from 0.005 to 5.00 microns dissolved in plates cut from the pipe wall after 20 years of operation. The numbers correspond to indexation (the depth of the location of the surfaces of the analyzed elements in the pipe wall)

На фиг.3 представлен в виде графика результат экспериментальной проверки расчетного распределения концентрации водорода Сн(х) в стенке трубы по глубине х от 0,1 до 20 мм после 20 лет эксплуатации. Цифрами, соответствующими индексации образцов, показано расположение поверхностей элементов в соответствии со схемой разделки пластины, показанной на фиг.1,Figure 3 presents in graph form the result of an experimental verification of the calculated distribution of the concentration of hydrogen With n (x) in the pipe wall at a depth x from 0.1 to 20 mm after 20 years of operation. The numbers corresponding to the indexation of the samples, shows the location of the surfaces of the elements in accordance with the scheme of cutting the plate shown in figure 1,

На фиг.1 представлена схема поперечной разделки пластины из материала газопровода на анализируемые «элементы», при этом направления вертикальной поперечной резки показаны тонкими линиями, а схема послойной разделки пластины на слои анализируемых «элементов» показана горизонтальными пунктирными линиями.Figure 1 shows a diagram of the transverse cutting of a plate from a gas pipeline material into analyzed "elements", while the directions of vertical transverse cutting are shown by thin lines, and a layered cutting scheme of a plate into layers of the analyzed "elements" is shown by horizontal dashed lines.

В соответствии с решаемой задачей методика анализа и обработки периодически получаемых результатов выбрана такой, чтобы обеспечить возможность получения результатов точного химического анализа и распределения по толщине пластин концентрации молекул водорода, растворившихся в материале исследуемой трубы магистрального газопровода, на различных строго определенных глубинах проникновения (диффузии) водорода, отсчитываемых от внутренней поверхности трубы.In accordance with the task to be solved, the methodology for analyzing and processing periodically obtained results is chosen so as to provide the opportunity to obtain the results of accurate chemical analysis and the distribution over the thickness of the plates of the concentration of hydrogen molecules dissolved in the material of the studied pipe of the main gas pipeline at various strictly defined hydrogen penetration (diffusion) depths counted from the inner surface of the pipe.

Разделка пластин из материала трубы газопровода на «элементы» учитывает разные «масштабные» факторы:The cutting of plates from the gas pipe material into “elements” takes into account various “large-scale” factors:

- возможность ВИМС-анализа по глубине (х1=1-10 мкм);- the possibility of SIMS analysis in depth (x 1 = 1-10 microns);

- требуемый размер глубины зоны исследования трубопровода (х2=1-30 мм).- the required size of the depth of the research area of the pipeline (x 2 = 1-30 mm).

Для повышения достоверности диагностики необходимо выполнение следующих условий:To increase the reliability of diagnosis, the following conditions must be met:

- ориентация результатов ВИМС-анализа исследованных «элементов» и направления разделки исходного образца на элементы должны совпадать, т.е. обеспечить совпадение отсчета параметров х1 и х2;- the orientation of the SIMS analysis results of the investigated “elements” and the direction of cutting the initial sample into elements should coincide, i.e. ensure the coincidence of the reference parameters x 1 and x 2 ;

- геометрия и чистота поверхности анализируемых «элементов» должна соответствовать требованиям ВИМС-анализа на наноуровне;- the geometry and surface cleanliness of the analyzed "elements" must meet the requirements of SIMS analysis at the nanoscale;

- для получения количественных показателей с помощью ВИМС-анализа (являющегося качественным методом) необходимо проводить калибровку установки ВИМС-анализа с помощью имплантации ионов водорода (дейтерия) по заданной программе в один из исследуемых образцов.- to obtain quantitative indicators using SIMS analysis (which is a qualitative method), it is necessary to calibrate the SIMS analysis unit by implanting hydrogen ions (deuterium) according to a given program into one of the test samples.

Последовательность отделения от пластины элементов длиной 1, шириной b и толщиной δ, подвергаемых ВИМС-анализу, выбирается такой, чтобы:The sequence of separation from the plate of elements of length 1, width b and thickness δ, subjected to SIMS analysis, is chosen such that:

- результат анализа концентрации водорода С0 (x,t), растворенного на глубине х от поверхности, обдуваемой потоком транспортируемого газа в момент времени t, отсчитывался от момента начала эксплуатации трубы;- the result of the analysis of the concentration of hydrogen C 0 (x, t), dissolved at a depth x from the surface blown by the stream of transported gas at time t, was counted from the moment the pipe began to operate;

- результат был учтен в компьютерной системе обработки и накопления результатов эксплуатации газопровода;- the result was taken into account in a computer system for processing and accumulating gas pipeline operation results;

- каждый очередной результат ВИМС-анализа элемента, опирающийся- each successive SIMS analysis of an element, based on

на показатели х, t, сравнивался с результатами текущей оценкиon the indicators x, t, compared with the results of the current assessment

коэффициента диффузии D и теоретического расчета С0(x,t).diffusion coefficient D and theoretical calculation of C 0 (x, t).

ВИМС-анализ реализован в пластине на глубине δ от 0,1 до 1,0 мкм, при этом пластина состоит из двух частей: левой (δ=0,0-0,1 мкм) - отражающей результат наводораживания при резке образца на элементы, и правой (δ=0,1-1,0 мкм), учитывающей влияние потока газа на материал трубопровода в течение времени эксплуатации t.SIMS analysis is implemented in the plate at a depth of δ from 0.1 to 1.0 μm, while the plate consists of two parts: the left (δ = 0.0-0.1 μm) - reflecting the result of hydrogen pickup when cutting the sample into elements, and right (δ = 0.1-1.0 μm), taking into account the influence of gas flow on the pipeline material during the operating time t.

Суммарный график, отражающей результат наводораживания материала трубопровода за время t и показанный на фиг.3, должен быть учтен уравнением нестационарной диффузии (вторым законом Фика) по формулеThe total graph reflecting the result of the hydrogenation of the pipeline material over time t and shown in Fig. 3 should be taken into account by the equation of non-stationary diffusion (Fick's second law) according to the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где CswfH - концентрация атомов водорода в первом монослое сорбата;where C swfH is the concentration of hydrogen atoms in the first monolayer of the sorbate;

Сi - начальная концентрация водорода в объеме металла;C i is the initial concentration of hydrogen in the metal volume;

D - коэффициент диффузии;D is the diffusion coefficient;

х - расстояние от поверхности вглубь металла;x is the distance from the surface deep into the metal;

t - время.t is time.

Способ диагностики материала труб магистральных газопроводов позволяет методически обоснованно за 20-30 лет эксплуатации трубопровода, поштучно отделяя от исходного образца анализируемые «элементы» 1, 2, 3, 4 (см фиг.1), провести 50-200 последовательных анализов, и, постепенно используя и обрабатывая накопленные результаты, с помощью современных методов нанотехнологий, прецизионной механической обработки и компьютерных расчетов на атомно-молекулярном уровне получать:The method for diagnosing the material of pipes of main gas pipelines makes it possible to methodically justify for 20-30 years of operation of the pipeline, piecewise analyzing the "elements" 1, 2, 3, 4 (see figure 1) from the original sample, to conduct 50-200 consecutive analyzes, and, gradually using and processing the accumulated results, using modern methods of nanotechnology, precision mechanical processing and computer calculations at the atomic-molecular level, obtain:

- С0(х, t) - распределение концентрации водорода, растворенного на интересующей нас глубине х от внутренней поверхности газоопровода в любой момент времени после начала эксплуатации.- C 0 (x, t) is the distribution of the concentration of hydrogen dissolved at a depth of interest to us x from the inner surface of the gas pipeline at any time after the start of operation.

Глубина диффузии и распределение концентрации атомов водорода вдоль оси х очень медленно меняются со временем согласно уравнению нестационарной диффузии (второму закону Фика),The diffusion depth and the distribution of the concentration of hydrogen atoms along the x axis very slowly change with time according to the equation of non-stationary diffusion (Fick's second law),

Постоянная диагностика этих параметров позволяет постоянно контролировать прочностные параметры материала газопровода и предсказывать момент наступления катастрофических последствий.Constant diagnostics of these parameters allows you to constantly monitor the strength parameters of the gas pipeline material and predict the onset of catastrophic consequences.

Результаты компьютерной обработки получаемых текущих измерений, характеризующих процесс наводораживания материала трубы, могут стать составной частью данных для комплексного анализа и прогноза технического состояния линейной части магистрального газопровода.The results of computer processing of the current measurements characterizing the process of hydrogen distillation of the pipe material can become an integral part of the data for a comprehensive analysis and forecast of the technical condition of the linear part of the main gas pipeline.

Claims (1)

Способ определения остаточного ресурса металла магистрального газопровода, заключающийся в том, что вырезают пластины из металла газопровода, например из труб аварийного запаса, проводят их испытание и последующее исследование, по результатам которого определяют остаточный ресурс материала магистрального газопровода, отличающийся тем, что вырезают не менее 3-х пластин, одну из которых используют в качестве эталонного образца, а другие устанавливают внутрь магистрального газопровода в местах, доступных для периодического доступа, например на газоперекачивающих станциях, далее в период проведения планово-предупредительного ремонта извлекают одну из пластин, снимают с ее поверхности, обращенной внутрь газопровода, слой толщиной 0,1-0,12 от толщины пластины и проводят анализ распределения концентрации атомов водорода по толщине в эталонном и полученном элементе извлеченной пластины с определением коэффициента диффузии атомов водорода, при следующем планово-предупредительном ремонте исследованную пластину возвращают назад внутрь трубы газопрповода, а другую пластину извлекают и аналогичным образом срезают последующий слой толщиной 0,1-0,12 от толщины пластины и проводят анализ в полученном элементе пластины распределения концентрации атомов водорода с определением коэффициента диффузии атомов водорода, и таким образом последовательно, повторяя описанные операции, определяют зависимость изменения концентрации атомов водорода по толщине пластин от момента начала эксплуатации газопровода и на основании полученных результатов определяют прочностные параметры материала трубы газопровода, на основании которых определяют остаточный ресурс материала магистрального газопровода. The method for determining the residual resource of the metal of the main gas pipeline, which consists in cutting plates from the metal of the gas pipeline, for example, from emergency reserve pipes, testing and subsequent research, which determine the residual resource of the material of the gas pipeline, characterized in that at least 3 x plates, one of which is used as a reference sample, and the other is installed inside the main gas pipeline in places accessible for periodic access, for example an example at gas pumping stations, then during the preventive maintenance period one of the plates is removed, a layer 0.1-0.12 thickness from the plate thickness is removed from its surface facing the gas pipeline and the distribution of the concentration of hydrogen atoms over the thickness in the reference is analyzed and the obtained element of the extracted plate with the determination of the diffusion coefficient of hydrogen atoms, at the next scheduled preventive repair, the studied plate is returned back inside the gas pipe, and the other plate remove and similarly cut off the next layer 0.1-0.12 thickness from the plate thickness and analyze the distribution of the concentration of hydrogen atoms in the resulting plate element to determine the diffusion coefficient of hydrogen atoms, and thus, sequentially repeating the described operations, determine the dependence of changes in the concentration of atoms hydrogen by the thickness of the plates from the moment the gas pipeline begins to operate and on the basis of the results obtained determine the strength parameters of the gas pipe material, based on and which determine the residual resource of the main gas pipeline material.
RU2008129420/06A 2008-07-21 2008-07-21 Procedure for evaluation of remaining life of gas main metal RU2391601C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129420/06A RU2391601C2 (en) 2008-07-21 2008-07-21 Procedure for evaluation of remaining life of gas main metal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129420/06A RU2391601C2 (en) 2008-07-21 2008-07-21 Procedure for evaluation of remaining life of gas main metal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008129420A RU2008129420A (en) 2010-01-27
RU2391601C2 true RU2391601C2 (en) 2010-06-10

Family

ID=42121516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008129420/06A RU2391601C2 (en) 2008-07-21 2008-07-21 Procedure for evaluation of remaining life of gas main metal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2391601C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817261C1 (en) * 2023-12-18 2024-04-12 Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Method of determining residual life of ceramic and metal materials

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526593C1 (en) * 2013-02-20 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Гипрониигаз" Forecasting specified life of all-welded ball valve body

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817261C1 (en) * 2023-12-18 2024-04-12 Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Method of determining residual life of ceramic and metal materials

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008129420A (en) 2010-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Soliman et al. Life-cycle management of fatigue-sensitive structures integrating inspection information
EP2941640A1 (en) Probabilistic modeling and sizing of embedded flaws in nondestructive inspections for fatigue damage prognostics and structural integrity assessment
US20120125108A1 (en) Quantitative acoustic emission non-destructive inspection for revealing, typifying and assessing fracture hazards
Guan et al. Life time extension of turbine rotating components under risk constraints: A state-of-the-art review and case study
RU2436103C1 (en) Method for prognosis of resource of objects of higher hazard
Wu et al. Grey relational analysis of static tensile properties of structural steel subjected to urban industrial atmospheric corrosion and accelerated corrosion
Zvirko et al. Non-destructive evaluation of operated pipeline steel state taking into account degradation stage
RU2536783C1 (en) Method of determining operating life of metal of pipeline
RU2391601C2 (en) Procedure for evaluation of remaining life of gas main metal
Zárate et al. Deterministic and probabilistic fatigue prognosis of cracked specimens using acoustic emissions
JP2015081901A (en) Nuclear facilities soundness evaluation method and nuclear facilities soundness evaluation system
RU2730541C1 (en) Method for prediction of pipeline failure rate
JP2018040771A (en) Life diagnosis method of bearing component, life diagnosis device of bearing component, and life diagnosis program of bearing component
RU2413195C1 (en) Procedure for determination of remaining life of pipelines
Mayrbaurl Wire test results for three suspension bridge cables
RU2545321C1 (en) Method of non-destructive estimation of critical changes of metal technical state
Zou et al. Methodologies for crack initiation in welded joints applied to inspection planning
JP6430220B2 (en) Structure life diagnosis method and structure life diagnosis apparatus
RU2221231C2 (en) Procedure establishing residual life time of metal of main pipe-line
Soliman Life-cycle management of civil and marine structures under fatigue and corrosion effects
ElBatanouny Implementation of acoustic emission as a non-destructive evaluation method for concrete structures
Wanninayake et al. Life evaluation of critical members of steel bridges located in different atmospheres
Molent et al. Verification of an airframe fatigue life monitoring system using ex-service structure
RU2795665C1 (en) Method for determining the residual life of machine parts
RU2691751C1 (en) Method of determining limit state of material of main gas pipelines

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140722