Математичне моделювання росту корозійно- механічних тріщин у нафтопроводі з урахуванням гідроударів і зміни характеристик його матеріалу в процесі експлуатації

O. Ye. Andreykiv, I. Ya. Dolinska

Анотація


Побудовано математичну модель для визначення періоду докритичного росту тріщини в трубі нафтопроводу за дії постійного внутрішнього тиску і гідроударів, а також ґрунтової корозії з урахуванням деградації її матеріалу. Модель базується на використанні першого закону термодинаміки – балансу енергетичних складових і швидкостей їхньої зміни, механізмів електрохімічної корозії, а також аналітичних залежностей зміни в часі корозійно-механічних характеристик матеріалу (деградації). Розраховано залишкову довговічність труби нафтопроводу зі сталі Х60.

 

Зразок для цитування: О. Є. Андрейків, І. Я. Долінська, “Математичне моделювання росту корозійно- механічних тріщин у нафтопроводі з урахуванням гідроударів і зміни характеристик його матеріалу в процесі експлуатації,” Мат. методи та фіз.-мех. поля, 64, No. 3, 142–149 (2021), https://doi.org/10.15407/mmpmf2021.64.3.142-149

Translation: O. Ye. Andreykiv, I. Ya. Dolinska, “Mathematical modeling of growth of stress-corrosion cracks in an oil pipeline with regard for hydroshocks and in-service changes in the characteristics of its material,” J. Math. Sci., 278, No. 5, 908–917 (2024), https://doi.org/10.1007/s10958-024-06968-7


Ключові слова


математична модель, ріст корозійно-механічних тріщин, залишкова довговічність, труба нафтопроводу, деградація

Посилання


V. M. Agapkin, B. L. Krivoshein, Methods for the Protection of Pipelines against Failures in Nonstationary Modes [in Russian], VNIIOÉNG, Moscow (1976).

O. E. Andreikiv, O. V. Hembara, O. T. Tsyrul’nyk, L. I. Nyrkova, “Evaluation of the residual lifetime of a section of a main gas pipeline after long-term operation,” Fiz.-Khim. Mekh. Mater., 48, No. 2, 103–110 (2012); English translation: Mater. Sci., 48, No. 2, 231–238 (2012), https://doi.org/10.1007/s11003-012-9497-7

O. E. Andreikiv, I. Ya. Dolins’ka, V. Z. Kukhar, I. P. Shtoiko, “Influence of hydrogen on the residual service life of a gas pipeline in the maneuvering mode of operation,” Fiz.-Khim. Mekh. Mater., 51, No. 4, 59–66 (2015); English translation: Mater. Sci., 51, No. 4, 500–508 (2016), https://doi.org/10.1007/s11003-016-9868-6

O. Ye. Andreikiv, I. Ya. Dolins’ka, I. P. Shtoiko, O. K. Raiter, Yu. Ya. Matviiv, “Evaluation of the residual service life of main pipelines with regard for the action of media and degradation of materials,” Fiz.-Khim. Mekh. Mater., 54, No. 5, 33–39 (2018); English translation: Mater. Sci., 54, No. 5, 638–646 (2019), https://doi.org/10.1007/s11003-019-00228-9

O. Ye. Andreikiv, I. Ya. Dolins’ka, N. V. Yavor’ska, “Growth of creep cracks in structural elements under long-term loading,” Fiz.-Khim. Mekh. Mater., 48, No. 3, 12–17 (2012); English translation: Mater. Sci., 48, No. 3, 266–273 (2012), https://doi.org/10.1007/s11003-012-9502-1

L. D. Kudryavtsev, Course of Mathematical Analysis [in Russian], Vol. 1, Vysshaya Shkola, Moscow (1981).

Z. V. Slobodyan, H. M. Nykyforchyn, O. I. Petrushchak, “Corrosion resistance of pipe steel in oil-water media,” Fiz.-Khim. Mekh. Mater., 38, No. 3, 93–96 (2002); English translation: Mater. Sci., 38, No. 3, 424–429 (2002), https://doi.org/10.1023/A:1021738103745

N. I. Tym’yak, O. E. Andreikiv, “Evaluation of crack-growth rate under conditions of simultaneous action of static loading and corrosive media,” Fiz.-Khim. Mekh. Mater., 31, No. 2, 68–74 (1995); English translation: Mater. Sci., 31, No. 2, 219–225 (1996), https://doi.org/10.1007/BF00558642

Transport of Oil by Oil Pipeline in the Ecological Aspect [in Ukrainian], http://4ua.co.ua/ecology/va2ac78a4c53a88421316d37_0.html.

O. T. Tsyrul’nyk, Z. V. Slobodyan, O. I. Zvirko, M. I. Hredil,’ H. M. Nykyforchyn, G. Gabetta, “Influence of operation of Kh52 steel on corrosion processes in a model solution of gas condensate,” Fiz.-Khim. Mekh. Mater., 44, No. 5, 29–37 (2008); English translation: Mater. Sci., 44, No. 5, 619–629 (2008), https://doi.org/10.1007/s11003-009-9138-y

Allentown Explosion Kills 5 People, Including 4-Month-Old Boy, 16-Year-Old Girl, Officials Say — UPDATE; https://www.lehighvalleylive.com/allentown/2011/02/a_number_of_people_missing_aft.html

J. Hu, Y. Tian, H. Teng, L. Yu, and M. Zheng, “The probabilistic life time prediction model of oil pipeline due to local corrosion crack,” Theor. Appl. Fract. Mech., 70, 10–18 (2014), https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2014.04.002

J. Kec, I. Černý, A. Poloch, B. Kyselá, M. Poupa, “Oil transmission pipelines with corrosion defects reinforced by two types of sleeves: comparison efficiency of sleeves,” Procedia Struct. Integr., 37, 598–605 (2022), https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.01.128

H. Niazi, R. Eadie, W. Chen, H. Zhang, “High pH stress corrosion cracking initiation and crack evolution in buried steel pipelines: A review,” Eng. Fail. Anal., 120, 105013 (2021), https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.105013

H. Nykyforchyn, O. Tsyrulnyk, O. Zvirko, “Electrochemical fracture analysis of in-service natural gas pipeline steels,” Procedia Struct. Integr., 13, 1215–1220 (2018), https://doi.org/10.1016/j.prostr.2018.12.250

F. M. Song, “Predicting the mechanisms and crack growth rates of pipelines undergoing stress corrosion cracking at high pH,” Corros. Sci., 51, No. 11, 2657–2674 (2009), https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.06.051

O. Stepova, I. Rassoha, L. Blazhko, O. Hanoshenko, “Calculation of lifetime of steel oil pipelines with the account of corrosive environment affect,” in: V. Onyshchenko, G. Mammadova, S. Sivitska, and A. Gasimov (editors), Proc. of the 2nd Int. Conf. on Building Innovations, ICBI-2019, Ser. Lecture Notes in Civil Engineering, Vol. 73, Springer, Cham (2020), pp. 721–727, https://doi.org/10.1007/978-3-030-42939-3_71

C. Wang, W. Li, Y. Wang, “Remaining lifetime assessment of gas pipelines subjected to stray current interference using an integrated electric-electrochemical method,” Eng. Fail. Anal., 127, 105494 (2021), https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105494

M. Wasim, M. B. Djukic, “External corrosion of oil and gas pipelines: A review of failure mechanisms and predictive preventions,” J. Nat. Gas Sci. Eng., 100, 104467 (2020), https://doi.org/10.1016/j.jngse.2022.104467


Повний текст: PDF

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 3.0 License.