Мета роботи: вивчення закономірностей корозійно-механічної деградації нафтогазопроводів у складних умовах експлуатації з метою коректнішої оцінки їх залишкового ресурсу. Завдання досліджень. 1. Розробка нових та удосконалення (шляхом введення нових, експлуатаційно орієнтованих критеріїв та параметрів) існуючих методик випробовувань на міцність, довговічність, живучість та безпеку; подальший розвиток та удосконалення схем і алгоритмів оцінки експлуатаційних ризиків. 2. Вивчення закономірностей низькотемпературної корозійної повзучості сталі трубопроводу та її впливу на несучу здатність. 3. Теоретико-експериментальне дослідження деформаційної поведінки сталі трубопроводу при укладанні на дно моря. 4. Вивчення корозійної деградації несучих елементів морських гідротехнічних споруд. 5. Дослідження електрохімічної поведінки сталі трубопроводу в основних типах ґрунтових електролітів. 6. Теоретико-експериментальні дослідження живучості сталі трубопроводів на повітрі та у корозійно активних середовищах і розробка способів її прогнозування. 7. Дослідження швидкості і характеру корозійно-механічної деградації нафтогазопроводів у експлуатаційних середовищах. 8. Розвиток наукових основ Концепції забезпечення безпеки та надійності трубопровідних систем. Проведення гармонізації національних нормативних документів з вимогами європейських стандартів та запровадження їх на підприємствах нафтогазового комплексу України. ЗМІСТ ВСТУП 4 1. СУЧАСНИЙ СТАН ПРОБЛЕМИ ТА ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ ДОСЛІДЖЕННЯ 13 1.1. Перспективи та тенденції розвитку морського трубопровідного транспорту 13 1.2. Навантаження та впливи на несучі елементи морських трубопроводів 15 1.3. Аналіз нормативних методів розрахунку морських трубопроводів на міцність і стійкість 18 1.3.1. Розрахунок трубопроводів на внутрішній тиск 20 1.3.2. Розрахунок трубопроводів на чисте зминання від зовнішнього тиску 28 1.3.3 Розрахунок трубопроводів на локальне зминання 35 1.3.4. Розрахунок трубопроводів на лавинне зминання 45 1.3.4.1 Методи розрахунку 46 1.3.5 Основні принципи вибору товщини стінки морського газопроводу 47 1.3.6 Дослідження глибоководних трубопроводів на зминання 48 1.3.7 Методи розрахунку несучої здатності глибоководних трубопроводів при їхньому укладанні на дно моря 53 1.3.7.1 Напружено-деформований стан трубопроводів, що укладаються на дно моря S-методом 54 1.4. Зниження міцності конструкцій морських трубопроводів при низькочастотному навантаженні 58 1.5 Механіка корозійного руйнування морських трубопроводів 66 1.6 Аналіз основних причин розгерметизації підземних трубопроводів 74 1.7 Екологічні проблеми нафтогазового комплексу 80 1.8 Вплив аварій нафтогазопроводів на довкілля 84 2. МЕТОДОЛОГІЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ДЕФОРМАЦІЇ ТА РУЙНУВАННЯ ТРУБОПРОВІДНИХ СИСТЕМ 102 2.1 Методика корозійних випробовувань 111 2.1.1 Електрохімічне визначення швидкості корозії з допомогою поляризаційних кривих 113 2.2. Методологія оцінки експлуатаційних ризиків 117 3. КОРОЗІЯ МОРСЬКИХ ГІДРОТЕХНІЧНИХ СПОРУД 131 3.1. Результати корозійних випробовувань 137 4. ДЕФОРМАЦІЙНІ ЕФЕКТИ ПРИ УКЛАДАННІ ТРУБОПРОВОДІВ 146 5. ЖИВУЧІСТЬ ТРУБОПРОВІДНИХ СИСТЕМ 164 5.1. Живучість основного металу та зварних з'єднань трубопроводів на повітрі 164 5.2. Живучість основного металу та зварних з'єднань трубопроводів у корозійно-активних середовищах 173 5.3. Використання діаграм живучості при оцінці експлуатаційних ризиків на газонафтопроводах 179 6. ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ АСПЕКТИ КОРОЗІЙНИХ ПРОЦЕСІВ НА ТРУБОПРОВОДАХ 189 6.1. Електрохімічна поведінка сталі трубопроводу 191 6.2. Кінетика електродного потенціалу сталі трубопроводу 196 7. КОРОЗІЙНА ДЕГРАДАЦІЯ НАФТОГАЗОПРОВОДІВ 219 7.1. Низькотемпературна корозійна повзучість сталі трубопроводів 222 7.2. Закономірності корозійної деградації сталі трубопроводу 233 ВИСНОВКИ 266 ДОДАТКИ 269 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 291