Метою дисертаційної роботи є встановлення критеріїв тріщиностійкості в сталях магістральних газонафтопроводів під час їх циклічного деформування в робочих корозійно-агресивних середовищах. Для досягнення поставленої мети слід було вирішити наступні задачі. 1. Вивчення впливу низки експлуатаційних чинників на умови корозійно-втомного руйнування сталей газонафтопроводів. 2. Дослідження методу внутрішнього тертя металів з метою використання його для оцінювання ступеня деградації трубних сталей. Вивчити вплив деградації трубних сталей на зміну внутрішнього тертя в цих сталях. 3. Вивчення впливу експлуатаційної деградації та легування рідкоземельними металами на періоди зародження і поширення втомних тріщин трубних сталей. 4. Проведення порівняльної оцінки корозійно-механічних властивостей різних зон вихідного та ремонтного зварних з'єднань трубної сталі 17Г1С. 5. Розроблення та впровадження у газонафтову галузь нових методів і засобів для встановлення технічного стану трубних сталей тривалої експлуатації. Об'єкт дослідження. Процес руйнування магістральних газонафтопроводів, іщо реалізується шляхом зародження та поширення втомних тріщин під дією експлуатаційних чинників. Предмет дослідження. Закономірності змін тріщиностійкості трубних сталей під час їх циклічного деформування у водних робочих середовищах. ЗМІСТ Вступ 5 1 Аналіз літературних джерел на тему дослідження властивостей трубних сталей магістральних газонафтопроводів 10 1.1 Загальна характеристика магістральних газонафтопроводів України та аналіз їх робочого стану 10 1.2 Сучасні тенденції досліджень корозійно-втомних руйнувань сталей газонафтопроводів 14 1.3 Характеристика сталі газонафтопроводів 19 1.4 Зміна властивостей трубних сталей магістральних газонафтопроводів під час тривалої експлуатації 28 1.5 Деякі основні поняття та положення теорії корозійно-втомного руйнування сталей трубопроводів 36 1.6 Вибір напрямів досліджень 46 2 Матеріали та методика досліджень 50 2.1 Вибір матеріалів досліджень 50 2.2 Методика корозійних досліджень 52 2.3 Статичні випробування на розтяг 52 2.4 Динамічні випробування на ударну в'язкість 53 2.5 Методика експериментального визначення Кс (Кіс) 55 2.6 Методика оцінки циклічної тріщиностійкості трубних сталей 57 2.7 Методика проведення досліджень з корозійного і водневого розтріскування сталей 65 2.8 Електрохімічні дослідження 66 2.9 Методика дослідження внутрішнього тертя 67 2.10 Установка для реалізації технологічного процесу електрошлакового переплавлення сталей 70 2.11 Мікроструктурні дослідження 74 2.12 Висновки до розділу 2 75 3 Вплив експлуатаційних чинників на корозійно-втомне руйнування сталей магістральних газонафтопроводів 77 3.1 Вплив асиметрії циклу на характер поширення втомних тріщин в сталях газонафтопроводів 78 3.2 Залежність трищіностійкості трубних сталей від частоти циклічного навантаження 81 3.3 Циклічна тріщиностійкість трубної сталі 17Г1С за різних форм циклів навантаження 83 3.4 Температурні залежності кінетики росту втомних тріщин трубної сталі 17Г1С 84 3.5 Вплив товщини зразків на кінетику росту втомних тріщин в сталі ППС 86 3.6 Вплив експлуатаційних перевантажень на тріщиностійкість трубної сталі 17Г1С 91 3.7 Дослідження залежностей росту корозійно-втомних тріщин в трубній сталі 17Г1С з врахуванням напружено-деформованого стану зразка і системи "сталь-середовище" 94 3.8 Оцінювання деградації трубної сталі 17Г1С методом внутрішнього тертя 96 3.9 Висновки до розділу 3 99 4 Вплив експлуатаційної деградації та легування рідкоземельними металами на періоди зародження та поширення втомних тріщин трубних сталей 101 4.1 Вивчення мікромеханізму зародження втомних тріщин трубних сталей 102 4.2 Вплив експлуатаційної деградації та робочих середовищ на періоди зародження та поширення втомних тріщин трубних сталей 105 4.3 Електроннофрактографічний аналіз зламів зразків підданих втомному поширенню тріщини в неексплуатованій та експлуатованій сталі 17Г1С 108 4.4 Вплив температури випробувань на періоди зародження та поширення трущин трубних сталей 109 4.5 Вплив добавок рідкоземельних металів на циклічну тріщиностійкість трубної сталі 17Г1С 112 4.6 Висновки до розділу 4 116 5 Порівняльна оцінка корозійно-механічних властивостей різних зон вихідного та ремонтного зварних з' єднань трубної сталі 17Г1С 118 5.1 Аналіз зруйнованого аварією зварного шва 119 5.2 Мікроструктура зварних з'єднань 120 5.3 Механічні властивості різних зон 33 сталі 17Г1С 122 5.4 Статична тріщиностійкість зварних з'єднань 125 5.5 Циклічна тріщиностійкість зварних з'єднань 127 5.6 Корозійна стійкість зварних з'єднань трубної сталі 17Г1С 129 5.7 Вплив наводнювання на механічні характеристики зварних з'єднань сталі 17Г1С 131 5.8 Структурно-хімічна неоднорідність зварних з'єднань 136 5.9 Вплив попереднього пластичного деформування та наводнювання на тріщиностійкість зварних з'єднань магістральних трубопроводів 138 5.10 Висновки до розділу 5 140 Висновки 142 Список використаних джерел 145 Додатки 160