Акустико-эмиссионная диагностика коррозионно-механической повреждаемости объектов из низколегированной стали тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Соколкин Александр Викторович

АКУСТИКО-ЭМИССИОННАЯ ДИАГНОСТИКА КОРРОЗИОННО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ОБЪЕКТОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ

Специальность 01.04.01 Приборы и методы экспериментальной физики

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата Физико-математических нэук

Екатеринбург 2003

Работа выполнена на кафедре Электрофизики ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ».

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор физико-математических наук, профессор Чолах С.О.; кандидат физико-математических наук, с.н.с. Иевлев И.Ю.

доктор технических наук, профессор, заслуженный изобретатель РФ, лауреат государственной премии РФ по науке и технике Минаев В.И.;

кандидат физико-математических наук,

с.н.с. Бархатов В.А.

Институт машиноведения УрО РАН

Защита состоится 28 ноября 2003 года в 1500 на заседании диссертационного совета К 212.285.01 при ГОУ ВПО «Уральский

государственный технический университет - УПИ» в ауд._.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО УГТУ-

УПИ.

Ваш отзыв в одном экземпляре, заверенный гербовой печатью, просим направить по адресу: 620002, Екатеринбург, Мира, 19, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, учёному секретарю университета, тел. (3432) 448-574. Автореферат разослан 27 октября 2003 года.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук, доцент У Кононенко Е.В.

1&41?

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Коррозия металла под воздействием агрессивной среды в условиях постоянно действующих механических напряжений часто является причиной выхода из строя и даже внезапного разрушения несущих металлоконструкций крупных и ответственных инженерных сооружений, эксплуатируемых длительный период (20 и более лет). Значительные экономические потери и экологический ущерб вызывают повышенный интерес к проблеме познания природы явления, выдвигают задачу проведения дальнейших научных исследований и развития эффективных методов диагностики процесса коррозии непосредственно на объекте в процессе его эксплуатации.

Как показывает анализ состояния современных физических методов неразрушающего контроля, в настоящее время для решения указанной задачи наибольшая перспектива просматривается в использовании метода акустической эмиссии (АЭ). Дело в том, что процесс коррозионного растрескивания под напряжением (КРН) сопровождается, как известно, излучением акустических сигналов, обнаружение которых и расшифровка составляют основу диагностирования, т.е. суть метода АЭ. Важно при этом особо подчеркнуть, что эффект АЭ при КРН возникает без приложения к объекту контроля дополнительной внешней испытательной нагрузки, что во всех других случаях применения метода АЭ является, как правило, обязательным (а иногда трудновыполнимым) условием.

Однако, несмотря на то, что факт связи КРН с излучением АЭ достаточно хорошо известен по лабораторным исследованиям ряда металлов, остается немало существенных и нерешенных вопросов, препятствующих продвижению метода АЭ в практику контроля инженерных сооружений. Главные из них можно сгруппировать следующим образом:

Во-первых, отсутствуют приемлемые с точки зрения использования современной аппаратуры критерии оценки сигналов АЭ, по которым можно

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

отличить источники, связанные с КРН, от акустических сигналов иного происхождения, которые составляют, как принято говорить, шумовой фон (вопрос об информативных параметрах АЭ).

Во-вторых, полное отсутствие сведений о расчетах акустического тракта конкретных объектов, делающих возможным перенесение данных лабораторных исследований в практику натурных испытаний (вопросы о затухании сигнала, возможных траекториях и скоростях распространения сигнала по объекту, преобразовании волн на границах раздела сред и сварных соединениях).

И, наконец, отсутствие единого методологического алгоритма, выраженного в руководящих документах, утвержденных и согласованных в установленном порядке (вопросы фильтрации акустических шумов, способы и уровни нагружения, общие критерии оценки результатов контроля).

Настоящая работа представляет собой попытку комплексного решения перечисленных вопросов применительно к такому типу объектов, как вертикальные стальные резервуары (РВС) для хранения нефти и нефтепродуктов. РВС изготавливаются из низколегированной стали 09Г2С, а их дншца, находящиеся постоянно под действием агрессивной среды и механических нагрузок, является одним из основных факторов снижения эксплуатационной надежности из-за высокой коррозионной повреждаемости. Наличие большого парка РВС в России и оптимизация расходов предприятий на его содержание в рабочем состоянии диктует необходимость применения методик раннего предупреждения аварийных ситуаций без вывода технических устройств из эксплуатации и ведёт к повышению их экономически рациональной эксплуатации на опасных производственных объектах.

Цель работы. На основе проведения лабораторных исследований АЭ характеристик коррозионно-механического разрушения стали 09Г2С; теоретических расчетов акустического тракта объекта контроля; экспериментов по моделированию процессов прохождения и затухания упругих волн, учитывающих особенности конструкции и эксплуатации объекта, разработать

методику АЭ диагностики коррозионно-механической повреждаемости и прогнозирования остаточного ресурса днищ РВС для нефти и нефтепродуктов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Определены информативные параметры АЭ, позволяющие для низколегированной стали 09Г2С отличить более активный коррозионно-механический процесс от менее активного. Установлено, что более активный процесс сопровождается регистрацией сигналов АЭ с большей длительностью и суммарным счетом при незначительном росте амплитуды.

2. Впервые теоретически рассчитан акустический тракт системы АЭ контроля днищ РВС для возможных путей распространения волн АЭ по объекту. Приведены количественные оценки потерь сигнала АЭ для различных траекторий.

3. Разработана научно обоснованная технология АЭ контроля дншц РВС для нефти и нефтепродуктов.

4. Впервые экспериментально получена эмпирическая зависимость средней активности источников АЭ от скорости локальной коррозии для резервуаров товарной нефти объемом 10000 м3, которая является основой вероятностной оценки состояния дншца и прогнозирования сроков возможной дальнейшей эксплуатации или последующего АЭ контроля.

Практическая ценность и реализация результатов работы

На основе лабораторных исследований коррозионно-механического разрушения низколегированных сталей, теоретических и экспериментальных исследований основных закономерностей распространения волн Лэмба по днищу РВС в диапазоне частот (/) и толщин (А), удовлетворяющих условию уй=0,15 мм-МГц, изучения опыта АЭ диагностики днищ резервуаров и промышленных экспериментов был разработан методический документ «Технология АЭ контроля днищ РВС для нефти и нефтепродуктов», успешно применяемый на нефтяных месторождениях ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз». Подход к оценке днищ РВС в зависимости от коррозионной

активности источников АЭ позволяет без дополнительного нагружения в эксплуатационных условиях оперативно выявлять места с сильными коррозионными повреждениями. Разработанный методологический подход к АЭ диагностике днищ может быть применён для резервуаров различной вместимости и технологического назначения. Апробация результатов работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: конференциях научно-технического творчества молодёжи ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз» (Мегион, 1997, 2002); 1-м семинаре пользователей «Приборы и технологии фирмы Physical Acoustics Corporation» (Москва, 2001); 3-й Международной конференции «Диагностика трубопроводов» (Москва, 2001); 23 Уральской конференции «Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами» (Тюмень, 2003), Публикации

По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, из них 4 статьи в академических рецензируемых изданиях и 3 публикации в трудах конференций (в том числе международных). Структура и объём работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 208 наименований, и приложения. Основная часть диссертации изложена на 173 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка и 9 таблиц. Автор защищает:

1. Результаты лабораторных исследований параметров АЭ при коррозионно-механическом процессе разрушения низколегированной стали 09Г2С.

2. Результата исследования в лабораторных условиях процесса излучения, трансформации и приема волн Лэмба на модели резервуара.

3. Методику расчета акустического тракта системы АЭ контроля дншц РВС и проведенные оценки потерь при различных путях распространения сигналов АЭ.

4. Найденную экспериментальным путем эмпирическую зависимость средней активности источников АЭ от скорости локальной коррозии для резервуаров объемом 10 ООО м3.

5. Технологию АЭ контроля днищ РВС для нефти и нефтепродуктов.

6. Проведенную оценку чувствительности метода АЭ по обнаружению коррозионных трещин при контроле днищ РВС.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы, определена цель работы, отражены научная новизна и практическая ценность полученных результатов, представлены защищаемые положения.

Первая глава содержит литературный обзор, касающийся вопросов применения АЭ для диагностирования коррозионных процессов. Приведены и проанализированы характеристики механизмов влияния коррозионных сред, особенности коррозионной повреждаемости и причины отказов резервуаров, современные методы и средства диагностирования состояния днищ РВС, основы использования метода акустической эмиссии. Проанализированы опыт АЭ исследования коррозионных процессов и использование АЭ доя оценки состояния днищ РВС.

Основываясь на физических предпосылках и преимуществах метода АЭ, а также опыте исследований коррозионных процессов в различных материалах, сделан вывод о перспективности применения АЭ для решения задач диагностики коррозионно-механических повреждений металлов и сплавов. При этом до сих пор нет устойчивых и надёжных критериев сравнения при АЭ диагностике коррозионных процессов многих металлов, в том числе и низколегированных сталей. Результатов описанного в литературе экспериментального материала явно недостаточно.

Анализ публикаций, посвящённых АЭ контролю днищ РВС, показывает, что к оценке состояния днищ по результатам регистрируемой АЭ относятся достаточно осторожно в силу отсутствия связи параметров получаемых АЭ сигналов и характеризующих объект параметров состояния. Однако эффективность применения метода АЭ в производственных условиях диктует необходимость изучения АЭ характеристик сталей, применяемых для РВС, при коррозионном разрушении для более обоснованного методологического подхода к проведению АЭ диагностики и интерпретации результатов контроля.

На основании анализа литературного обзора и поставленной цели исследования были сформулированы задачи работы:

1. Провести экспериментальные исследования АЭ закономерностей коррозионно-механической повреждаемости низколегированной стали 09Г2С.

2. Определить представительные АЭ показатели диагностирования процесса коррозии для низколегированной стали 09Г2С.

3. Провести лабораторные исследования процесса излучения, трансформации и приема волн Лэмба на модели резервуара.

4. Выполнить расчёт акустического тракта системы АЭ контроля днищ РВС.

5. Разработать научно обоснованные рекомендации по применению метода АЭ для идентификации кинетики коррозионной повреждаемости и оценки состояния повреждённых днищ РВС по регистрируемой АЭ информации.

Вторая глава содержит описание материала, аппаратуры и методов, применяемых для исследования.

В рамках настоящей работы были проведены испытания листовой низколегированной стали 09Г2С, широко применяемой при изготовлении и ремонтах РВС. Использовался комплект аппаратуры Spartan2000 производства фирмы Physical Acoustics Corporation (США) с низкочастотными преобразователями типа R3I (резонансная частота 30 кГц) и программным обеспечением сбора и обработки данных. Выбор типа преобразователя АЭ (ПАЭ) и частотного диапазона обусловлен требованиями к дистанционности

контроля. Используемая компьютерная система АЭ при измерении акустического сигнала описывает каждый сигнал АЭ согласно его амплитуде, числу импульсов, энергии, времени нарастания и длительности.

Поскольку на процесс разрушения при КРН влияет большое число факторов, лабораторные исследования проводили в условиях, максимально приближенных к реальным. АЭ характеристики стали исследовали при инициировании активного КРН процесса за счёт изменения механической нагрузки, среды и временного фактора.

При проведении исследований чувствительности стали 09Г2С к КРН и для определения информативных параметров АЭ при увеличении активности коррозионно-механических процессов за счёт изменения механической нагрузки было выбрано нагружение образцов консольным изгибом. Каждый образец в области максимальных изгибающих напряжений окружала специальная емкость с агрессивной средой.

Сопротивление КРН анализировали по ГОСТ 9.303-95 в 3,5% водном растворе поваренной соли на стандартной рычажной установке при консольном изгибе образца с заранее нанесенной трещиной. Предварительно в середине образца (размером 60x11x7,5 мм) делали У-образный надрез глубиной 2 мм и выращивали усталостную трещину на такую же глубину. Таким образом, общий размер концентратора напряжений был ~ 4 мм, а поперечное эффективное сечение образца в месте концентратора составляло 7x7,5 мм.

Серию экспериментов для определения информативных параметров АЭ проводили на образцах размером 60x10x6 мм, вырезанных из горячекатаного стального листа толщиной 6 мм с ферритно-перлитной структурой. Образцы зажимали в виде горизонтальной консоли стороной размером 6 мм вертикально. В этом случае максимальные напряжения растяжения при изгибе прикладывались к необработанной окисленной поверхности листового образца. В качестве агрессивной среды (РН=3) использовали 3,5% раствор ЫаС1 с добавлением НгБО^ ПАЭ устанавливали на консоль в непосредственной близости от образца.

Для исследования изменений параметров АЭ при увеличении активности коррозионно-механических процессов под действием временного фактора применялись образцы и- образной формы, помещённые в 3,5% раствор №С1 и минерализованную сточную воду, выделяемую из нефти. ПАЭ устанавливали непосредственно на образцы.

В третьей главе представлены результаты лабораторных исследований АЭ характеристик стали 09Г2С при коррозионно-механическом разрушении.

При исследовании коррозионно-статической трещиностойкости специально нанесенная усталостная трещина имитировала концентратор напряжений в поверхностном окисленном слое горячекатаного листа 09Г2С в виде трещин, которые в первую очередь образуются на начальных стадиях КРН. Согласно полученным результатам выдержка до ~ 4000 часов в 3,5% водном растворе ИаС1 снижает разрушающее напряжение стали 09Г2С при изгибе от 746 до 360 МПа. Средняя скорость роста коррозионно-механической трещины в зависимости от приложенного напряжения может меняться от 5,33 до 2,26 мм/год.

Излом разрушенных образцов преимущественно вязкий-чашечный. По всей видимости, сигналы АЭ в процессе вязкого разрушения при КРН формируются как в результате многочисленных локальных «ямочных» или «чашечных» надрывов металла (например, вокруг мелких включений), так и при разрыве «перемычек», соединяющих эти чашки. Можно предположить реализацию-коллективных процессов при нахождении разных «перемычек» в одной и той же стадии развития. Регистрация происходит при сложении когерентных упругих волн от разрыва нескольких «перемычек», сумма которых и воспринимается как отдельный сигнал АЭ.

Для АЭ исследования активности коррозионных процессов при изменении механической нагрузки после добавления агрессивной среды образцы выдерживались 24 часа при различном статическом нагружении. Выполненные исследования показали, что метод АЭ позволяет надёжно регистрировать коррозионно-механическое растрескивание низколегированной

стали 09Г2С. В процессе регистрации АЭ при коррозионно-механическом воздействии можно условно выделить три стадии процесса: начальную; инкубационный период, характеризующийся небольшими значениями скорости счёта; участок с увеличенной скоростью счёта. Регистрация сигналов АЭ показала (рис.1), что для образцов, выдержанных в коррозионной среде 24 часа при разных нагрузках, со временем устанавливается определённая скорость счёта АЭ для каждого значения нагрузки. Причём с ростом нагрузки увеличивается угол наклона прямой, аппроксимирующей график суммарного счёта, а следовательно, возрастает и скорость счёта АЭ. Увеличение интенсивности растворения металла приводит к увеличению количества регистрируемых АЭ сигналов, что может быть также объяснено с точки зрения принципа кооперативное™ при одновременном срабатывании большого числа источников АЭ.

В результате металлографического исследования образцов после проведённых экспериментов было выявлено развивающееся в первую очередь растрескивание и отслаивание окисного слоя, который всегда существует на поверхности горячекатаного листа в стали 09Г2С. Трещины в окисленном поверхностном слое могут служить концентраторами напряжений, и

№10*.

12

ими.

о

3600 Т.с

Рис. 1. Суммарный счёт АЭ образцов стали 09Г2С, выдержанных при разных нагрузках в коррозионной среде 11

дальнейшее коррозионно-механическое повреждение стали может быть связано с развитием этих трещин в глубь образца. Под окисленным слоем в «здоровом» металле наблюдается формирование коррозионных бороздок в направлении, перпендикулярном вектору растягивающих напряжений. Многие коррозионные бороздки проходят через цепочки неметаллических включений. В дальнейшем эти углубления также могут служить зародышами трещин.

Подтверждением связи сигналов АЭ с КРН является факт немедленного прекращения регистрации сигналов АЭ при удалении коррозионной среды с поверхности образца или снятии нагрузки. Такой результат характерен для любого периода выдержки образца. Незначительное уменьшение нагрузки не оказывает существенного влияния на характер АЭ.

Обработка полученных данных в координатах «максимальная амплитуда сигнала АЭ - уровень нагрузки» и «максимальная длительность сигнала АЭ -уровень нагрузки» показала, что с увеличением нагрузки наблюдается сравнительно небольшое увеличение амплитуды сигналов и появление сигналов с большей длительностью, чем при предыдущей нагрузке (рис.2). Амплитуда сигналов АЭ достаточно большая, что позволяет регистрировать их на большом удалении от источников.

Амплитуда, дБ Длительность, мс

о Нагрузка, 6™

0,25 0.57 0,78 0,92 1,01 1,1

Рис. 2. Изменение максимальных длительностей и амплитуд сигналов АЭ от нагрузки при КРН стали 09Г2С

При рассмотрении зависимостей суммарного счёта регистрируемых сигналов АЭ от их амплитуды при разных значениях нагрузки (рис.3) видно, тго при более высокой нагрузке общее число сигналов АЭ увеличилось, причём при том же уровне амплитуды появилось множество сигналов АЭ с большим суммарным счётом. Особенно сильно этот эффект проявляется для высокоамплшудных сигналов АЭ.

И, имп.

N. имп.

И, имп.

Амплитуда, дБ а

Амплитуда, дБ б

тПГ . Амплитуда, дБ

Рис.3. Распределение суммарного счёта сигналов АЭ по их амплитудам при КРН стали 09Г2С при нагрузках 0,57^.- а, 0,925™ - б и 1,015л, - в Совместное рассмотрение рис. 2,3 даёт основание заключить, что более активный коррозионный процесс можно отличить от менее активного по увеличению суммарного счёта сигналов АЭ одновременно с увеличением их длительности.

Лабораторные испытания образцов и- образной формы, помещённых в агрессивную среду, показали, что при регистрации сигналов АЭ за время ~ 1000 часов на экране осциллографа наблюдались низкочастотные дискретные вспышки сигналов на фоне непрерывных высокочастотных. По мере интенсификации характер сигналов АЭ менялся. На начальной стадии процесса регистрировались сигналы, изображённые на рис.4,а. Для последующих стадий характерно увеличение средней длительности сигналов и рост их суммарного счёта (рис.4,б) с небольшой разницей в амплитудах относительно начальной стадии.

Анализ частотных спектров показал, что увеличение суммарного счёта сигналов более активного коррозионного процесса не связано с увеличением их частоты, а является результатом уширения сигналов АЭ.

Амплитуда, 10 мВ/дел. Амплитуда, 10 мВ/дел.

11

I

м 1Ы( м< ь ьЬ и

41 Р «1 1 м

"11 г |Щ н т7 пНп

1 1 I 1 I . ,11 л

Ц I II1 1 '

Т, 0,1 мс/дел Т, 0,1 мс/дел

а - начальная стадия б - последующие стадии

Рис.4. Импульсы, характерные для коррозионно-механического процесса в стали 09Г2С

Четвёртая глава посвящена расчёту акустического тракта системы АЭ контроля днищ РВС.

Основные трудности применения метода АЭ для контроля листовых конструкций связаны с тем, что сигнал АЭ является многомодовым. Волны Лэмба, распространяясь вдоль листа с различными скоростями и интенсивностями, испытывают существенную дисперсию и затухание. Влияние указанных факторов особенно заметно на больших расстояниях, что, как правило, не учитывается в исследованиях и при контроле. В данной главе на основе изучения основных закономерностей распространения волн Лэмба в пластинах проведен расчет акустического тракта для возможных путей распространения волн АЭ по объекту, количественно оценены потери в акустическом тракте и выработаны рекомендации по настройке аппаратуры.

Теоретические исследования основных закономерностей распространения волн Лэмба по днищу РВС в диапазоне частот и толщин, удовлетворяющих условиюуй=0,15 мм-МГц, показывают:

- в днище РВС имеют место только нулевая симметричная 5» и изгибная а0 моды волн Лэмба со скоростями Сбо=5400 м/с Сао=2000 м/с соответственно;

- в процессе распространения волн Лэмба имеют место явления затухания, переизлучения, расхождения, отражения и трансформации волн на неоднородностях днища (сварных соединениях);

- потери в модах Бо и ао, обусловленные поглощением и рассеянием, и потери на переизлучение моды в окружающую среду пренебрежимо малы;

, - мода ао практически полностью переизлучается в окружающую среду на

расстоянии около 100 мм в широком диапазоне углов;

*

< - на больших расстояниях от источника АЭ существенными являются

потери, обусловленные расхождением волн Лэмба в пластине и продольных волн, переизлучаемых в жидкость модой ао, а также явления отражения и преобразования волн Лэмба на сварных соединениях.

В таблице приведены расчетные значения групповых скоростей распространения (С), коэффициентов затухания волн Лэмба (5) и коэффициентов переизлучения в жидкость (8*), соответствующих им расстояний, на которых амплитуда волны убывает в е раз (ге - при отсутствии жидкости, ге* - при наличии жидкости), а также углы переизлучения волн а. Согласно таблице потери в модах Бо и ао, обусловленные поглощением и рассеянием, и потери на переизлучение моды Бо в окружающую среду пренебрежимо малы, тогда как мода ао практически полностью переизлучается ' в окружающую среду на расстоянии около 100 мм в широком диапазоне углов * (±47°).

Скорость, затухание и переизлучение волн Лэмба при 01=0,15 мм-МГц

Тип волны С, м/с 8,1/м Ге,М 8Ж, 1/м геж,м <х,°

Изгибная ао 2000 0,034 30 8 0,125 44

Нулевая симметр. Бо 5400 0,079 125 0,00215 465 15

Продольная в нефти 1400 0,0018 550 - - -

Ввиду больших сложностей, возникающих при моделировании процессов распространения импульсов АЭ на реальном объекте, предложена модель РВС

с сохранением соотношения рабочей частоты/и толщины стенки резервуара А. I Модель резервуара изготовлена из листа жести толщиной стенки й=0,15 мм, при этом для исследований была выбрана рабочая частотаМГц. Диаметр £>

модели резервуара составляет 100 мм при высоте Н~30 мм, что по '

(

соотношению диаметра резервуара к высоте, равному 3,3 раза, соответствует РВС с объемом 10000 м3 (высота и диаметр соотносятся как 1/3). В качестве содержимого использовалось трансформаторное масло. На боковой стенке модели РВС имеется соединение двух листов с нахлестом -1,5 мм, что составляет А«о/4 (четверть длины волны моды 80 на рабочей частоте МГц). Экспериментальные исследования по распространению волн Лэмба, I

проведенные с использованием разработанной модели РВС с сохранением соотношения ^=0,15 мм-МГц, удовлетворительно согласуются с результатами теоретических исследований.

При исследовании явления трансформации (рис. 5) моды Бо на сварных |

швах (соединение внахлест) установлено, что при падении на соединение моды 1 Бо имеют место отраженные волны (Ботр. и трансформированная аоотр) и ' прошедшие волны (!5опр- и трансформированная аопр). Экспериментально оценённые амплитуды сигналов мод Бо и ао после трансформации на I

соединении внахлест показывают, что около 30% амплитуды моды ^ | отражается как мода Боо^., при этом трансформации моды в ао<пр. при '

отражении практически не происходит. При прохождении через соединение внахлест амплитуды прошедшей волны вопр- и трансформированной волны аопр. соотносятся как ~7/3. Таким образом, амплитуда моды Бопр., прошедшей через I соединение, составляет -50% от амплитуды во (коэффициент прозрачности

-► вОатр.

Приемник _Эостр. ИзпУчатель

Рис. 5. Схема эксперимента по исследованию явления трансформации моды во.

моды 8о Б8о=0,5), а амплитуда трансформированной аопР. -20% от амплитуды Бо (коэффициент прозрачности моды ао Вао=0,2).

Расчеты коэффициентов потерь в акустическом тракте системы АЭ контроля днищ проведены для РВС с объемом 5000 м3, схема днища которого представлена на рис. 6.

С учетом отмеченных выше тенденций распространения волн Лэмба в пластинах можно указать несколько возможных путей распространения волн от источника АЭ, расположенного вблизи центра днища РВС (источник АЭ1 на рис.6), к ПАЭ, расположенному на боковой стенке РВС:

1. Волна излучается в виде моды Бо, распространяется по днищу РВС в виде 8о до уторного шва и преобразуется в моду ао, в виде которой и достигает ПАЭ (Рис. 7,а).

2. Волна излучается в виде моды Бо, трансформируется в моду ао на ближайшем к источнику АЭ сварном соединении и переизлучается в окружающую среду. Переизлучение согласно описанным выше расчетам происходит на расстоянии около 11 см. Переизлученная в жидкость под углом 44 градуса продольная волна, расходясь в широком диапазоне углов (±47°), попадает на ПАЭ (рис.7,б).

па:

к \

Уровень

жидкости

Юм

Сварные Источник

соединения АЭ

< .............тЛЬ*

И м

паз

Л ¿к.

\

Уровень жидкости

Юм

Сварные соединения

Источни^

_

§0 1 мара

11м

I- I > -ГТ

Рис. 7. Возможные варианты распространения волн АЭ к ПАЭ

3. Волна излучается в виде моды Бо, трансформируется в моду з^ на ближайшем к ПАЭ сварном соединении, переизлучается в жидкость и достигает ПАЭ (рис. 7,в).

При расчёте коэффициента потерь по первому варианту учитывались потери на затухание (К;), переизлучение (К2) и расхождение (Кз) моды Б0, потери, обусловленные трансформацией моды Бо на сварных соединениях {К4), коэффициент прохождения Бао через уторный шов (К5), а также потери на затухание, переизлучение и расхождение моды ао на пути до ПАЭ (К6-К8) (Рис. 7,а). Формула акустического тракта для данного случая описывается выражением:

Лу ■К1К3К,К}-К,-К,-К, =ехр(гпгя)).ехр№в).| ^ | .руг г) > ^

где гда - расстояние, пройденное модой Бо по днищу РВС, Бво - коэффициент прохождения моды Бо через сварное соединение; п - число преобразований моды Бо в ао на сварных соединениях; г0 - размер источника волн Лэмба в пластине АЭ; г„о - расстояние, пройденное модой ао по боковой стенке РВС.

При расчёте коэффициента потерь по второму варианту учитывались потери на затухание (К;), переизлучение (К2) и расхождение (Кз) моды Бо на расстоянии до первого сварного соединения, коэффициент трансформации моды во в ао на сварном соединении (К4), потери на затухание (К5) и расхождение объемной волны в жидкости (Кб), а также коэффициент, обусловленный ограниченной диаграммой направленности излучателя (АТ7).

Коэффициент потерь был определен по формуле:

К^ =КГК, Кг-К, -К, =ехрЬ5Л)-ехр^га,)-^ ^

где - расстояние, пройденное модой Бо по днищу РВС до первого сварного соединения; г0 - размер источника волн Лэмба в пластине АЭ; Бао -коэффициент преобразования моды Бо в ао при переходе через сварное соединение; гж - расстояние, пройденное продольной волной по жидкости, й- размер области излучения продольной волны в жидкость; Я - радиус

озвучиваемого пятна на расстоянии гж; Аа- относительная амплитуда смещений в направлении ГГАЭ. При расчете акустического тракта по третьему варианту учитывались потери на затухание (К]), переизлучение (К2) и расхождение (К3) моды Бо на расстоянии до последнего сварного соединения, потери, обусловленные трансформацией моды Бо на сварных соединениях (К4), коэффициент трансформации моды 5>о в ао на последнем сварном соединении (АГ5), потери на затухание и расхождение продольной волны в жидкости (Кб и Ку), а также коэффициент, обусловленный ограниченной диаграммой направленности излучателя (Ка). Коэффициент потерь был определен по формуле:

Согласно приведенным расчетам первый путь волн АЭ сопровождается максимальными потерями = -99 дБ) и потому наименее реален. Коэффициенты потерь по двум другим путям распространения имеют меньшие значения и незначительно (не более чем в 3 раза) отличаются друг от друга -92 дБ, АГ£з= -83 дБ). Однако расчеты не учитывают

чувствительность приемника сигналов АЭ к направлению смещений. Если принять во внимание тот факт, что ПАЭ реагирует на вертикальную составляющую смешений (через жидкость передается только нормальная компонента напряжений), то максимальная его чувствительность будет соответствовать продольной волне в жидкости, идущей, практически, по нормали к поверхности. Таким образом, минимальными потерями будет сопровождаться путь волн АЭ по второму варианту.

Об этом свидетельствуют также полученные экспериментальные результаты по определению местоположения источников АЭ. Результаты локализации источников АЭ достаточно хорошо коррелируют с данными визуального контроля при использовании в расчетах скоростей, близких к скорости звука в жидкости. Как следует из рис. 7,6 основное расстояние

волны АЭ проходят по жидкости, а, следовательно, скорость распространения волн АЭ по данному пути близка к скорости в жидкости.

При расположении источника АЭ вблизи окрайки (источник «АЭ2» на рис. 6), что имеет место в большинстве практических случаев, потери при распространении волн существенно меньше. Расчеты по формулам (1) - (3) при указанном расположении источника составляют соответственно -61 дБ (вариант 1) и -38 дБ (варианты 2 и 3 совпадают).

В пятой главе рассмотрены результаты промышленного АЭ контроля дншцРВС.

ч Проведённые промышленные исследования подтвердили

информативность установленных при лабораторных испытаниях сочетания параметров АЭ и скорректировали их в количественном отношении. Эксперименты показали, что на акустически активных участках днищ резервуаров, полученных по результатам АЭ контроля, при осмотрах с внутренней стороны выявляются места с сильными коррозионными повреждениями и другими дефектами.

Приводятся результаты сравнительных опытов по установке ПАЭ на окрайки днища и на вертикальную стену РВС, результаты предварительных экспериментов на РВС различного технологического назначения при разных нагрузках для установления критериев выбора уровня взлива. На основании проведённых экспериментов предложены общие принципы подготовки и проведения АЭ контроля днищ РВС. у По результатам проведённых АЭ диагностик днищ РВС с

последующим проведением визуального осмотра и нивелировок предложен новый методологический подход для качественной оценки состояния дншц РВС в зависимости от коррозионной активности источников АЭ, который позволяет без дополнительного нагружения в эксплуатационных условиях оперативно выявлять места с сильными коррозионными повреждениями и другими дефектами.

Для оценки степени повреждаемости дншц и прогнозирования возможного отказа необходимо иметь зависимость данных АЭ от скорости коррозии. Отнесение источников АЭ к определённому классу производится на основании полученных опытным путём на однотипных резервуарах, эксплуатирующихся в одинаковых технологических режимах, зависимостей скорости коррозии от активности источников АЭ. На рис. 8 приведена эмпирическая зависимость усреднённой активности источников АЭ от скорости локальной коррозии для резервуаров товарной нефти объемом 10000 м3, которая получена автором в результате сопоставления количества зарегистрированных сигналов АЭ от источников активных коррозионных процессов в одном кластере со скоростью коррозии конкретного локального коррозионного повреждения. Скорость коррозии о определялась по формуле: -6

о =

(4)

где 5про - первоначальное значение толщины; 8- значение толщины в момент обследования; т - время эксплуатации резервуара в годах.

При повторном обследовании скорость локальной коррозии определялась из отношения разности значений глубины измеренного

И 0,05 0,1 0,3 0,5

Скорость коррозии,мм/год

Рис. 8. Зависимость усреднённой активности источников АЭ от скорости язвенной коррозии для резервуаров товарной нефти объемом 10000 м3

локального коррозионного повреждения и предыдущего измерения к периоду эксплуатации между двумя осмотрами с внутренней стороны. Приведённая зависимость носит условный характер и предназначена для проведения вероятностной оценки состояния днища, прогнозирования срока возможной дальнейшей эксплуатации и периода последующего АЭ контроля.

Для оценки эффективности использования метода АЭ для контроля днищ РВС было проведено сопоставление амплитуды смещений в упругих волнах, излучаемых источником АЭ, с порогом обнаружения регистрирующей аппаратуры. Расчёт производился в предположении, что амплитуда смещений в волнах Лэмба при прочих равных условиях не меньше смещений в рэлеевской волне, а амплитуда импульса АЭ определяется площадью 8, образовавшейся в результате скачка поверхности, и скоростью роста трещины V. Коррозионную язву представляли совокупностью ямок (чашечных изломов), площадью поперечного сечения 5яшси~10"3 мм2 (по данным количественных фрактограмм). Используя результаты промышленного контроля днищ РВС (АЭ активность, глубину и диаметр язвы), а также экспериментально установленную скорость коррозии язвы по глубине, рассчитывали поперечный размер (глубину чашечного излома) Ак для различных коррозионных язв. Чашечный излом моделировали источником, возникающим под действием радиально распределенных горизонтальных сип. Амплитуда смещений в волне, излучаемой таким источником, определяется площадью боковой поверхности, образованной при изломе. С учетом рассчитанных в главе 4 коэффициентов потерь -90 дБ для источника АЭ1 и -40 дБ для источника АЭ2 (см. рис. 6) и предположении, что амплитуда смещений должна - в 5 раз превышать порог обнаружения АЭ аппаратуры (5-10~14м), проведена оценка чувствительности использования метода АЭ для контроля днищ РВС. Установлено, что обнаружение коррозионных трещин возможно, если коэффициент потерь составляет не более 2-Ю-4 раз (72 дБ). Указанные

потери реализуются на пути источник АЭ - три близлежащих к источнику ПАЭ.

На основе подхода к оценке дншц РВС в зависимости от коррозионной активности источников АЭ разработан методический документ «Технология АЭ контроля дншц РВС для нефти и нефтепродуктов», где источники делятся на 4 класса.

На рис.9,10 представлены результаты промышленного АЭ контроля по указанной технологии (координаты даны относительно центра днищ).

На рис.9,а приведены данные, полученные при диагностировании РВС объемом 10000 м3. После выделения сигналов, характерных для активных коррозионных процессов, получены три акустически активные зоны (рис.9,б). В зоне 1 (координаты Х- 8,8 и У= 7,1) и зоне 2 (координаты Х= -1,8 и У= 12,0) классифицировались источники АЭ 4 класса (значительные

Рис. 9. Данные АЭ диагностики дншца РВС 10000 м3 с сильными коррозионными повреждениями (а- местоположение всех источников АЭ; б- местоположение источников АЭ с параметрами, характерными для активных коррозионных процессов)

5 I

повреждения),а в зоне 3 (координаты Х= 9,2 и У= -7,0) - источник 3 класса (серьёзные повреждения). По результатам визуального контроля в зоне 1 обнаружена коррозионная язва диаметром до 48 мм и глубиной до 4,2 мм (с прилегающими к ней участками с отсутствием покрытия и глубиной повреждений до 1,5 мм); в зоне 2 обнаружена коррозионная язва диаметром до 35 мм и глубиной до 3,4 мм; в зоне 3 (около приемно-раздаточного патрубка) обнаружен участок протяжённостью до 2 м и шириной до 1 м с коррозионными повреждениями до 1,7 мм. В зонах ПАЭ №6,7,8 выявлены участки с нарушением изоляционного покрытия и небольшим уменьшением толщины основного металла (до 0,7 мм). Около центра днища (ближе к ПАЭ №8,9) выявлен «хлопун», который проявлял слабую акустическую активность в местах нарушения изоляционного покрытия (рис. 9,а) и не имел сильных коррозионных повреждений, что подтверждает отсутствие в этой

Рис. 10. Данные АЭ диагностики дншца РВС с повышенным напряжённо - деформированным состоянием отдельных участков (а- местоположение всех источников АЭ; б- местоположение источников АЭ с выбранными параметрами, характерными для активных коррозионных процессов).

зоне сигналов, характерных для активных коррозионных процессов.

На рис. 10 приведены данные, полученные при диагностировании РВС объемом 5000 м3. АЭ контроль проводился при гидравлических испытаниях после капитального ремонта с полной заменой днища. Наблюдалась значительная активность источников АЭ (рис.10,а). После обработки данных и выделения сигналов, характерных для активных коррозионных процессов, активные зоны не выделяются (рис. 10,6), что свидетельствует о правильности выбранных параметров. Поскольку резервуар эксплуатировался с подтоварной водой на естественном основании, было высказано предположение о развитии неравномерной осадки основания из-за его неоднородности и размыва несущего слоя при сквозном повреждении днища коррозией до проведения ремонта. Результаты нивелировки подтвердили это предположение. Зарегистрированную АЭ активность днища можно объяснить наличием участков с повышенным напряжённо-деформированным состоянием, которые в зоне действия растягивающих усилий инициировали коррозионный процесс.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. На основе исследования кинетики коррозионно-механической повреждаемости низколегированной стали 09Г2С методом АЭ установлено, что для активного коррозионного процесса характерно увеличение суммарного счета сигналов АЭ одновременно с увеличением их длительности без существенного изменения амплитуды.

2. Рассчитан акустический тракт системы АЭ контроля днищ РВС. Показано, что минимальными потерями сопровождается следующий путь волн АЭ от источника к приемнику - волна излучается в виде моды 8о, трансформируется в моду ао на ближайшем к источнику АЭ сварном соединении, переизлучается в окружающую среду в широком диапазоне углов и достигает приемника АЭ. Скорость распространения волн АЭ по данному пути близка к скорости в жидкости, что подтверждается

экспериментальными данными по локализации источников АЭ. При этом потери для источника АЭ, расположенного вблизи окрайки РВС, составляют около 40 дБ, а для источника, расположенного вблизи центра днища РВС объемом 5000 м3, около 90 дБ.

3. Проведен оценочный расчёт чувствительности метода АЭ для контроля днищ РВС. Установлено, что обнаружение коррозионных трещин возможно, если коэффициент потерь составляет не более 2-10^ раз (72 дБ). Указанные потери реализуются на пути источник АЭ - три близлежащих к источнику ПАЭ.

4. Предложена и экспериментально обоснована гипотеза о возможности прогнозирования функциональной работоспособности днищ РВС по статистически устанавливаемой зависимости данных АЭ от скорости коррозии. По результатам осмотров днищ после проведенных диагностических работ получена эмпирическая зависимость средней активности источников АЭ от скорости локальной коррозии для резервуаров объемом 10000 м3.

5. Разработан и согласован с органами Госгортехнадзора методический документ «Технология АЭ контроля днищ РВС для нефти и нефтепродуктов», который успешно применяется на нефтяных месторождениях ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз». Разработанный методологический подход к АЭ диагностике днищ может быть применен для резервуаров различной вместимости и технологического назначения.

Основные результаты диссертации отражены в следующих работах:

1. Исследование акустико-эмиссионных характеристик стали 09Г2С при коррозионно-механическом разрушении / A.B. Соколкин, Ю.И. Филиппов, В.В. Сагарадзе, И.Ю. Иевлев, С.О. Чолах // ФММ. 2003. т.96, вып.4.

»184 7 5 l 84(5

2. К расчёту акустического тракта для акустико-эмиссионного контроля ' дншц стальных вертикальных резервуаров/ О.В. Недзвецкая, Г.А. Буденков, А.В. Соколкин, И.Ю. Иевлев // 23 Уральская региональная конференция «Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами»: Тез. докл. Тюмень. 2003. С.37.

3. К расчёту акустического тракта для акустико-эмиссионного контроля днищ стальных вертикальных резервуаров / О.В. Недзвецкая, Г.А. Буденков, А.В. Соколкин, И.Ю. Иевлев // Дефектоскопия. 2003. №10. С.55-66.

4. Соколкин А.В., Иевлев И.Ю., Чолах С.О. Опыт применения метода акустической эмиссии для контроля днищ вертикальных сварных резервуаров для нефти и нефтепродуктов // Дефектоскопия. 2002. №12. С.43-51.

5. Соколкин А.В., Иевлев И.Ю., Чолах С.О. Перспектива применения метода акустической эмиссии для контроля дншц резервуаров для нефти и нефтепродуктов // Дефектоскопия. 2002. №2. С. 44-47.

6. Соколкин А.В., Шульгатый C.B. Контроль структурной целостности дншц РВС методом акустической эмиссии // 3-я Международная конференция «Диагностика трубопроводов»: Тез. докл. М. 2001. С. 220.

7. Соколкин А.В., Шульгатый C.B. Практическое применение акустико-•шиееионного метопа неразрушаюшего контроля на объектах ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз» // 1-й семинар пользователей «Приборы и технологии фирмы Physical Acoustics Corporation»: Тез. докл. M. 2001. С.151.

Подписано в печать 20.10.2003 Формат 60-841/16

Бумага писчая Офсетная печать Усл. П.л. 1,48

Уч.-изд. л.1,17 Тираж 100 Заказ 264 Бесплатно

Ризография научно-исследовательской части ГОУ ВПО УГТУ-УПИ

620002, Екатеринбург,УГТУ-УПИ, ул. Мира, 19

Введение.

Глава 1. Проблема диагностирования коррозионно-механической повреждаемости металлических сооружений.

1.1. Эксплуатация РВС в условиях воздействия коррозионно-активных сред.

1.1.1. Общая характеристика механизмов влияния коррозионных сред.

1.1.2. Особенности коррозионной повреждаемости РВС и анализ причин отказов.

1.2. Современные физические методы диагностирования состояния днищ РВС.

1.3. Коррозионные процессы как источник сигналов

1.4. Обоснование и постановка задачи исследования.

Глава 2. Материалы, аппаратура и методы, применяемые для исследования.

2.1. Используемые материалы.

2.2. Аппаратура, применяемая для регистрации и анализа АЭ.

2.3. Методы испытаний.

Выводы к Главе 2.

Глава 3. Исследования АЭ характеристик стали 09Г2С при коррозионно - механическом разрушении.

3.1. Исследования коррозионно - статической трещино-стой кости.

3.2. АЭ при увеличении активности коррозионных процессов с изменением механической нагрузки.

3.3. АЭ при увеличении активности коррозионных процессов под действием временного фактора. i Выводы к Главе 3.

Глава 4. Расчёт акустического тракта системы АЭ контроля днищ РВС.

4.1. Волны Лэмба, основные закономерности распространения по РВС.

4.2. Экспериментальное моделирование процесса распространения волн Лэмба по РВС.

4.3. Расчет потерь в акустическом тракте.

Выводы к Главе 4.

Глава 5. Промышленный АЭ контроль днищ РВС.

5.1. Процедура подготовки и проведения АЭ контроля днищ

5.2. Особенности интерпретации полученных данных и оценки состояния днищ РВС по результатам АЭ контроля.

5.3. Чувствительность метода АЭ при контроле днищ РВС.

Выводы к Главе 5.

В настоящее время снижение аварийности при эксплуатации оборудования является приоритетной задачей технической политики предприятий, эксплуатирующих опасные производственные объекты. Без достоверного прогнозирования, планирования работ и затрат по содержанию и техническому обслуживанию, надзору за состоянием и ремонту сооружений невозможна безопасная и экономически рациональная их эксплуатация.

Низколегированные конструкционные стали отечественного производства (09Г2С, 10ХСНД, 15ХСНД и др.) и их зарубежные аналоги (ST52, ST37) имеют более высокие механические и лучшие технологические свойства по сравнению с углеродистыми сталями. Поэтому они находят широкое применение при изготовлении несущих металлоконструкций крупных инженерных сооружений, мостов, горнотранспортных машин и других объектов, эксплуатируемых длительный период (20 и более лет) в условиях повышенных динамических нагрузок, колебаний температур, наличия атмосферных осадков и агрессивных коррозионных сред.

Коррозионные разрушения материала под воздействием агрессивной среды в различных областях промышленности часто являются причиной разрушения важных промышленных конструкций, что может иметь катастрофические последствия, как для обслуживающего персонала, так и для окружающей среды. В развитых странах прямые потери от коррозии достигают 4,2% от стоимости валового общественного продукта [71,81,163,166]. Значительные экономические потери и экологический ущерб вызывают повышенный интерес к проблеме познания природы явления, выдвигают задачу проведения дальнейших научных j исследований и развития эффективных методов дистанционной диагностики процесса коррозии непосредственно на объекте в процессе его эксплуатации.

Как показывает анализ состояния современных физических методов неразрушающего контроля (НК) в настоящее время для решения указанной задачи наибольшая перспектива просматривается в использовании метода акустической эмиссии (АЭ). Дело в том, что процесс коррозионного растрескивания под напряжением (КРН) сопровождается, как известно, излучением акустических сигналов, обнаружение и расшифровка которых составляют основу диагностирования, т.е. суть метода АЭ. Важно при этом особо подчеркнуть, что эффект АЭ при КРН возникает без приложения к объекту контроля дополнительной внешней испытательной нагрузки, что во всех других случаях применения метода АЭ является, как правило, обязательным (а иногда трудновыполнимым) условием.

Однако, несмотря на то, что факт связи КРН с излучением АЭ достаточно хорошо известен по лабораторным исследованиям ряда металлов, остается немало существенных и нерешенных вопросов, препятствующих продвижению метода АЭ в практику контроля инженерных сооружений. Главные из них можно сгруппировать следующим образом:

Во-первых, отсутствуют приемлемые с точки зрения использования современной аппаратуры критерии оценки сигналов АЭ, по которым можно отличить источники, связанные с КРН, от акустических сигналов иного происхождения, которые составляют, как принято говорить, шумовой фон (вопрос об информативных параметрах АЭ).

Во-вторых, полное отсутствие сведений о расчетах акустического тракта конкретных объектов, делающих возможным перенесение данных лабораторных исследований в практику натурных испытаний (вопросы о затухании сигнала, возможных траекториях и скоростях распространения сигнала по объекту, преобразовании волн на границах раздела сред и сварных соединениях).

И, наконец, отсутствие единого методологического алгоритма, выраженного в руководящих документах, утвержденных и согласованных в установленном порядке (вопросы фильтрация акустических шумов, способы и уровни нагружения, общие критерии оценки результатов контроля).

Настоящая работа представляет собой попытку комплексного решения перечисленных вопросов применительно к такому типу объектов как резервуары вертикальные стальные (РВС) для хранения нефти и нефтепродуктов. РВС изготавливаются из низколегированной стали 09Г2С, а их днища, находящиеся постоянно под действием агрессивной среды и механических нагрузок, являются одним из основных факторов снижения эксплуатационной надежности из-за высокой коррозионной повреждаемости.

Опыт эксплуатации стальных резервуаров показывает, что внутренняя поверхность, как правило, подвергается равномерной и язвенной коррозии. Скорость равномерной коррозии составляет 0,041,1 мм/год. Скорость язвенной коррозии превышает равномерную в 36 раз и может достигать 4-5 мм/год [80]. Такие скорости коррозионных процессов сокращают межремонтные сроки эксплуатации РВС, которые не превышают 2-3 лет [26], а в некоторых случаях межремонтные сроки составляют лишь 1 год. При этом расходы на ремонт могут составлять от 20 до 80% капитальных затрат на строительство объектов.

К наиболее тяжелым последствиям приводит коррозия днища и нижних поясов РВС, контактирующих со слоем подтоварной воды Появление даже одиночного сквозного поражения приводит к утечке хранимого продукта, размыву основания и уменьшению устойчивости резервуара [18]. Отказы в виде утечки нефтепродуктов являются наиболее часто встречающимися дефектами эксплуатируемых резервуаров. Как показывает практика эксплуатации РВС, такие дефекты не повышают риска потери полной работоспособности, но приносят ощутимые потери. Ущерб при отказах в виде утечек, характеризуемый снижением качества функционирования, определяется потерей нефти (или нефтепродуктов) и стоимостью восстановительных работ. Экологический ущерб от отказов РВС (даже без учета восстановительных расходов) может составлять двадцатикратную стоимость самих конструкций [127]. Данные о величинах потерь приведены в работе [64]. При утечке жидкости со скоростью 2 капли в секунду ежемесячные потери составляют до 130 литров, а при утечке капля-струя 200 литров. Струя, текущая из отверстия диаметром 2,5 мм при давлении 0,1 МПа, приводит к потере до 25000 литров в месяц, а при диаметре 4,8 мм - 40000 литров в месяц. В этой связи актуальной задачей является оперативное выявление мест эксплуатационного износа днищ РВС без вывода его из эксплуатации.

При эксплуатации резервуаров течи на стенке выявляются без особого затруднения и быстро устраняются. Течи на днище являются трудно обнаруживаемыми и наиболее опасными отказами. Если информацию о толщине листов стенки резервуара можно получить при обследовании посредством ультразвуковой толщинометрии (хотя толщина листа в ограниченном количестве отдельно взятых точек не характеризует его качество), то днище РВС эксплуатируется до проведения осмотра с внутренней стороны в условиях интенсивной коррозии внутренней поверхности при фактическом отсутствии контроля, а значит и информации об его состоянии. В условиях хранения качественных нефтепродуктов износ резервуара в наибольшей степени определяется именно процессами образования эксплуатационных дефектов в днищах. Единственной информацией для днищ резервуаров в периоды между проведениями осмотров с внутренней стороны может быть лишь отсутствие или наличие содержимого РВС около его основания, что может свидетельствовать о вероятности утечки.

Очистка РВС от донных отложений - дорогостоящий процесс. По данным работы [169] затраты на очистку одного РВС в США могут превышать 1 млн. дол.

С точки зрения экономии денежных средств для предприятий-владельцев резервуаров перспективным направлением [147] при контроле днищ РВС для нефти и нефтепродуктов является применение метода АЭ. АЭ контроль днищ позволяет оперативно выявлять места их эксплуатационного износа, обеспечивать более надежную работу РВС, определять очерёдность вывода резервуаров из эксплуатации для очистки от донных отложений для проведения осмотра с внутренней стороны и избежать неоправданных затрат по очистке РВС, находящихся в относительно хорошем состоянии.

Наличие большого парка РВС в России и оптимизация расходов предприятий на его содержание в рабочем состоянии диктует необходимость применения методик раннего предупреждения аварийных ситуаций без вывода технических устройств из эксплуатации и ведёт к повышению их экономически рациональной эксплуатации на опасных производственных объектах.

Цель диссертационной работы: На основе проведения лабораторных исследований АЭ характеристик коррозионно-механического разрушения стали 09Г2С; теоретических расчетов акустического тракта объекта контроля; экспериментов по моделированию процессов прохождения и затухания упругих волн, учитывающих особенности конструкции и эксплуатации объекта, разработать методику АЭ диагностики коррозионно-механической повреждаемости и прогнозирования остаточного ресурса днищ РВС для нефти и нефтепродуктов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Определены информативные параметры АЭ, позволяющие для низколегированной стали 09Г2С отличить более активный коррозионно-механический процесс от менее активного. Установлено, что более активный процесс сопровождается регистрацией сигналов АЭ с большей длительностью и суммарным счётом при незначительном росте амплитуды.

2. Впервые теоретически рассчитан акустический тракт системы АЭ контроля днищ РВС для возможных путей распространения волн АЭ по объекту. Приведены количественные оценки потерь сигнала АЭ для различных траекторий.

3. Разработана научно обоснованная технология АЭ контроля днищ РВС для нефти и нефтепродуктов.

4. Впервые экспериментально получена эмпирическая зависимость средней активности источников АЭ от скорости локальной коррозии для резервуаров товарной нефти объемом 10000 м3, которая является основой вероятностной оценки состояния днища, прогнозирования сроков возможной дальнейшей эксплуатации или последующего АЭ контроля.

Практическая ценность и реализация результатов работы

На основе лабораторных исследований коррозионно-механического разрушения низколегированных сталей, теоретических и экспериментальных исследований основных закономерностей распространения волн Лэмба по днищу РВС в диапазоне частот (f) и толщин (/?), удовлетворяющих условию f/?=0,15 мм МГц, изучения опыта АЭ диагностики днищ резервуаров и промышленных экспериментов, был разработан методический документ «Технология АЭ контроля днищ РВС для нефти и нефтепродуктов», который успешно применяется на нефтяных месторождениях ОАО <5Славнефть-Мегионнефтегаз». Подход к оценке днищ РВС в зависимости от коррозионной активности источников АЭ позволяет без дополнительного нагружения в эксплуатационных условиях оперативно выявлять места с сильными коррозионными повреждениями. Разработанный методологический подход к АЭ диагностике днищ может быть применён для резервуаров различной вместимости и технологического назначения.

Апробация результатов работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: конференциях научно-технического творчества молодёжи ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз» (Мегион, 1997, 2002); 1-м семинаре пользователей «Приборы и технологии фирмы Physical Acoustics Corporation» (Москва, 2001); 3-й Международной конференции «Диагностика трубопроводов» (Москва, 2001); 23 Уральской конференции «Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами» (Тюмень, 2003).

Публикации

По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, из них 4 статьи в академических рецензируемых изданиях и 3 публикации в трудах конференций (в том числе международных).

Структура и объём работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 208 наименований и приложения. Основная часть диссертации изложена на 173 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка и 9 таблиц.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. Исследована кинетика коррозионно-механической повреждаемости низколегированной стали 09Г2С методом АЭ. Получены данные о характере и параметрах сигналов АЭ при коррозионных процессах. Выполненные исследования показали, что метод АЭ позволяет надёжно регистрировать коррозионно-механическое растрескивание низколегированной стали 09Г2С.

2. Определены информативные параметры сигналов АЭ при КРН стали 09Г2С. К характерным АЭ проявлениям коррозионно-клеханического процесса можно отнести регистрацию сигналов АЭ с большой длительностью, реализующихся пакетами с большим числом импульсов (суммарным счётом сигнала АЭ). Установлено, что активный коррозионный процесс отличается от менее активного по увеличению суммарного счёта сигналов АЭ одновременно с увеличением их длительности при небольшой разнице в амплитудах относительно начальной стадии. Амплитуды сигналов АЭ при коррозионном процессе стали 09Г2С достаточно большие, что позволяет регистрировать сигналы от коррозии на большом удалении от источников.

3. Произведён расчёт акустического тракта системы АЭ контроля днищ РВС. Показано, что минимальными потерями сопровождается следующий путь волн АЭ к приемнику - волна излучается в виде моды S0, трансформируется в моду а0 на ближайшем к источнику АЭ сварном соединении и переизлучается в окружающую среду в широком диапазоне углов и достигает приемника АЭ. Скорость распространения волн АЭ по данному пути близка к скорости в жидкости, о чем свидетельствуют экспериментальные данные по локализации источников АЭ. При этом потери для источника АЭ, расположенного вблизи окрайки РВС составляют около 40 дБ, а для источника, расположенного вблизи центра днища РВС - около 90 дБ.

4. Проведённые промышленные эксперименты подтвердили информативность установленного сочетания параметров АЭ, объективно отражающих особенности коррозионного процесса низколегированной стали 09Г2С и скорректировали их в количественном отношении.

5. Проведен оценочный расчёт чувствительности метода АЭ для контроля днищ РВС. Установлено, что обнаружение коррозионных трещин возможно, если коэффициент потерь составляет не более 2-10" раз (72 дБ). Указанные потери реализуются на пути источник АЭ - три близлежащих к источнику ПАЭ.

6. Разработан новый методологический подход к проведению АЭ диагностики и качественной оценки состояния днищ РВС в зависимости от коррозионной активности источников АЭ.

7. На основе статистического подхода к АЭ диагностике днищ РВС по выявлению дефектов коррозионного происхождения было высказано и экспериментально обосновано предположение о возможности прогнозирования функциональной работоспособности днищ РВС по статистически устанавливаемым признакам, соответствующим поведению сигналов АЭ, сопутствующих процессу коррозионного разрушения. По результатам осмотров днищ после проведенных диагностических работ получена эмпирическая зависимость средней активности источников АЭ от скорости локальной коррозии для резервуаров объемом 10000 м3, которая предназначена для проведения вероятностной оценки состояния днища, прогнозирования срока возможной дальнейшей эксплуатации и периоде последующего АЭ контроля.

8. Практическая ценность результатов диссертационной работы подтверждается согласованной с Госгортехнадзором методикой «Технология АЭ контроля днищ РВС для нефти и нефтепродуктов», разработанной на основе результатов проведённых исследований, которая успешно применяется на нефтяных месторождениях ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз». Разработанный методологический подход к АЭ диагностике днищ может быть применён для резервуаров различной вместимости и технологического назначения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обеспечение надёжности и качества крупногабаритных сооружений на стадиях их эксплуатации невозможно без широкого использования технических средств диагностирования, развитие которых относится к числу важнейших направлений научно -технического прогресса. Коррозионное разрушение является одной из наиболее распространенных причин отказов объектов, изготовленных из низколегированных сталей. Для. днищ РВС экономически рациональным путем экологически безопасной эксплуатации представляется применение метода АЭ для оценки их состояния по регистрируемой АЭ информации. Установление связей между параметрами источника АЭ и характеристиками порождаемых ими акустических сигналов является основой эффективного использования метода АЭ.

1. Ажогин Ф.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей,- М.: Металлургия, 1974, 256 с.

2. Акимов Г.В. Теория и методы исследования коррозии металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1945, 414 с.

3. Акустико-эмиссионная диагностика конструкций/ Серьёзное АН., Степанова Л.Н., Муравьёв В.В. и др.- М.: Радио и связь,2000,- 280 с.

4. Акустическая эмиссия и её применение для неразрушающего контроля в ядерной энергетике/ Под ред. К.Б. Вакара.- М.: Атомиздат,1980,- 216 с.

5. Андрейкив А.Е., Лысак Н.В. Метод акустической эмиссии в исследовании процессов разрушения,- Киев: Наукова думка, 1989.-176 с.

6. Афонская Г.П., Николаева А.А., Прохоров В.А., Филиппов В В. Систематизация и моделирование отказов сооружений для хранения нефтепродуктов. Якутск: ЯГУ, 1997. - 50 с. (Деп. В ВИНТИ, 01.06.98,- №1702. - В 98).

7. Бакулин А.В., Попов В.И. Акустическая эмиссия при анодном оксидировании алюминия и титана// Защита металлов, 1985, 6, № 6, с. 824-827.

8. Баранов В.М. Акустические измерения в ядерной энергетике.-М.: Атомиздат, 1990.-320 с.

9. Баранов В.М., Губина Т.В. Исследование акустических шумов при коррозии металлов// Техника радиационного эксперимента. М.: Атомиздат, 1981, Вып. 9, с. 55-61.

10. Баранов В.М., Губина Т.В. Применение акустической эмиссии для исследования и контроля коррозионных процессов. М.: МИФИ, 1990.-72 с.

11. Баранов В.М., Кудрявцев Е.М., Сарычев Г.А., Щавелин В.М. Акустическая эмиссия при трении. М.: Энергоатомиздат, 1998.-256 с.

12. Баранов В.М., Молодцов К.И. Акустико-эмиссионные приборы ядерной энергетики. М.:Атомиздат,1980,- 142 с.

13. Бартенев О.А., Фадеев Ю.И. Применение акустической эмиссии в механических испытаниях (Обзор)// Заводская лаборатория, 1991, №1, с. 34-39.

14. Беляев Б.И., Корниенко B.C. Причины аварий стальных конструкций и способы их устранения. М.: Госстрой издат, 1968. -206с.

15. Березин В. Л. и др. Об эксплуатационной надежности нефтезаводских резервуаров.// В кн. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. Труды НИИ Транснефть. -М.: Недра, 1965, Вып. IV

16. Березин В.Л., Мацкин А.А., Гумеров А.Г., Ясин Э.М. Вопросы эксплуатационной надежности резервуаров на нефтеперерабатывающих заводах. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1971.

17. Березин В.Л., Шутов В.Е. Прочность и устойчивость резервуаров. М.: Недра, 1973. - 200 с.

18. Билецкий С.М., Барвинко Ю.П., Голинько В.М. Барвинко А.Ю. Ремонт металлоконструкций сварных цилиндрических резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов после их длительной эксплуатации// Автоматическая сварка.- 1995, №6, с. 48-52.

19. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973.344 с.

20. Буденков Г.А., Котоломов А.Ю., Недзвецкая О. В. Использование волн Рэлея для контроля стресс-коррозионных повреждений трубопроводов методом акустической эмиссии// Дефектоскопия, 2000, № 10, с. 71-78.

21. Василенко И.И., Мелехов Р.К. Коррозионное растрескивание сталей,- Киев: Наукова думка, 1977. 264 с.

22. Венгерцев В.А., Егоров Е.А., Загоскин В.Н. Повышение эксплуатационной надежности резервуаров// Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1990, Вып.6, с.51.

23. Венгерцев В.А., Уколов B.C., Лисафин В.П., Челяк А.Р. Анализ отказов резервуаров на предприятиях по обеспечению нефтепродуктами// НТИС. Научно-производственные достижения нефтяной промышленности в новых условиях хозяйствования, 1989, Вып.6, с. 3-4.

24. Веревкин СИ., Ржавский Е.Л. Повышение надежности резервуаров, газгольдеров и их оборудования. М.: Недра, 1980.

25. Викторов И.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М.: Наука, 1981. - 288 с.

26. Викторов И. А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. - 168 с.

27. Гайдамак В.В., Березин В.Л., Бородавкин П.П., Ясин Э.М. Надежность нефтепроводов, прокладываемых в неоднородных грунтах. М.: ВНИИОЭНГ, 1975.

28. Галеев В. Б. Напряженно-деформированное состояние резервуаров, построенных на слабых переувлажненных грунтах: Дисс. докт. техн. наук. Тюмень, 1987. - 668 с.

29. Глазов Н.П., Уткин В.К. Защита стальных резервуаров от внутренней коррозии. Тематический обзор. М. ЦНИИТЭнефтехим, 1973. - 82 с.

30. Гольцов В.А., Ищенко Н.А. Акустическая эмиссия при образовании в стали дефектов водородного происхождения. -Физ.-хим. механика материалов, 1983, 19, №4, с.92-95.

31. Горицкий В.М., Гречишкин В.И. Техническое диагностирование стальных сварных резервуаров с использованием УЗК иметода магнитной памяти металла// Безопасность труда в промышленности. 2000, № 2, с: 41-43.

32. Горкунов Э.С., Драгошанский Ю.Н., Хамитов В.А., Шевнин В.М. Магнитоупругая акустическая эмиссия в ферромагнитных материалах//Дефектоскопия, 2001, №12, с. 3-30.

33. Горюнов А.А., Сосковец А.В. Обратные задачи рассеяния в акустике М.: Изд-во МГУ, 1989,- 256 с.

34. ГОСТ 18442-80. Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования. М.: Издательство стандартов, 1987.-26 с.

35. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1990.-14 с.

36. ГОСТ 21105-87. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. М.: Издательство стандартов, 1987 -22 с.

37. ГОСТ 27655-88 Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения. М.: Издательство стандартов, 1987.-14 с.

38. ГОСТ 9.903-95. Стали и сплавы высокопрочные. Методы ускоренных испытаний на коррозионное растрескивание.- М.: Изд-во стандартов, 1995.- 22 с.

39. Гранатурова Л.П., Кесельман Г.С., Челпанов П.И. Некоторые сведения об утечках нефти через коррозионные повреждения сооружений и оборудования.// Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. М.: ВНИИОЭНГ, 1976, 310, с.31-32.

40. Грешников В.А., Дробот Ю.А. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий.- М.: Изд-во стандартов, 1976,- 272 с.

41. Гринченко В.Т., Мелешко В.В. Гармонические колебания и волны в упругих телах. Киев: Наукова думка, 1981. - 284 с.

42. Гуменюк В.А., Сульженко В.А., Яковлев А.В. Современные возможности и тенденции развития акустико-эмиссионного метода// В мире неразрушающего контроля, 2000, №3(9), с.8-12.

43. Гусев О.В. Акустическая эмиссия при деформировании монокристаллов тугоплавких металлов,- М.: Наука, 1982.-108 с.

44. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии.-М.: Металлургия, 1974,- 238 с.

45. Дадонов Ю.А., Мокроусов С.Н., Лисин Ю.В., Демин A.M. Обеспечение промышленной безопасности и надёжности эксплуатации резервуарных парков нефтепроводной системы ОАО АК «Транснефть»// Безопасность труда в промышленности, 2001, №2, с. 18-19.

46. Добромыслов Л.Н. Анализ аварий промышленных зданий и инженерных сооружений// Промышленное строительство, 1990, №9, с. 9-10.

47. Дробот Ю.Б. и др. Акустическое контактное течеискание.- М.: Машиностроение, 1989,- 120 с.

48. Дробот Ю.Б., Лазарев A.M., Однопозов Л.Ю., Хрусталев А.Ф. АЭ при коррозионном растрескивании стали 08Х18Н10Т. -Защита металлов, 1980, 16, №1, с. 49-51.

49. Дробот Ю.Б., Лазарев A.M. Применение акустической эмиссии для обнаружения и оценки усталостных трещин (Обзор)// Дефектоскопия, 1979, №9, с. 21-25.

50. Друченко В.А., Новаковский В.М., Чирва А.К., Хануков Н.А., Бердников A.M. О микроакустике коррозионных процессов. -Защита металлов, 1977, 13, с.281.

51. Егоров Е.А. Метод оценки надежности листовых конструкций, подверженных воздействию агрессивной среды/ Повышение коррозионной стойкости строительных конструкций. Караганда, 1987.

52. Егоров Е.А., Фоменко Д.С. Прогноз изменения прочностных характеристик основного металла и сварных соединений стальных резервуаров, подверженных коррозии. Киев, УкрНИИНТИ, 1987.

53. Егоров Е.А., Фоменко Д.С. Совершенствование методики технической диагностики больших резервуаров, подверженных коррозии/ Повышение эффективности строительства// Сб. научн. труд. Киев, 1988.

54. Егоров Н.Н., Харитонов А.В. Отражение сдвиговых нормальных волн от искусственных поверхностных трещин в листовом прокате//Дефектоскопия, 1979, № 9, с.21-25.

55. Ермолов И.Н. Контроль ультразвуком: Краткий справочник. -М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1992. 86 с.

56. Жарков К.В., Меркулов J1.Г., Пигулевский Е.Д. Затухание нормальных волн в пластине со свободными границами// Акустический журнал, 1964, Т.Х., Вып. 2., с. 163-166.

57. За нерациональное использование топлива придётся отвечать по закону// Якутия 1998, 4 февраля.

58. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии: Справочник рабочего/ Саакиян Л.С., Ефремов А.П., Соболева И .А. и др. М.: Недра, 1985,- 206 с.

59. Иванов В.И., Белов В.М. Акустико-эмиссионный контроль сварки и сварных соединений,- М.: Машиностроение, 1981184 с.

60. Иванов В.И. Применение метода акустической эмиссии для неразрушающего контроля и исследования материалов (обзор основных проблем и задач)//Дефектоскопия, 1980, №5, с. 6584.

61. Иванов Н.Д. Эксплуатационные и аварийные потери нефтепродуктов и борьба с ними. П.: Недра, 1968. - 180 с.

62. Иванов С.Н., Гузиков Б.Н., Плаксин Ю.В., Ковнер И.О. О безопасной эксплуатации и ремонте резервуаров// Промышленное и гражданское строительство, 1996, № 7, с.21-24.

63. Иванов Ю.К., Коновалов П.А., Мангушева Р.А., Сотников С.Н. Основания и фундаменты резервуаров. М.: Стройиздат, 1989,- 95 с.

64. Исима Т. Исследование причин аварий при хранении нефти в резервуарах на предприятиях фирмы "Мицубиси Сэкию"/ Перевод с японского языка из журнала "Добоку Сэко", 1975, т. 16, №9, с.93-94.

65. Каскевич Н.М. Коррозия стальных резервуаров/ Борьба с коррозией в нефтегазовой промышленности. М.: ВНИИОЭНГ, 1969. -108 с.

66. Каскевич Н.М. Расположение очагов коррозии на стальных резервуарах для нефти.// Промышленное строительство, 1968, №11, с. 15-17.

67. Кириллов Е.А., Панов В.И., Богданов А.А., Лях Л.В., Волков В В., Иевлев И.Ю., Лаптев В.В. Использование акустико-эмиссионного контроля сварки на ПО «Уралмаш»// Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций, 1986, вып.З, с.91-94.

68. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение.- М.: Мир, 1984. -624с.

69. Колотыркин Я.М. Успехи и задачи теории коррозии// Защита металлов, 1981, №1, с. 660-673.

70. Корниенко B.C., Поповский Б.В. Сооружение резервуаров. -М.: Стройиздат, 1971,- 224 с.

71. Коррозия и защита химической аппаратуры/ Под ред. Л.М.Сухотина, А.В.Шнейдера, Ю.И.Арчакова. Л. - Химия, 1974, Т.9, Нефтеперерабатывающая и химическая промышленность. - 576 с.

72. Коррозия конструкционных материалов в водоохлаждающих реакторах/ Воган Д.А., Фанн Д.И., Петерсен С.Л. и др. М.: Атомиздат, 1965.-274 с.

73. Коррозия под напряжением/ Петров Л.Н. К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986,- 142 с.

74. Коррозия: Справочник/ Под ред. Л.Л. Шрейера.- М.: Металлургия, 1981.- 632 с.

75. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику: Учеб. пособие. М.: Наука, 1984. - 400 с.

76. Крауткремер И., Крауткремер Г. Ультразвуковой контроль материалов. Справочник/ Пер. с нем.- М.: Металлургия, 1991.752 с.

77. Кривошапкин В.Б. Методы определения ущерба от коррозии за рубежом. Изв. вузов. Металлургия, 1985, №4, с. 60-64.

78. Кузнецов В.В., Кандаков Г.П. Проблемы отечественного резервуаростроения// Промышленное строительство, 1995, №5, с. 17-19.

79. Кузнецов Н.С. Теория и практика неразрушающего контроля изделий с помощью акустической эмиссии.- М.: Машиностроение, 1998.-96 с.

80. Курибаяси Кадзухико, Киси Тзруо, Возникновение и распространение импульсов акустической эмиссии. Киндзоку, 1977, т.47, №6, с.43-47 (пер. с японского).

81. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости,- М.: Наука, 1965.-204 с.

82. Лихтман В.И., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Физико-химическая механика материалов.- М.: Изд-во АН СССР, 1962.-302 с.

83. Лыков М.В. Защита от коррозии резервуаров, цистерн, тары и трубопроводов для нефтепродуктов бензостойкими покрытиями,-М.: Химия, 1978.

84. Люблинский Е.Я. Что нужно знать о коррозии. Л. Лениздат, 1980. - 192 с.

85. Любушкин ВВ. Исследование осадки основания и напряженного состояния днища стального вертикального резервуара. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Уфа, 1979, с. 229.

86. Лямшев Л.М. Отражение звука тонкими пластинками и оболочками в жидкости. М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 73 с.

87. Маричев В.А., Розенфельд И.Л. Современное состояние исследований в области коррозионного растрескивания// Коррозия и защита от коррозии,- М., 1978,- с. 264.

88. Маричев В.А. Современные представления о водородном охрупчивании при замедленном разрушении// Защита металлов, 1980, №5,- с. 531-543.

89. Матвиенко А.Ф., Сагарадзе В.В., Ю.И.Филиппов и др. Коррозионное растрескивание под напряжением сталей магистральных газопроводов. О взаимосвязи механических свойств и сопротивления КРН // ФММ, 1998, т.86, вып.2, с. 148155.

90. Меркулов Л.Г. Затухание нормальных волн в пластинах, находящихся в жидкости// Акустический журнал, 1964, Т.Х., Вып. 2., с. 206-211.

91. Меркулов Л.Г., Рохлин С.И. Дифракция волн Лэмба в пластине на полубесконечном разрезе// Дефектоскопия, 1969, № 4, с.24-36.

92. Меркулов Л.Г., Рохлин С.И. Прохождение волн Лэмба через участок пластины с расслоением// Дефектоскопия, 1970, № 3, с. 13-22.

93. Меркулов Л.Г., Фирсов И.П. Рассеяние симметричной волны Лэмба в пластине с неровными поверхностями// Дефектоскопия, 1968, № 5, с. 22-29.

94. Меркулов Л.Г., Харитонов А.В., Чмарькова М.И. Отражение нормальных волн в пластинах от искусственных дефектов и свободного края// Дефектоскопия, 1968, № 4, с. 41-47.

95. Мерсон Д.Л., Выбойщик М.А., Панюков Д.И. Применение метода акустической эмиссии для исследования повреждаемости покрытия TiN.- Наука, техника, образование г.Тольятти и Волжского региона, Межвуз. сб. науч. тр-Тольятти, 2000, ч.2, с. 175-183.

96. Микер Т., Мейтцлер А. Волноводное распространение в протяженных цилиндрах и пластинах// В кн. Физическая акустика/ Под ред. У. Мезона. М.: Мир, 1966, Т.1А, с. 140-203.

97. Минц Р.И., Мелехин В.П., Иевлев И.Ю., Бухаленков В В. Акустическое излучение при термоупругой мартенстной реакции,- Физика твёрдого тела,1972, т.14, вып.5, с. 15821583.

98. Молоканов Ю.К., Харас З.Б. Монтаж аппаратов и оборудования для нефтяной и газовой промышленности. Учебник для вузов.- Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Недра, 1982, с. 304-305.

99. Муравин Г.Б., Лезвинская Л.М. Контроль динамической прочности материалов методом акустической эмиссии.-Проблемы прочности, 1987,№1, с. 105-108.

100. Муравин Г.Б., Лезвинская Л.М., Макарова Н.О., Павловская Г.С. Задачи акустико- эмиссионной диагностики процесса коррозии (Обзор)//Дефектоскопия, 1990, №2, с. 18-28.

101. Муравин Г.Б., Лезвинская Л.М., Шип В.В. Акустическая эмиссия и критерии разрушения (Обзор)// Дефектоскопия, 1993, №8, с. 5-16.

102. Муравин Г.Б., Симкин Я.В., Мерман А.И. Идентификации механизмов разрушения материалов методами спектрального анализа сигналов акустической эмиссии// Дефектоскопия, 1989, №4, с. 8-15.

103. Муравин Г.Б., Финкель В.М., Лезвинская Л.М., Симкин Я.В. Исследование деформирования кремнистого железа методом акустической эмиссии,- Дефектоскопия, 1984, №10, с.88-91.

104. Нацик В.Д., Чишко К.А. звуковое излучение при аннигиляции дислокаций ФТТ, 1972, т.14, в.11, с. 3126-3132.

105. Недзвецкая О.В. Буденков Г.А., Соколкин А.В., Иевлев И.Ю. К расчёту акустического тракта для акустико-эмиссионного контроля днищ стальных вертикальных резервуаров// Дефектоскопия, 2003, № 10, с. 55-66.

106. Недосека А.Я., Фомичев С.К., Велигин В.А. Оценка этапов коррозионного растрескивания сварных соединений низкоуглеродистых сталей методом акустической эмиссии// Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 1993, №3, с. 17-22.

107. Недосека С.А. Метод акустической эмиссии как эффективное средство для исследования кинетики разрушения материалов на стадиях зарождения и развития трещин (Обзор)// Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 1992, №3, с. 26-34.

108. Нодзуе А. Метод анализа сигналов АЭ, излучаемых при коррозионном охрупчивании.- Толё дайкагу утю коху кэнсюсю хоноку, 1980,16, №1, с. 767-780.

109. Панасюк В.В., Романив О.Н. Механика коррозионно-усталостного разрушения,- Труды 1 советско-английского семинара «Коррозионная усталость металлов»,- Киев, 1982, с.39-66.

110. Панов В.И., Лях Л.В., Богданов А.А., Волков В.В., Иевлев И.Ю., Лаптев В.В. Оценка развития трещин в процессе сварки по параметрам акустической эмиссии// Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций, 1986, вып.З, с. 89-91.

111. Паршин A.M., Тихонов А.Н. Коррозия металлов в ядерном энергомашиностроении. СПб.: Политехника, 1994. - 96 с.

112. Петров Л.Н. К вопросу о физико-химическом механизме разупрочняющего действия агрессивных сред при коррозионной усталости// Физ.-хим. Механика материалов, 1981, №2, с. 21-25.

113. Плешивцева В.К., Чирва А.К., Бердников A.M., Хануков Г.И. Исследование АЭ при наводороживании кремнистого железа, Защита металлов, 1982, 18, №2, с. 203-207.

114. Похмурский В.И. Коррозионно-усталостная прочность сталей и методы её повышения.-К.: Наук. Думка, 1974.-186 с.

115. Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту. -М.: Недра, 1988, -269 с.

116. Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов (ПБ 03-381-00).-М.: Госгортехнадзор, 2001.-168 с.

117. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник/ Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986. - 352 с.

118. Применение ультразвука в неразрушающем контроле// ТИИЭР, 1985, Т.73, №12, с. 52-74.

119. Протасов В.Н. Полимерные покрытия в нефтяной промышленности. М.: Недра, 1985.- 192 с.

120. Прохоров В.А. Оценка параметров безопасности эксплуатации нефтехранилищ в условиях Севера. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. - 142 с.

121. Прохоров В.А. Разрушения резервуаров и их ущерб в условиях Севера// Проблемы безопасности в чрезвычайных условиях, 1998.

122. Расчёты и испытания на склонность к коррозионному растрескиванию сталей и сплавов в жидких средах. Методические рекомендации MP 185-86,- М.: ВНИИНМАШ, 1986,- 51 с.

123. РД-03-131-97. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов. М.: НПО ОБТ, 2000.-64 с.

124. РД- 08 95 - 95. Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов.- М., 1995.-34 с.

125. РД-153-112.017.97 Инструкция по диагностике и оценке остаточного ресурса стальных вертикальных резервуаров М., 1997,- 39 с.

126. РД 34.10.130-96. Инструкция по визуальному и измерительному контролю. М., 1996.-113 с.

127. РД 39-30-1284-85. Руководство по обследованию и дефектоскопии вертикальных стальных резервуаров- М., 1985.-128 с.

128. Розенштейн И.М. Аварии и надежность стальных резервуаров. М.: Недра, 1995, 253с.

129. Романив О Н., Никифорчин Г.Н. Механика коррозионного разрушения конструкционных сплавов. М.: Металлургия, 1986,- 294 с.

130. Рохлин С И., Харитонов А.В. Экспериментальное исследование отражения волн Лэмба от естественных расслоений в листовом прокате// Дефектоскопия, 1974, №6, с.78-85.

131. Рябченков А В., Харина И.Л., Никифорова В.М. Коррозионное растрескивание низколегированных сталей в воде высоких параметров с различным содержанием кислорода// Защита металлов, 1977, 13, №5, с. 572-573.

132. Сафарян М.К., Евтихин В.Ф. Результаты обследования эксплуатирующихся резервуаров для нефтепродуктов// Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1971, №10, с. 6-8.

133. Сафарян М.К., Иванцов О.М. Проектирование и сооружение стальных резервуаров. М.: Гостоптехиздат, 1961. - 328 с.

134. Сафарян М.К. Современное состояние резервуаростроения и перспективы его развития. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1972 90 с.

135. Сельский А.А., Кашубский Н.И., Подвезенный В.Н. Поиск дефектных зон в днищах резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов ультразвуковыми волнами Лэмба// Безопасность труда в промышленности, 2000, № 5, с. 28-30.

136. Сигэнори Юяма. Определение дефектов, обусловленных коррозией, методом акустической эмиссии, Босёку гидзюцу, 1986, 35, с. 163-170.

137. Скорчеллети В.В. Теоретические основы коррозии металлов. -Л.: Химия, 1973. 246 с.

138. Скучик Е. Основы акустики/ Пер. с англ.- М.: Мир,1976,Том 2 -520 с.

139. Слелнев И.В. Напряжённо-деформированное упруго-пластическое состояние стальных вертикальных цилиндрических резервуаров при неравномерных осадках оснований. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук, М., МИСИ, 1988, 225 с.

140. Соколкин А.В., Иевлев И.Ю., Чолах С.О. Опыт применения метода акустической эмиссии для контроля днищ вертикальных сварных резервуаров для нефти и нефтепродуктов//Дефектоскопия, 2002, №12, с. 43-51.

141. Соколкин А.В., Иевлев И.Ю., Чолах С.О. Перспектива применения метода акустической эмиссии для контроля днищ резервуаров для нефти и нефтепродуктов// Дефектоскопия, 2002, №2, с. 44-47.

142. Соколкин А.В., Филиппов Ю.И., Сагарадзе В.В., Иевлев И.Ю., Чолах С. О. Исследование акустико-эмиссионных характеристик стали 09Г2С при коррозионно-механическом разрушении// ФММ, 2003, т.96, вып.4.

143. Соколкин А.В., Шульгатый С.В. Контроль структурной целостности днищ РВС методом акустической эмиссии/ 3-я Международная конференция «Диагностика трубопроводов», тезисы докладов, М., 2001, с. 220.

144. Стороженко Н.А., Друченко В А Определение коррозионного разупрочнения стали 2X13 методом АЭ/ Тез. докл. Республиканской конф. «Ресурсосберегающая технология в электрохимических производствах», 4.2, Харьков, 1987, с. 44.

145. Тарасенко А.А. Разработка научных основ методов ремонта вертикальных стальных резервуаров. Дисс. докт. техн. наук, Тюмень, 1999. 258 с.

146. Томашев Н.Д. Теория коррозии и защита металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1959,- 580 с.

147. Туйкин О.Р., Харина И.Л. Акустическая эмиссия при коррозии металлов под напряжением. Труды ЦНИИ технологии машиностроения, 1981, №165, с. 30-33.

148. Финкель В.М., Муравин Г.Б., Лезвинская Л.М. Исследование плотности потока энергии при распространении трещины продольного сдвига//Дефектоскопия, 1980, №7, с.10-16.

149. Харитонов А.В. Развитие и проблемы теории нормальных волн в ультразвуковой дефектоскопии// Дефектоскопия, 1979, № 7, с. 59-67.

150. Хаттон, Орд. Акустическая эмиссия- В кн.: Методы неразрушающих испытаний,- М.: Мир, 1972, с. 27-58.

151. Черепанов Г.П. О распространении трещин в сплошной среде// Прикл. Математика и механика, 1967, 31, вып. 3, с.476-488.

152. Черняев К.В., Детков А.Ю., Фридлянд Я.М., Бахтыгарыев Р.Х.-Опыт применения новых технологий обследования резервуарных парков// Трубопроводный транспорт нефти, 1996, №4, с. 11-16.

153. Черняев К.В. , Шолухов В.И. , Детков А.Ю. Акустико-эмиссионная диагностика объектов нефтяной и газовой промышленности// Трубопроводный транспорт нефти, 1994, № 1, с. 32-34.

154. Швырков В.А., Семиков В.Л., Швырков А Н. Анализ статистических данных разрушений резервуаров// Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях, 1996, №5, с. 3950.

155. Berkeley K G. Corrosion Wastes 15% Production// CME, 1988, 35, №1, p.4.

156. Brown B.F. Mater. Res. and Stand., 1966, v.6, №3, p. 129-133.

157. Brown B.F. Stress corrosion cracking// The theory of Stress Corrosion Cracking in Alloys, Brussels, 1971,- Brussels: NATO Sci. Affairs Div., 1971, p. 186-203.

158. Cabrillac C., Leach J.S.L., Marcus P., Pourbaix A. The Cost of Corrosion in the EEC// Metals and Mater., 1987, 3, №9, p. 533536.

159. Chaskelis H.H., Cullen W.H., Kraft J.M. Acoustic Emission from 4340 Steel During Stress Corrosion Cracking// Fracture Taughness and Slow-Stable Cracking, ASTM STP 559, 1974, p.31.

160. Сох В.А. Correlation Between Acoustic Emission During SCC and Fractography of Cracking of the Zurcaloy// Corrosion NACE, 1974, 30, N 6, p. 191-202.

161. Crude oil tank cleaning process recovers oil, reduces hazardous wastes/ G.B. Davis, M.L. Goss, P. Schoemann, S.S. Tyler// Oil and Gas J, 1993, 13/XII, Vol. 91, № 50, p. 35-39.

162. Egle D.M., Tatro C.A. Analysis of acoustic emission strain waves// J. Acoust.Soc.Amer, 1967, vol.41, N2, p. 321-327.

163. Ford F. Corrosion cracking mechanisms under stress// Vessels a. Piping, 1982, 58, p. 229 -269.

164. Hamstad M.A., Gary J., O'Gallagher A. Far-field Acoustic Emission Waves by Three Dimensional Finite Element Modelling of Pencil-Lead Breaks on a Thick Plate// Journal of Acoustic Emission, 1996, Vol. 14., No. 2, p. 103-114.

165. Hamstad M.A., Gary J., O'Gallagher A. Wideband Acoustic Emission Displacement Signals as a Function of Source Rise-time and Plate Thickness// Journal of Acoustic Emission, 1998, Vol. 16, No. 1-4, p. S251-S259.

166. Hill R., Stephens R.W.B. Sonic emission during deformation of solids//Arch. Akust.-Warszawa, 1971, vol.6, N1, p. 45-57.

167. Huang W. Application of Mindlin Plate Theory to Analysis of Acoustic Emission Waveforms in Finite Plates// Review of Progress in Quantitative Non-destructive Evaluation, 1998, Vol. 17, p. 493-500.

168. Hutton P.H. Acoustic emission in metals as an NDT tool, Mat. Eval., 1968, vol.26, N7, p. 125-129.

169. Irvin R. 3 Conditions Needed for Stress Corrosion Cracking// Iron Age, 1984, 227, №19, p.59-61; 65-66; 68-71.

170. Kamachi К., Migata S., Мех. Behav. Mater. Proc. Int. Conf Kyoto: Maruzen, 1972, №2,-176 p.

171. Khanna AS., Jha B.B. Acoustic Emission Technique: an Alternative Method to Study the Brittle Oxide Formed on Coopper// Oxiditation Metals, 1987, 27, p. 95-102.

172. Koji Yamakawa, Naoyuki Kajita. Study on Stress Corrosion Cracking by Spectral Analysis// J. Sci. Mater. Japan, 1988, 37, N412, p. 43-49.

173. Kudryvtsev V.N., Shitt Kh. Cs. Detection of Hydrogen Embrittlement of Carbon Steel by AE// Corrosion NACE, 1981, 37, N12, p. 690 695.

174. Mansfeld F., Stocker P.J. Emission from Corroding Electrodes// Corrosion, 1979, 35, p. 541.

175. Mizutani Y., Takemoto M., Cho H., Ono K. Characterisation of the Lamb Waves Produced by Local Impact Fracture in Brittle Thin Plates// Journal of Acoustic Emission, 1998, Vol. 16, No. 1-4, p.S115-S124.

176. Mozina J., Grabec I. Acoustic Emission during corrosion/ Eight world conference on nondestructive testing, Cannes, 1976.

177. Newman R.C., Sieradzki K. Correlation of Acoustic and Electrochemical Noise in the Stress Corrosion Cracking of a-brass// Scripta Metallurgies, 1983, 17, p. 621-624.

178. Ono K. Recent Development in Acoustic Emission// Journal of Acoustic Emission, 1997, Vol. 15, No. 1-4, p. S95-S102.

179. Oriani R.A., Joserphic P.H. Testing of the decohesion theory of hydrogen-induced crack propagation// Scr. Met., 1972, 6, №7, p.681-688.

180. РАС test procedure for AE testing of above ground storage tanks, TP -101.

181. Physical Acoustics Group, Acoustic Emission Testing of pressure systems and tanks, Brochure PAL, Over/Cambridge, UK.

182. Pickering H.W., Swann P.K.- In: Proceedings of the 2nd Int. Congr. Metall., Corros.-N.Y., 1963, p. 128-147.

183. Pollock A.A. Acoustic emission-2. Acoustic emission amplitudes// Non-Destr. Testing, 1969, vol.6, N5, p. 264-269.

184. Pollock A.A. Acoustic emission. // Eng., 1970, vol.209, N5433, p.639-642.

185. Pollock A.A. Stress-wave emission in NDT// Non-Destr. Testing, 1969, vol.2, N3, p. 178-182.

186. Pollock Y.J., Hardy D., Hollroute H.J. Acoustic Emission Monitoring of Subcritical Crack Growth Controlled Stress Corrosion of Hydrogen Embrittlement// British Corrosion J., 1982, 17, N3, p. 103-111.

187. Retting T.W., Felsen M.J. Emission Method for Monitoring Corrosion Reactions//Corrosion, 1976, 32, p. 121.

188. Rice J.R. A path independed integral and the approximation analysis of strain concentration by notches and cracks// J. Appl. Mech, 1968, Ser. E- 35, p. 287-298.

189. Rogers L.M. Monitoring Fatigue and Stress Corrosion Cracking in Process Installations by Acoustic Emission// New Trends NDT, Proc. Int. Conf., Brussels, 1982, p. 1-39.

190. Scott I.G., Wilson L. Simple Acoustic Emission Tests for the Detecting of Corrosion//Australasion Corrosion Engineering, 1979, 23, p. 9.

191. Scruby C.B. Quantitative Acoustic Emission Techniques// Research Techniques in Non-destructive Testing, Vol.8/ed. R.S. Sharp.- London: Academic, 1985, p. 141-210.

192. Stephens R.W.B., Pollock A.A. Waveforms and freguency spectra of acoustic emission// J. Acoust. Soc. Amer., 1971, vol.50, N3, p.904-910.

193. Sugimoto K., Takahashi K., Sawada Y. Induction and Propagation Periods During SCC of 18-8 Stainless Steel in Concentrated MgCI 12 Solusions// Trans. Japan Inst. Metals, 1978, 19, N8, p. 422430.

194. Thaulow C., Berge T. Acoustic Emission Monitoring of Corrosion Fatigue Crack Growth in Offshore Steel // NDT International, 1984, 17, N3, p. 147-153.

195. Troiano A.R. The role of hydrogen and other interstitials in the mechanical behaviour of metals II Trans. ASM, 1960, 52, p. 51-80.

196. Truman J.E., Perry R., Chapman G.N. // J. of Iron and Steel Inst., 1964, v.202, p.745-756.

197. Tsuru Т., Sagara A., Haruyama S. Acoustic Emission Measurements to Evaluate the Degradation of Coating Films // Corrosion NACE, 1987, 43, N11, p. 703-707.

198. Van de Loo P. J., Hermann B. "How Reliable is Acoustic Emission (AE) Tank Testing?" The quantified Results of an AE Usergroup Correlation Study!/7-th ECNDT, Copenhagen, 1998.

199. Van de Loo PJ., Kronemeijer DA. Acoustic Emission tank testing: How to discriminate between the onset of corrosion and further stages of degradation?/ European Conference on Acoustic Emission Testing, TUV Austria, Wien, 1998.