Использование волн Рэлея для контроля стресс-коррозионных повреждений трубопроводов методом акустической эмиссии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА

СТРЕСС-КОРРОЗИОННОЕ ПОВРЕЖДЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ И МЕТОДЫ ЕГО КОНТРОЛЯ (обзор литературы)

1.1. Особенности контроля стресс-коррозионных повреждений трубопроводов.

1.2 Применение метода акустической эмиссии для контроля трубопроводов.

1.2.1 Современные возможности метода акустической эмиссии при контроле развивающихся дефектов в трубопроводах.

1.2.2 Моделирование процессов излучения волн акустической эмиссии при развитии трещин.

1.2.3 Использование волн Рэлея для контроля приповерхностных трещин.

Выводы к 1 главе.

ГЛАВА

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ВОЛН РЭЛЕЯ ТРЕЩИНАМИ ПРИ РАЗВИТИИ СТРЕСС-КОРРОЗИИ

2.1 Постановка задачи.

2.2 Расчет гармонических составляющих амплитуд смещений в волнах Рэлея при развитии трещин.

2.2.1 Трещина, растущая к поверхности материала.

2.2.2 Трещина, растущая с поверхности вглубь материала.

2.2.3 Расслоение.

2.2.4 Поверхностное растрескивание.

2.3 Получение импульса рэлеевской волны.

2.4 Программное обеспечение для расчета акустических полей волн Рэлея, излучаемых при развитии трещин.

Выводы к 2 главе.

ГЛАВА

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ВОЛН РЭЛЕЯ ПРИ РАЗВИТИИ СТРЕСС КОРРОЗИОННЫХ ТРЕЩИН

3.1 Зависимость частотных спектров импульсов рэлеевской волны от параметров трещин

3.2 Диаграммы направленности волн Рэлея, излучаемые различными типами трещин.

3.3 Зависимость амплитуд смещений в волнах Рэлея от параметров трещин.

3.4 Особенности излучения акустических полей волн Рэлея при развитии трещины, растущей вглубь материала.

3.5 Определение стадий развития стресс-коррозионных повреждений трубопроводов.

Выводы к 3 главе.

Актуальность диссертационного исследования. Необходимость контроля стресс-коррозионных повреждений трубопроводов связано с тем, что данные виды дефектов характерны, прежде всего, для магистральных газопроводов (МГ) [10, 42, 61, 96, 113, 116] и трубопроводов систем охлаждения атомных реакторов [12, 14], то есть объектов, аварии на которых могут привести к техногенным катастрофам. В настоящее время на магистральных газопроводах контроль стресс-коррозионных дефектов проводится с помощью средств внутритрубной диагностики [60]. Это связано, прежде всего, с большой протяженностью трубопроводов. Однако получаемая информация при таком контроле позволяет только локализовать участки стресс-коррозионного повреждения трубопровода и не может достаточно точно определить размер и степень опасности таких дефектов. Поэтому необходимо сочетать как применение внутритрубной диагностики для обнаружения и локализации участков стресс-коррозионных повреждений трубопровода, так и регулярный мониторинг этих участков с целью предупреждения закритического развития трещин. Наиболее оптимальным для осуществления такого мониторинга трубопровода является применение метода акустической эмиссии (АЭ), основанного на регистрации упругих волн напряжения, возникающих в результате трещинообразования [1, 8, 12, 13, 15, 16, 32, 54, 124, 141]. Это особенно важно на участках, где стресс-коррозионные повреждения локализованы с помощью внутритрубной диагностики в местах, наиболее подверженных влиянию внешних факторов (переходах через реки, пересечениях с автомобильными и железными дорогами и другими путепроводами). Применение АЭ диагностики в случае контроля стресс-коррозионных повреждений магистральных газопроводов объясняется большой протяженностью участка стресс-коррозии, которая обычно определяется размером одной трубы, а образование магистральной трещины равновероятно для всего дефектного участка. В то же время, разработанные на основе АЭ методы и приборы, недостаточно эффективны, так как вопросы непосредственной связи таких характеристик импульсов АЭ, как амплитуда, форма, вид спектра с параметрами источника АЭ, ещё мало-изучены. Поэтому для определения характеристик наблюдаемых трещин необходимо исследовать закономерности связывающие параметры растущих трещин с характеристиками импульсов волн АЭ, возникающих при их развитии. Существует несколько сценариев зарождения и развития трещин при стресс-коррозии, однако все они связаны с развитием следующих типов трещин: трещина, растущая к поверхности материала; трещина, растущая с поверхности вглубь материала; расслоение; поверхностное растрескивание [61, ИЗ]. В диапазоне рабочих частот, применяемых в АЭ контроле, при диаметрах и толщине стенок труб, используемых в магистральных трубопроводах, наряду с объемными и волнами Лэмба излучаются волны Рэлея. Последние хорошо возбуждаются поверхностными и подповерхностными трещинами, имеют единственный путь к приемнику, затухают медленнее объемных и поэтому несут наименее искаженную информацию о процессе развития трещины. Поэтому для определения стадии стресс-коррозионного разрушения и степени его опасности с помощью АЭ необходима методика и аппаратура, позволяющая различать акустические поля рэлеевских волн, излучаемые перечисленными видами трещин.

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является разработка методологических основ акустико-эмиссионного контроля, устанавливающих взаимосвязи характеристик акустических полей рэлеевских волн с параметрами различных типов трещин, и их использование для разработки методик контроля стресс-коррозионных повреждений магистральных трубопроводов.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1. Обоснование целесообразности использования метода АЭ для контроля стресс-коррозионных повреждений магистральных трубопроводов;

2. Обоснование выбора рэлеевской волны для регистрации в процессе контроля с целью получения наиболее достоверной информации о процессах разрушения;

3. Разработка физико-математических моделей процессов излучения рэлеевских волн трещинами нормального отрыва различной ориентации относительно поверхности, соответствующих различным этапам развития стресс-коррозионных повреждений трубопроводов;

4. Исследование акустических полей рэлеевских волн, излучаемых в процессе роста трещин и разработка методик оценки параметров стресс-коррозионных повреждений.

На защиту выносятся:

1. Физико-математические модели процессов излучения волн Рэлея при развитии приповерхностных трещин нормального отрыва;

2. Результаты исследований акустических полей рэлеевских волн, излучаемых различными типами развивающихся трещин (зависимость амплитуд смещений, спектральных характеристик, диаграмм направленности от размеров, скорости развития и глубины залегания устья трещины) в различных материалах;

3. Применение полученных результатов для определения различных параметров развивающихся трещин (типа трещин, глубины залегания устья трещины, скорости развития, ориентации и направления движения устья трещины, площади прироста берегов трещины);

4. Обоснование возможности применения полученных результатов при контроле стресс-коррозионных повреждений магистральных газопроводов методом акустической эмиссии для определения: различных стадий и интенсивности развития стресс-коррозионного повреждения трубопроводов,

- момента образования магистральной трещины критических размеров,

- скорости развития трещины как характеристики изменения размера зоны пластической деформации перед вершиной трещины (охрупчивание материала).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 149 наименований и 4 приложений. Диссертация изложена на 133 листах, содержит 4 таблицы, 46 иллюстраций.

Выводы к 3 главе

1. Исследованы основные закономерности излучения волн Рэлея моделями трещин, характерных для различных стадий стресс-коррозионных повреждений трубопроводов.

2. Получены зависимости амплитуд смещений, спектральных характеристик и диаграмм направленности излучения импульсов рэлеевских волн от скорости развития, размеров и глубины залегания трещин для различных материалов.

3. Показано, что: глубина залегания растущей трещины определяется частотой в спектре сигнала, соответствующей нулевой амплитуде смещений; диаграмма направленности рэлеевских волн определяет ориентацию растущей трещины; спектр импульса определяется скоростью развития трещины; амплитуда смещений зависит от размеров, глубины трещины, скорости её развития и положения точки наблюдения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате анализа подходов к методу контроля, основанному на регистрации импульсов АЭ, сделан вывод о возможности и перспективности использования поверхностных волн Рэлея для передачи информации о растрескивании с минимальными искажениями при мониторинге стресс-коррозионных повреждений магистральных трубопроводов. Для этого были исследованы акустические поля импульсов рэлеевских волн, излучаемые при развитии стресс-коррозионного повреждения трубопроводов различными типами трещин: трещины, растущей к поверхности материала; трещины, растущей вглубь материала; расслоения; поверхностного растрескивания. Исследование проводилось с помощью физико-математических моделей процесса излучения волн Рэлея, позволяющих связать параметры импульсов АЭ с параметрами трещин как источников АЭ и характеристиками материала, подвергающегося разрушению. Для наибольшей достоверности исследования в основу моделирования был положен смешанный аналитико-экспериментальный подход, то есть в модели были заложены данные о процессах разрушения, полученные экспериментальным путем с помощью количественной фрактографии и других методов исследования. Для проведения исследований акустических полей импульсов АЭ, излучаемых различными типами трещин нормального отрыва как вдоль поверхности объекта контроля, так и вдоль берегов растущей трещины, разработана компьютерная программа, где использованы выражения для смещений в волнах Рэлея.

Исследованы различные параметры акустических полей Рэлеевских волн, излучаемых различными типами трещин: амплитуды смещений, спектральные характеристики, диаграммы направленности, зависимости импульсов АЭ от скорости развития трещин и их глубины в различных упругих материалах.

Показано, что получению достоверной и полной информации при использовании метода АЭ с использованием волн Рэлея при контроле трещин в трубопроводах препятствует как искажения импульсов АЭ, обусловленные частотными характеристиками преобразователей и регистрирующей аппаратуры, так и положение датчиков АЭ относительно развивающихся трещин. Так как при развитии стресс-коррозионного повреждения трубопровода трещины в большинстве случаев ориентированы параллельно оси трубопровода, при этом импульсы волн Рэлея в направлении вдоль оси трубы практически не излучаются, исключением является развитие расслоения. Поэтому акустико-эмиссионное обследование таких дефектов целесообразно проводить после их обнаружения и локализации средствами внутритрубной диагностики.

Полученные решения позволили разработать следующие методики акустико-эмиссионного контроля для определения количественных оценок и стадии развития стресс-коррозионного разрушения трубопровода: определения глубины растущей трещины; определения ориентации и направления развития трещины; определения скорости развития и размеров прироста берегов трещины за один акт разрушения; определения различных стадий развития стресс-коррозионных повреждений, а также момента образования магистральной трещины критических размеров; контроля вязкости разрушения (размера зоны пластической деформации перед вершиной трещины) как характеристики трещиностойкости металла.

Проведение акустико-эмиссионного мониторинга с использованием вышеназванных методик участков газопровода, подверженным стресс-коррозионным повреждениям, позволяет решить проблему определения размеров трещин и стадии развития разрушения, т.е. определять остаточный ресурс трубопровода без остановки транспорта газа.

Актуальность исследования и научная новизна предлагаемых решений признана Комитетом «В.К. Рентген - С.Я. Соколов» и подтверждена дипломом «За достижения в области неразрушающего контроля» (приложение 4) с присуждением автору медали «В.К. Рентген - С.Я. Соколов».

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

2. Алешин Н.П. и др. Методы акустического контроля металлов. М.: Машиностроение , 1989. - 456 с.

3. Алешин Н.П., Ермолов М.И., Князев В.Ц. Возбуждение волн Рэлея призматическим преобразователем // Дефектоскопия. 1991. - № 3. - С. 3-10.

4. Амензаде Ю.А. Теория упругости. М.: Высшая школа, 1974. - 287 с.

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

6. Андрейкив А.Е., Лысак Н.В. Зависимости параметров сигналов акустической эмиссии от геометрических характеристик сквозной трещины // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1990. - № 1. - С. 9-22.

7. Андрейкив А.Е., Лысак Н.В., Сергиенко О.Н. Моделирование процессов локального разрушения, сопровождающихся акустической эмиссией в материалах и изделиях // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1990. -№3,-С. 9-12.

8. Андрейкив А.Е., Лысак Н.В., Скальский В.Р. и др. Водородное растрескивание металлов и сплавов и его акустико-эмиссионный контроль // Физ.-хим. Мех. матер. 1992. - 28. - №4. - С. 63-69.

9. Асадуллин М.З. и др. Новые представления о причинах разрушения газопроводов 11 Доклад на Первом международном конгрессе: Новые высокие технологии для нефтегазовой промышленности и энергетики будущего. Тюмень, 1996.

10. А.С. СССР № 1037170, МКИ G 01 N 29/04. Способ определения местоположения дефекта в изделии / Буденков Г.А., Иванов В.И., Усов И.А. // Бюл. изобр., 1983, №23.

11. Баранов В.М., Молодцов К.И. Акустико-эмиссионные приборы ядерной энергетики. М.: Атомиздат, 1980. - 144 с.

12. Баранов В.М. Акустические измерения в ядерной энергетике. М.: Энерго-атомиздат, 1990. - 320 с.

13. Баранов В.М. и др. Акустическая эмиссия при трении. М.: Энергоатомиздат, 1998.- 255 с.

14. Белов В.М., Бовенко В.Н. Акустико-эмиссионная диагностика предразрушаю-щего состояния материала трубопроводов и перспектива её развития // Вторая международная конференция: Контроль качества трубопроводов: Мат. конф. -М., 1991. С. 5.

15. Белов В.М., Подлевских М.Н. Акустико-эмиссионная диагностика трубопроводов // Международная научно-практическая конференция по проблеме: Безопасность трубопроводов: Тез. докл. М., 1995. - С. 283-293.

16. Бережницкий Л.Т., Делявский М.В., Панасюк В.В. Изгиб пластин с дефектами типа трещин. Киев: Наукова думка, 1979. - 400 с.

17. Бойко М.С., Гуревич С.Ю., Каунов А.Д. К теории генерации ультразвука, движущегося по поверхности среды лазерным лучом // Дефектоскопия. 1987. - № 10. - С. 65-73.

18. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В. Способ акустоэмиссионного контроля изделий. Патент РФ № 2006855. 1994, №2.

19. Буденков Г.А., Бойко М.С., Гунтина Т.А., Усов И.А. Возбуждение волн Рэлея источником типа гармонической сосредоточенной силы, действующей под поверхностью упругого полупространства // Дефектоскопия. 1981. - № 12. - С. 37-41.

20. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В. Волны Рэлея, излучаемые моделями источников акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1992. - № 4. - С. 9-16.

21. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В. К расчету преобразователей рэлеевских волн // Дефектоскопия. 1992. - № 10. - С. 9-16.

22. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Бахтин А.В. К регистрации волн акустической эмиссии, излучаемых усталостными трещинами // Дефектоскопия. 1997. - №9. -С. 61-70.

23. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Котоломов А.Ю. Возможности метода акустической эмиссии при использовании волн Рэлея для контроля усталостных трещин // XXXI Научно-техн. конф. ИжГТУ: Тез. докл. Ижевск, 1998. - С. 7374.

24. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Котоломов А.Ю., Бахтин А.В. К исследованию акустических полей волн Рэлея, излучаемых растущими трещинами // Дефектоскопия. 1998. - №5. - С. 64-75.

25. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Котоломов А.Ю. Чувствительность метода акустической эмиссии // XVIII Уральская конференция: Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами: Тез. докл. Ижевск, 1998.

26. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Котоломов А.Ю. Излучение волн акустической эмиссии при развитии расслоения в толстолистовом прокате // Дефектоскопия. 1999. -№1. - С. 65-70.

27. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Котоломов А.Ю. Излучение волн Рэлея в процессе поверхностного растрескивания // Дефектоскопия. 1999. - №3 - С. 13-20.

28. 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.

29. Буйло С.И. Искажение параметров сигналов акустической эмиссии и некоторые особенности восстановления статистических характеристик источников излучения // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1989. - № 1. - С. 15-23.

30. Бунина Н.А. Исследование пластической деформации металлов методом акустической эмиссии. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1990. - 156 с.

31. Бурнышев И.Н. и др. Некоторые материаловедческие аспекты безопасности магистральных газопроводов // Доклад на Второй международной конференции: Безопасность трубопроводов. М., 1997.

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

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

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

35. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. -280 с.

36. Гареев А.Г. и др. Прогнозирование коррозионно-механических разрушений магистральных трубопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 1997. - 169 с.

37. Голобородько М.Н., Челноков В.А. Особенности формирования волнового поля вблизи от поверхности акустического источника // Дефектоскопия. 1987. -№ 8. - С. 36-40.

38. Горкунов А.С., Хамитов В.А., Бартенев О.А. Магнитоупругая акустическая эмиссия в термически обработанных конструкционных сталях // Дефектоскопия. 1987. -№ 1. - С. 3-9.

39. Гребенник B.C., Антонова О.Б. Расчет поля призматического преобразователя на основе трехмерной задачи // Техническая диагностика и неразрушающийконтроль. 1989. - № 4. - С. 91-95.

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. Гусев А.С. Сопротивление усталости и живучести конструкций при случайных нагрузках. М.: Машиностроение, 1989. - 248 с.

43. Дедешко В.Н., Карпов С.В., Сергеева Т.К. Коррозионное растрескивание под напряжением магистральных газопроводов диагностика и предупреждение // Доклад на Второй международной конференции: Безопасность трубопроводов. -М., 1997.

44. Дзенис В.В. Применение ультразвуковых преобразователей с точечным контактом для неразрушающего контроля. Рига: Зинатне, 1987. - 263 с.

45. Дрансфельд К., Зальцманн Е. Возбуждение, обнаружение и затухание высокочастотных упругих поверхностных волн // Физическая акустика. Принципы и методы / Под ред. У. Мезона. Т. 7. М.: Мир, 1974, С. 250-310.

46. Дробот Ю.Д. О характеристиках приемных преобразователей акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1992. - № 1. - С. 3-13.

47. Золотаревский B.C. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1983. 352 с.

48. Иванов В.И. Применение метода акустической эмиссии для неразрушающего контроля и исследования материалов // Дефектоскопия. 1980. - № 5. - С. 65-84.

49. Иванов В.И., Белов В.И. Акустико-эмиссионный контроль сварки и сварных соединений. М.: Машиностроение, 1981. - 184 с.

50. Иванова B.C., Шанявский А.А. Количественная фрактография. Усталостное разрушение. Челябинск: Металлургия, 1988. - 400 с.

51. Инструкция по обследованию и идентификации разрушений, вызванных коррозионным растрескиванием под напряжением (КРН). М.: ВНИИГАЗ, ВНИ-ИСТ, Госнадзор РАО Газпром, 1994. - 18 с.

52. Ионов В.Н., Селиванов В.В. Динамика разрушения деформируемого тела. М.: Машиностроение, 1987. - 272 с.

53. Камаева С.С. Биокоррозионная активность грунта как фактор стресс-коррозии магистральных трубопроводов // Обзор, информ. Сер. Защита от коррозии оборудования в газовой промышленности. М.: ИРЦ Газпром, 1996.

54. Канайкин В.А., Вайсберг П.М. Комплексная система диагностики и технической инспекции газопроводов России // Безопасность трубопроводов: Межд. научно-практч. конф. М.: 1995. - С. 12-24.

55. Канайкин В.А., Матвиенко А.Ф. Разрушение труб магистральных газопроводов. Екатеринбург, 1997. - 102 с.

56. Карзов Г.П., Марголин Б.З., Швецова В.А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. Санкт-Петербург: Политехника, 1993. - 391 с.

57. Коллакот Р. Диагностика повреждений. М.: Мир, 1989. - 512 с.

58. Криштал М.А. и др. Распространение пластической деформации по сечению образца и акустическая эмиссия при одноосном растяжении меди // ФММ. -1987. Т.63. - Вып. 5. - С. 1011-1016.

59. Крылов В.В. Об излучений звука развивающимися трещинами // Акустический журнал. 1987. Т.29. - вып.6. - С. 790-798.

60. Куксенко B.C., Ляшков А.И., Савельев В.Н. Акустическая эмиссия при зарождении микротрещин в сталях //Дефектоскопия. 1980. - №6. - С. 57-63.

61. Лешенко Г.Ф. Повышение надежности работы установок катодной защиты и электроснабжение // Доклад на семинаре: Коррозионное растрескивание под напряжением трубных сталей. Проблемы. Решения. 14-15 ноября 1995 года.

62. Ухта. "СеверНИПИГаз", 1996. С. 8-13.

63. Лысак Н.В., Кулык З.С. Исследование поля перемещений в упругой плоскости при мгновенном образовании трещины // Физ.-хим. Механика материалов. -1982.-№ 4.-С. 98-103.

64. Ляшенко О.В., Перга В.М., Селиванов И.Н. Акустическая эмиссия в композиционных и керамических материалах // Техническая диагностика и неразру-шающий контроль. 1990. - № 1. - С. 41-44.

65. Мазель А.Г. Водород фактор коррозионного растрескивания трубопроводов // Строительство трубопроводов. - 1992. - № 9. - С.23-26.

66. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. М.: Мир, 1990.- 584 с.

67. Маслов Л.А. Модель трещины как излучателя упругих колебаний // Прикладная математика и техническая физика. 1976. - № 2. - С. 160-166.

68. Маслов Л.А., Щигрин Б.Н. Общие принципы действия трещины как излучателя упругих волн и связь её параметров с характеристиками сигналов акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1977. - № 1. - С. 103-112.

69. Маслов Л.А., Архипов В.М. О диаграмме направленности излучения от трещины // Дефектоскопия. 1977. - № 5. - С. 26-29.

70. Микляев П.Г., Нешпор Г.С., Кудряшов В.Г. Кинетика разрушения. М.: Металлургия, 1979, 278 с.

71. Молдаванов О.И., Орехов В.И., Шишов В.Н. Производственный контроль в трубопроводном строительстве. М.: Недра, 1986. - 280 с.

72. Муравин Г.Б., Палей Ю.М., Макарова Н.О. Разработка акустико-эмиссионного метода идентификации коррозии // Дефектоскопия. 1987. - № 3. - С. 3-13.

73. Муравин Г.Б., Шин В.В., Лезвинская Л.М. Исследование природы термостимулирования акустической эмиссии //Дефектоскопия. 1988. - № 4. - С. 26-29.

74. Нартон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. М.: Наука, 1985.- 502 с.

75. Нацик В.Д., Бурканов А.Н. Излучение рэлеевских волн краевой дислокацией, выходящей на поверхность кристалла // Физика твердого тела. 1972. - т. 14, вып.5. - С. 1289-1302.

76. Нацик В.Д., Чишко К.А. Звуковое излучение дислокаций, движущихся у поверхности кристалла// Физика твердого тела. 1978. - т.20, вып.2. - С. 457-466.

77. Нацик В.Д., Чишко К.А. Акустическая эмиссия дислокаций, выходящих на поверхность кристалла // Акустический журнал. 1982. - т.28, вып. 3. - С. 381390.

78. Науменко В.П., Раковский В.А. Хрупкое разрушение пластины с трещиной при поперечном сжатии // Проблемы прочности. 1981. - № 10. - С. 7-12.

79. Недзвецкая О.В. Использование волн Рэлея при контроле качества методом акустической эмиссии: Дисс. . к-та физ.-мат. наук. Ижевск. 1992.-144 с.

80. Недосека А.Я. О квантовании процесса возникновения и развития трещин // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1989. - № 1. - С. 11-15.

81. Недосека А.Я. Трещины и волны при внезапном сосредоточенном нагреве // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1989. - № 3. - С. 14-22.

82. Недосека А.Я. Формирование импульсов акустической эмиссии на поверхности толстой пластины // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. -1990. -№3. С. 21-26.

83. Недосека А.Я. Влияние характера локальных изменений структуры материала на формирование упругих волн деформаций на поверхности толстой пластины // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1991. - № 3. - С. 6673.

84. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн.2. Акустические методы контроля. / Под.ред. В.В. Сухорукова. М.: Высшая школа, 1991. - 283 с.

85. Несмашный Е.В., Скиба Б.В., Соседов В.Н. Широкополосный пьезоприемник для исследования сигналов акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1975. -№ 5. - С. 107-115.

86. Никулин С.А., Ханжин В.Г. Мониторинг материалов, процессов и технологий методом измерения акустической эмиссии // МиТОМ. 1999. - №4. - С. 40-48.

87. Новацкий В. Теория упругости. М.: Мир, 1975. - 872 с.

88. Огурцов К.И., Петрашень Т.Н. Динамические задачи для упругого полупространства в случае осевой симметрии // Ученые записки ЛГУ. 1951, № 149, С. 5-37.

89. Огурцов К.И. Количественные исследования волновых процессов в упругом полупространстве при различных типах воздействий // Ученые записки ЛГУ. -1956, №208, С. 142-199.

90. Отт К.Ф., Сурков Ю.П., Рыбалко В.Г. О некоторых особенностях эксплутаци-онного разрушения трубных сталей // Физика металлов и металловедение. -1992. -№ 5. С. 106-112.

91. Отт К.Ф. Стресс-коррозионная повреждаемость газопроводных труб // Газовая промышленность. 1993. - № 1. - С. 41-42.

92. Отт К.Ф. Механизм и кинетика стресс-коррозии МГ // Газовая промышленность. 1999. - №7.-С. 46-49.

93. Панин В.И., Бакшеев В.Г., Колмогоров В.Н. АЧХ пьезоэлектрического и шумового магнитоакустического имитаторов акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1987.-№ 11.-С. 3-13.

94. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. М.: Наука, 1974 - 502 с.

95. Патон Б.Е., Недосека А.Я. К вопросу о прогнозировании остаточного ресурсасварных конструкций // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1989.-№1,-С. 5-11.

96. Патон Б.Е., Недосека А.Я. Формирование сигналов акустической эмиссии при возникновении и развитии внутренних дефектов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1990. - № 1. - С. 3-9.

97. Патон Б.Е., Недосека А.Я. Диагностика и прогнозирование остаточного ресурса сварных конструкций ( состояние вопроса и перспективы развития ) // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1991. - № 1. - С. 3-15.

98. Патон Б.Е., Недосека А.Я. Диагностика и прогнозирование остаточного ресурса сварных конструкций ( состояние вопроса и перспективы развития ) // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1992. - № 1. - С. 3-17.

99. Победря Б.Е. Численные методы в теории упругости и пластичности: Учеб. пособие. 2-е изд. - М.: Изд-во МГУ, 1995. - 366 с.

100. Поверхностные акустические волны. Под ред. А. Олинера. М.: Мир, 1981, 324 с.

101. Поверхностные акустические волны: Устройства и применения // Тр. Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 1976. - том. 64. - вып. 5.

102. Полесская JI.M., Вангели М.С. Методика восстановления первоначальной формы сигнала акустической эмиссии, распространяющегося в твердом теле // Дефектоскопия. 1981. -№ 10. - С. 80-87.

103. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х книгах. Кн. 2 / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986. - 352 с.

104. Проблемы повышения надежности и безопасности газопроводов подверженных стресс-коррозии. М., 1993 г.: Материалы НТС ГГК "Газпром". М.: ИРЦ1. Газпром, 1993.- 70 с.

105. Прочность и акустическая эмиссия материалов и элементов конструкций / Под ред. Г.С. Писаренко. Киев: Наук. Думка, 1991. - 232 с.

106. Расчеты на испытания на прочность в машиностроении. Акустическая эмиссия: ГОСТ 25.002-80. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 6 с.

107. Саваренский Е.Ф. Сейсмические волны. М.: Недра, 1972. - 296 с.

108. Сергеева Т.К. Стресс-коррозионные повреждения магистральных газопроводов России // Международная научно-практическая конференция по проблеме: Безопасность трубопроводов: Тез. докл. М., 1995. - С. 139-164.

109. Сергеева Т.К. Перспективы повышения стойкости трубопроводов к стресс-коррозии // Повышение надежности эксплуатации труб большого диаметра магистральных газопроводов: Мат. конф. Волжский: 1997. - С. 23-24.

110. Сурков Ю.П. и др. К вопросу об определении геометрических размеров эксплуатационных дефектов трубопроводов // Дефектоскопия. 1994. - №5. - С. 313.

111. Сурков Ю.П. и др. Развитие трещин коррозионного растрескивания в магистральных газопроводах//ФММ. 1995,- №80,- вып.5,- С. 143-147.

112. Уайт Поверхностные упругие волны // Тр. Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 1970. том. 58. - вып. 8. - С. 68-110.

113. Фадеев Ю.И. и др. Определение механических характеристик сталей методом акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1987. - №8. - С. 44-49.

114. Фарнелл Дж. Свойства упругих поверхностных волн // Физическая акустика. Принципы и методы. М.: Мир, 1973, т. 6, С. 137-202.

115. Фелсен Д., Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. Т.1 М.: Мир, 1978. -375 с.

116. Физические методы испытания материалов и веществ. Тематический сборникнаучных трудов. Под ред. Г.А. Буденкова. Челябинск: ЧПИ, 1983. - 125 с.

117. Финкель В.М. Физика разрушения. М.: Металлургия, 1970. - 376 с.

118. Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977.- 360 с.

119. Хороших А.Х. и др. Диагностика магистральных газопроводов, подверженных наружному коррозионному растрескиванию // Дефектоскопия. 1997. -№5. - С. 3-13.

120. Хороших А.Х. и др. Сравнение результатов магнитной и ультразвуковой дефектоскопии газопровода, подверженного коррозионному растрескиванию // Дефектоскопия. 1997.- №12,- С. 49-57.

121. Хороших А.Х. и др. Результаты мониторинга стресс-коррозионных трещин в действующем газопроводе // Семинар по коррозионному растрескиванию трубопроводов под напряжением: Мат. конф. М.: ИРЦ Газпром, 1999. - С. 161174.

122. Хуторянская Д.Г., Щуров А.Ф. Численное исследование акустического поля, возникающего при нестационарном движении прямолинейной трещины в упругой плоскости // Прикладные проблемы прочности и пластичности. 1983. -№25.-С. 115-120.

123. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. - 640 с.

124. Чишко К.А. Звуковое излучение при образовании трещины в неограниченной упругой среде и на поверхности упругого полупространства // Физика твердого тела, 1989. -№3. -С. 226-233.

125. Budenkov G., Nedzvetskaya О., Kotolomov A. The calculation program of acoustic fields of growing cracks // Proceedings of the International Conference Acoustic Emission 1999. Brno: 1999. - P. 27-32.

126. Budenkov G., Nedzvetskaya O., Kotolomov A. Definition of growing cracks depthusing Rayleing waves // Proceedings of the International Conference Acoustic Emission 1999. Brno: 1999. - P. 169-173.

127. Chi-Ping Chen, Wolfgang Sachse. Quantitative acoustic emission sourse characterization of fatigue cracks in a thin plate of 7075-T6 aluminum // J. Of Appi. Phys.- 1991. vol. 64. № 11. - P. 6264-6273.

128. Donald R. Houzer, Sandeep Vijayakar. Early detection of gear pitting. Power Transmission and Gearing Conference, ASME 1996, DE-Vol.88, P. 673-678.

129. Fessler R.R., Eisen A.K. Stress-corrosion cracking in Buried pipelines // Proc. 22 nd Annu Appalack Undergraund Gorros Short Course. 1977. - Morganfown. W. Va. - 1977. - P. 163-171.

130. Groeneveld T.P., Elsca A.R. Hydrogen stress cracking in gas Transmission // W. Va. Vniv. End Exp Haf Bull. - 1976. - №120. - P. 473-484.

131. Harris J.G., Pott J. Surface motion excited by acoustic emission from a buried crack // J. Of applied mechanics. 1984. - vol. 51. - P. 77-83.

132. Keifner S.F., Eiber K.S. Effect of hydrogen evident in recent pipeline failures // Oil and Gas Journal. 1987. - Vol. 85. - №1. - P. 38-40.

133. Khan M.A., Shoji Т., Takahashi H. Acoustic emission from cleavage microcracking in alloy steels // Metal Science. V. 16. - №2. -P. 118-126.

134. Kondo K., Takada J. Diagnosis of gears by acoustic emission. International Conference on Motion and Powertransmissions, JSME 1991, 2E2, P. 763-768.

135. Kotolomov A., Budenkov G., Nedzvetskaya O. Radiation of acoustic emission waves during stress corrosion cracking of the metal // Journal of Acoustic Emission.- 1999. Vol.7, No.3-4/July-December. - S51-S57.133

136. Kwang Yul Kim, Wolfgang Sachse. Acoustic emission from penny shaped cracks in glass. 1. Radiation pattern and crack orientation. 2. Moment tensor and source-time function // J. Of Appl. Phys. 1986. - vol. 59. № 8. - P. 2711-2715.

137. Sachse W., Kim K.Y. Quantitative acoustic emission and failure mechanics of composite materials//Ultrasonics. 1987. - vol. 25, № 4. - P. 195-203.

138. Scruby C.B. An introduction to acoustic emission // J. Phys.E: Sci.Instrum. 1987. -V.20.- P. 946-953.

139. Scruby C.B. Research Techniques in Nondestructive Testing. Vol. 8 / ed. R.S. Sharp. London: Academic. 1983. - P. 141-210.

140. Scruby C.B. Quantitative acoustic emission techniques // Nondestructive Testing. -1985. -V. 8.

141. Wadley H.N.G., Scruby C.B., Shrimpton C. Quantitative acoustic emission source characterization during low temperature cleavage and intergranular fracture // Acta Metallurgica. 1981. - vol. 29, № 2. - P. 399-414.

142. Wadley H.N.G., Scruby C.B. Acoustic emission source characterization // Advances in Acoustic emission: International Conf., Dunhart, 1981. P. 125-153.

143. William В., Jolly D. The application of acoustic emission to in-process inspection of welds // Materials evaluation. 1970. - vol. 28, № 6. - P. 135-144.

144. Примеры особенностей, выявляемых внутритрубными снарядами-дефектоскопами

145. Зона продольных стресс-коррозионных трещин

146. Продольная стресс-коррозионная трещина вдоль сварного шва

147. Axial stress-corrosion cracking 2. Axial stress-corrosion crack along seam weld1. АКТтехнического расследования причин аварии, происшедшей 22 февраля 2001 года на 2073,5 км (ПК 111) магистрального газопровода «Ямбург-Западная граница СССР» Ду 1400.

148. ЬНазвание организации, ее организационно-правовая форма, форма собственности и адрес: Можгинское линейно-производственное управление магистральных газопроводов филиал ООО «Пермтрансгаз» ОАО «Газпром» , г.Можга, Удмуртская Республика.2.Состав комиссии:

149. На основании приказа № 11 Управления Западно-Уральского округа Госгортехнадзора России от 22.02.2001г.

150. Председатель Бабарыкин С.А. комиссии:

151. Заместитель Султангареев Р.Х. председателя:1. Члены комиссии:с участием:

152. Гвоздков В.И. Лавренов Ю.М. Куприянов А.В. Курганов А.В. Пономарев В.Л.1. Кротов Ю.И.1. Паздерина А.П.

153. Характеристика участка места аварии.

154. Магистральный газопровод «Ямбург-Заладная граница СССР» участок 2065-2095 км построен и сдан в эксплуатацию в 1987 году (Акт гос.комиссии от 30.06.1987г.).

155. Характеристика грунта: суглинки полутвердые и твердые с дресвой до 15%; супеси пластичные с редким гравием.

156. Физико-механические свойства грунта соответствуют проекту, глубина заложения составляет 1,0 м.

157. На данном участке аналогичных аварий не было.

158. Состояние опасного производственного объекта перед аварией.

159. Квалификация обслуживающего персонала.

160. Лицензионные требования и условия по эксплуатации производственно-опасного объекта Можгинским ЛПУМГ соблюдаются.

161. Обслуживание данного газопровода производилось персоналом, обученным в учебном центре ООО «Пермтрансгаз», инструктированным по технике безопасности и аттестованным квалификационной комиссией.5. Обстоятельства аварии:

162. Причина аварии: коррозионное растрескивание под напряжением (стресс-коррозия).

163. Обследование газопровода в 2000 году комплексом КВД-1400 не обеспечивало определение дефектов продольного характера (стресс-коррозии).

164. Мероприятия и предложения по устранению причин аварии:

165. Заключение о лицах, ответственных за допущенную аварию

166. Ввиду того, что природа стресс-коррозии в настоящее время до конца не изучена и мероприятия по выявлению и предотвращению ее до конца не разработаны, указать лиц, виновных в происшедшей аварии не представляется возможным.

167. Расследование проведено и акт составлен 23 февраля 2001 г. Приложение: Материал расследования на алистах.

168. Председатель комиссии Зам.председателя комиссии Члены комиссии:

169. Левашов В.А. Лавренов Ю.М. Седелев Ю.А. Зайцев А.Н. Куприянов А.В. Котоломов А.Ю.провела расследование причин инцидента и установила следующее.

170. Характеристика участка места инцидента

171. Участок магистрального газопровода диаметром 1420мм «Ямбург Елец I» (км 18471875) построен и сдан в эксплуатацию СМУ-2 треста «Нефтепроводмонтаж» в 1985г. Сварка производилась в июле 1985г. при температуре воздуха +24°С.

172. Проект на участке газопровода км 1811.6 1934.6 выполнен институтом «Гипроспецгаз» в 1984г (№№ чертежей 3390.5.24/021.06.05.41-ТЛ)"

173. Инцидент произошел, согласно исполнительной документации, на ПК148+30. Сравнительные проектные и фактические характеристики места инцидента приведены в таблице.

174. Сравнительные проектные и фактические характеристики места инцидента

175. На участке газопровода диаметром 1420мм «Ямбург Елец I» (км 1847-1875) внутри-трубное обследование было проведено 4 сентября 1998 года дефектоскопом магнитным ДМТ1-1400-96 ПО «Спецнефтегаз». На обследуемом участке обнаружено 174 дефекта.

176. На рассматриваемом участке аварий и инцидентов ранее не было.2. Обстоятельства инцидента

177. Действия эксплуатационного персонала признаны комиссией правильными.

178. Технические и организационные причины инцидента

179. При осмотре места инцидента обнаружен выброс грунта по обе стороны трубы и сквозная трещина с параметрами, идентичными данным пропуска внутритрубного снаряда.

180. Потери газа в результате инцидента составили 9.5 тыс. м3.

181. Мероприятия и предложения по устранению причин аварии

182. Восстановление газопровода произведено врезкой кривой 6° -1420x15.7 и катушкой общей длиной 13м.

183. Обязать ООО «Пермтрансгаз» подготовить распоряжение о выявлении подобных дефектов на основе совместного анализа отчетов проведения внутритрубной диагностики газопроводов и исполнительной документации (коррозия свыше 20% на вставках кривых).

184. ЗУ ГТЦ ООО «Газнадзор» провести независимую экспертизу образцов металла с дефектной катушки трубы и выдать заключение.