Россия
Россия
Приведены результаты исследования по влиянию на качество сварных соединений ультразвуковой ударной обработки для обеспечения безопасности корпусов нефтегазового оборудования. Безопасность сварных корпусов нефтегазового оборудования определяется герметичностью сварных соединений. Нарушение герметичности сварного соединения приводит к взрывопожарной опасности. Низкое качество сварного соединения наблюдается в металле шва и на прилегающих к нему участках зоны термического влияния (участок неполного расплавления, участок перегрева). Здесь металл состоит из крупных зерен, а также действуют существенные растягивающие напряжения. Рассчитано распределение температуры металла в зоне термического влияния при сварке низкоуглеродистой стали. По значениям критической температуры диаграммы «железо-цементит» зона термического влияния разбита на участки, определены их размеры. Рассмотрено распределение остаточных напряжений в стыковом сварном соединении. Показано, что металл шва испытывает растягивающие остаточные напряжения. Экспериментально оценено влияние ультразвуковой ударной обработки на качество металла стыкового сварного соединения корпуса нефтегазового оборудования из стали 09Г2С. Качество металла сварного соединения определялось по измерениям его твердости непосредственно после сварки в области, подвергнутой ультразвуковой ударной обработке, и области, в которой такая обработка не проводилась. Результаты измерения твердости сварного соединения показали улучшение состояния металла после ультразвуковой ударной обработки. Твердость, характеризующая прочностные свойства металла, распределена равномерно по сварному соединению и соответствует твердости основного металла корпуса. Экспериментально установлено повышение качества сварного соединения в результате его ультразвуковой ударной обработки для обеспечения безопасности корпуса нефтегазового оборудования. Статья соответствует научному направлению 2.10.1 – Пожарная безопасность.
твердость, корпус нефтегазового оборудования, сварное соединение, зона термического влияния, ультразвуковая ударная обработка, остаточные напряжения, пожарная безопасность
1. Sornette D., Maillart T., Kröger W. Exploring the limits of safety analysis in complex technological systems // International journal of disaster risk reduction. 2013. Vol. 6. P. 59-66. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2013.04.002.
2. Bauwens C.R., Chaffee J., Dorofeev S.B. Vented explosion overpressures from combustion of hydrogen and hydrocarbon mixtures // International journal of hydrogen energy. 2011. Vol. 36. Iss. 3. P. 2329-2336. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.04.005.
3. Quantification of oil spill risk / D.S. Etkin [et al.] // Oil spill science and technology - Fingas M. (ed.). 2-nd ed. Cambridge, MA: Gulf professional publishing. 2017. P. 71-183. DOI:https://doi.org/10.1016/B978-0-12-809413-6.00002-3.
4. Vianello C., Maschio G. Quantitative risk assessment of the Italian gas distribution network // Journal of loss prevention in the process industries. 2014. Vol. 32. P. 5-17. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jlp.2014.07.004.
5. Thermal stress and deformation in moderately thick shells of revolution of functionally graded material under thermal impulsive loading / Sh. Takezono [et al.] // Transactions of the Japan society of mechanical engineers. Series B 00066(00645). 2000. Vol. 66. № 645. P. 1060-1067.
6. Анализ отказов и повышение надежности полевых магистральных трубопроводов / Р.М. Зябиров [и др.] // Технология нефти и газа. 2019. № 2 (121). С. 45-48.
7. Комарицина В.Н., Сухорукова Н.Н. Исследования механики деформаций и разрушений и некоторые вопросы обеспечения безопасности и надежности трубопроводов с учетом особенностей технологического процесса // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2017. Т. 7. № 4. С. 116-119.
8. Копельман Л.А. Основы теории прочности сварных конструкций: учеб. пособие. 2-е изд., испр. СПб.: Изд-во «Лань», 2010. 464 с.
9. Андрюшкин А.Ю., Кадочникова Е.Н., Рустамова М.У. Экспериментальное определение прочностных и пластических свойств корпусов нефтегазового оборудования по твердости и их влияние на взрывопожарную опасность // Проблемы управления рисками в техносфере. 2022. № 2 (62). С. 16-24.
10. Зарезин В.Е. Методика улучшения качества сварных швов ультразвуковой ударной обработкой с обоснованием оптимальных параметров упрочнения поверхностного слоя // Технико-технологические проблемы сервиса. 2016. № 4. С. 16-22.
11. Антонов А.А., Летуновский А.П. Снижение остаточных сварочных напряжений методом ультразвуковой ударной обработки // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2012. № 2 (30). С. 21-26.
12. Тажибаев А.Р., Тажибаева А.В., Бикбулатова Г.И. Методы выявления и снижения остаточных напряжений в сварных соединениях // Современные материалы, техника и технологии. 2021. № 5 (38). С. 45-53.
