Plynárenské systémy postup hodnocení korozních důlků na vzorcích využít pro hodnocení cyklické pevnosti plynovodního potrubí s povrchovým korozním poškozením? Pro řešení této otázky je v zásadě možné použít obrácený postup, než byl použitý při vypracování navržené metody. To znamená vycházet z únavové křivky pro trubku (s uvážením dvojosé napjatosti) bez korozního poškození a předpokládat, že pro trubku s určitým důlkem na povrchu stěny existuje únavová křivka, která je s touto základní křivkou v bilogaritmických souřadnicích rovnoběžná, t.zn., že v jejím mocninném vyjádření se mocnitel počtu cyklů do lomu nemění. Posuv této křivky v termínech napětí je dán poměrem základního napětí σN ve stěně trubky s důlkem a odpovídajícího napětí u trubky bez důlku pro určitou životnost Nf. Základní napětí σN lze v zásadě určit z hodnoty nominálního napětí σn na základě představy spolunosné šířky u myšleného vzorku s důlkem, odděleného z pláště trubky tak, aby nominální napětí v ligamentu pod dnem důlku odpovídalo řešení rovnice (6), v níž se uvažuje, že ekvivalentní napětí σeq je totožné s napětím v plášti trubky bez důlku. Závěrem lze konstatovat, že navržený inženýrský postup odhadu únavové životnosti plochých těles s korozním napadením ve formě důlků s poměrem hloubky k povrchovému rozměru menším než jedna třetina poskytuje dobré únavové predikce a při dalším rozpracování může být použitý k predikci únavové životnosti potrubí poškozeného korozními důlky a namáhaného cyklicky kolísáním vnitřního tlaku přepravovaného média. (Tato práce vznikla s podporou Výzkumného záměru AV0Z2071913)
Július GRŇO, Ivan HAMÁK*
Poruchy vysokotlakových plynovodov so základným materiálom 15 G 2S V
polovici 60. rokov 20. storočia bolo zrejmé, že domáce náleziská zemného plynu nedávajú predpoklady na potrebný rozvoj zdrojov pre zásobovanie priemyslu a obyvateľstva. V tom čase sa zrodil rámcový projekt magistrálneho plynovodu z nálezísk zemného plynu na západnej Ukrajine do oblasti západného Slovenska. Rozhodnutie o výstavbe medzištátneho plynovodu s priemerom 720 mm a prevádzkovým tlakom podstatne vyšším, aký sa dovtedy v našich podmienkach používal, prinieslo zásadnú kvalitatívnu zmenu do riešenia danej problematiky. K dispozícii boli len čiastkové informácie a projektové, stavebné a prevádzkové skúsenosti. Z analýz prepravných a odberových pomerov vychádzalo, že optimálnym riešením je plynovod s priemerom 720 mm s prevádzkovým tlakom 5,5 MPa. Značná pozornosť sa venovala určeniu hrúbky steny potrubia pri zohľadnení kvality použitého východiskového materiálu pre rúry. Medzištátny plynovod pomenovaný Bratstvo bol postavený v rokoch 1964 až 1967 a bol uvedený do prevádzky v júli 1967. Od roku 1968 až do roku 1973 tento plynovod plnil aj funkciu prvého tranzitného plynovodu cez územie Slovenska, keď prepravo-
val zemný plyn z Ruska do Rakúska. V súčasnosti je tento plynovod označovaný ako vysokotlakový plynovod DN 700 Ruská – Mokrý Háj, ale na účely tohto príspevku bude uvádzaný ako medzištátny plynovod. Potrebu rúr pre medzištátny plynovod kryli dodávky VTŽ Chomutov a VSŽ Košice. Dodávka VTŽ Chomutov predstavovala bezšvové rúry zo základného materiálu 13 030.0, dodávku rúr z VSŽ Košice tvorili špirálovo zvárané rúry zo základného materiálu 15 G 2S sovietskej výroby. Materiál 15 G 2S pre špirálové rúry už v čase prípravy výstavby medzištátneho plynovodu vyvolal svojím chemickým zložením mnohé diskusie pre vysoký obsah kremíka, ktorý môže spôsobovať krehké trhliny v materiáli rúr. Tento rúrový materiál sa nachádzal v kombinácii s materiálom 13 030.0 na úseku Ruská – Zlaté Moravce s dĺžkou 320 km. Celková dĺžka rúr z materiálu 15 G 2S na tomto úseku bola 187 km. Úsek plynovodu Zlaté Moravce – hranica s Českou republikou na rieke Morave s dĺžkou 118 km bol budovaný iba z rúr z materiálu 13 030.0. Kým na potrubí zo základného materiálu 13 030.0 počas celej prevádzky nevznikla závažná porucha, obavy z použitia rúr
Lektori: doc. Ing. Stanislav Tuleja, CSc., TU v Košiciach doc. Ing. Petr Brož, DrSc., ČVUT Praha doc. Ing. Karol Kálna, DrSc., VÚZ - Priemyselný inštitút SR Bratislava * Ing. Ľubomír Gajdoš, CSc., Ústav teoretické a aplikované mechaniky AVČR Praha e-mail:
[email protected]
Literatura [1] GAJDOŠ, Ľ. - ŠPERL, M.: Hodnocení cyklické pevnosti plynovodního potrubí s povrchovým korozním poškozením. 14. kolokvium “Spolehlivost vysokotlakých ocelových potrubí”, 5. – 6. 4. 2005, Praha [2] GAJDOŠ, Ľ. - ŠPERL, M.: Fatigue Life Assessment of Components Damaged by Pitting Corrosion. 21st Danubia-Adria Symposium, Sept.29 – Oct.2, 2004, Brijuni/Pula, Croatia, pp. 282 – 283 [3] LINHART, V. - JELÍNEK, E.: Podmínky šíření trhlin při proměnlivém namáhání a nízkocyklové únavové vlastnosti některých materiálů plynovodů. Výzkumná zpráva SVÚM Z-87-5615, Praha 1987 [4] KVĚT, V.: Napjatost a deformace dna korozního důlku ve stěně vysokotlakového potrubí tranzitního plynovodu. Výzkumná zpráva ÚTAM ČSAV, Praha 1987 [5] MICKA, M.: Výpočet napjatosti metodou konečných prvků v okolí povrchových důlků na trubce. Výzk. zpráva ÚTAM AVČR, leden 2005
3/2005 • Slovgas
Obr. 1 Kráter po výbuchu zemného plynu (Kozárovce 1976)
15
Plynárenské systémy točnému zaťaženiu časti plynovodu v dôsledku zmeny podložia, prípadne v dôsledku miestneho zosuvu pôdy pri dlhotrvajúcich dažďoch. Pri tlakovaní plynovodu po vykonaní opravy bol zistený únik plynu vo vzdialenosti približne 650 m od miesta opravy. Po odkrytí potrubia v tomto mieste bolo zistené, že na rúre zo základného materiálu 15 G 2S je trhlina vo vzdialenosti približne 10 mm od špirálového zvaru s dĺžkou asi 80 mm. Bol vykonaný pokus o provizórnu opravu trhliny zváraním, došlo však k šíreniu trhliny na oboch jej koncoch mimo oblasť zvaru. Pre naliehavosť obnovenia dodávky plynu bol po konzultácii s pracovníkmi Výskumného ústavu zváračského v Bratislave vypracovaný technologický postup zváračských prác a s použitím špeciálnych elektród na koreň zvaru bola trhlina úspešne zvarená. Takto opravená časť potrubia bola vymenená pri prvej odstávke plynovodu. Obr. 2 Porucha plynovodu (Rimavská Sobota 1979)
Porucha pri Rimavskej Sobote - 1979 V júni 1979 došlo na medzištátnom plynovode pri Rimavskej Sobote k výbuchu a zahoreniu plynu. Potrubie v tejto časti plynovodu bolo vybudované zo špirálovo zváraných rúr a v mieste poruchy bolo vytrhnuté v dĺžke 22 m (obr. 2). Ako pravdepodobná príčina poruchy bola uvedená skutočnosť, že v priebehu niekoľkých hodín došlo k zvýšeniu tlaku plynu z hodnoty 3,4 MPa na 5,1 MPa v potrubí.
Hydrostatická tlaková skúška - 1981
Obr. 3 Porucha plynovodu (Rimavská Sobota 1999)
z materiálu 15 G 2S sa potvrdili už pri tlakovej skúške a vážne poruchy sa vyskytli aj počas prevádzky. Cieľom príspevku je informovať o poruchách na medzištátnom plynovode spojených so základným materiálom rúr 15 G 2S a uviesť základné charakteristiky tohto materiálu vedúce k objasneniu zvýšeného výskytu porúch.
Porušené časti plynovodu boli vyrezané a nahradené novými. Po vykonaní tlakovej skúšky a následných opravách sa predpokladalo, že skúška vzduchom na zvýšený tlak je dostatočne účinná na zablokovanie defektov a plynovod sa uviedol do prevádzky. Až do roku 1976 sa na plynovode nevyskytli žiadne vážnejšie poruchy.
Prehľad porúch na rúrach zo základného materiálu 15 G 2S
K prvej vážnej poruche na rúre zo základného materiálu 15 G 2S počas prevádzky medzištátneho plynovodu došlo v decembri 1976 pri obci Kozárovce. Výbuch plynu vytrhol časť potrubia v dĺžke 15 m a vyhĺbil kráter s rozmermi približne 17x13 m s hĺbkou 8 m (obr. 1). Časť rúr bola odhodená do vzdialenosti až 100 m od centra výbuchu. Ako pravdepodobná príčina poruchy bola označená skutočnosť, že došlo k doda-
Špirálové rúry boli zvarované vo výrobnom podniku, pričom technológia nebola v tom čase riadne vypracovaná a pri kontrole zvarov sa zistili závažné nedostatky. Boli zistené defekty typu neprievaru koreňa a trhliny. Už pri hlavných tlakových skúškach plynovodu došlo na rúrach z materiálu 15 G 2S v trinástich prípadoch k ich deštrukcii [1].
16
Porucha pri obci Kozárovce - 1976
Na základe analýzy havárií na medzištátnom plynovode bolo významným krokom založenie štátnej výskumnej úlohy na určenie reziduálnej životnosti dlhodobo prevádzkovaných tranzitných plynovodov s cieľom zamerať pozornosť na lokálne napätia. Bol tiež prijatý názor, že ak po niekoľkých ojedinelých haváriách nastane obava o bezpečnú funkciu plynovodu, je možné preskúšať jeho pevnosť opakovanou tlakovou skúškou. V roku 1981 sa predpokladalo zvýšenie tlaku plynu v plynovode Bratstvo, a preto v súlade s rozhodnutím Federálneho ministerstva palív a energetiky bola v úseku medzištátneho plynovodu Ruská – Zlaté Moravce s dĺžkou 320 km vykonaná hydrostatická tlaková skúška (HTS) s cieľom overiť tesnosť a pevnosť potrubia prevádzkovaného už 14 rokov. HTS bola uskutočnená v celej oblasti plynovodu, ktorá obsahovala rúry z materiálu 15 G 2S. Cieľom HTS bolo odstrániť prevádzkovo nebezpečné defekty ich priamou deštrukciou a pri menších defektoch odstrániť plastickou deformáciou špičky namáhania, ktoré sú nebezpečné pri nízko cyklovej únave. Ako skúšobné médium bola použitá voda. Maximálna hodnota skúšobného tlaku bola volená tak, aby intenzita napätia pri tlakovom zaťažení neprekročila 90% medze klzu materiálu potrubia. Prakticky sa
Slovgas • 3/2005
Plynárenské systémy
Obr. 4 Porucha plynovodu (Zemplínske Hradište – máj 2003 (rúra 1)
pohybovala v intervale 6,5 – 7,2 MPa. Samotná HTS bola uskutočňovaná v apríli až októbri 1981. V priebehu HTS došlo na skúšanom úseku k piatim poruchám potrubia, z ktorých štyri mali pôvod v iných príčinách, ako bola sledovaná kvalita základného materiálu potrubia a montážnych zvarov. Len jedna porucha mala charakter lavínového lomu cez niekoľko potrubných dĺžok. To rozhodlo o ďalšej prevádzkyschopnosti medzištátneho plynovodu. Upustilo sa od pôvodne navrhovanej výstavby nového plynovodu, čím sa ušetrili značné investície [1].
Porucha pri Rimavskej Sobote - 1999 V novembri 1999 došlo k úniku plynu a požiaru na medzištátnom plynovode v blízkosti regulačnej stanice pre mesto Rimavská Sobota. Zemný plyn unikal trhlinou, ktorá sa vytvorila pozdĺž špirálového zvaru (obr. 3). Celková dĺžka trhliny bola 1 730 mm. Miesto iniciácie poruchy bolo v styku nadpájacieho zvaru pásu so špirálovým zvarom. V tomto mieste boli nekvalitné výrobné špirálové zvary s presadením až o 3,5 mm, čo mohlo vyvolať veľmi vysokú koncentráciu napätia. V dôsledku rozdielnych hrúbok stien v tomto mieste (8,6 a 8,0 mm), mäkšej štruktúry tenšieho pásu (181 oproti 194 HV10) a lokálneho zmäknutia teplom ovplyvnenej oblasti mohlo namáhanie v mieste porušenia prekročiť medzu klzu. Havarijná trhlina bola iniciovaná z mies-
ta styku nadpájacieho zvaru pásu so špirálovým zvarom. Trhlina sa v prevažnej dĺžke šírila po prechode špirálového zvarového spoja na strane tenšieho pásu, ktorý mal mäkšiu štruktúru. K zvýšeniu koeficientu intenzity napätia v mieste porušenia mohla prispieť aj nedokonalá oprava trhliny v koreni zvaru pri výrobe rúry a prítomnosť povrchových interkryštalických mikrotrhliniek vyvolaných penetráciou tekutej medi po hraniciach zŕn v teplom ovplyvnenej oblasti zvaru. Meď analyzovaná v materiáli mohla pochádzať z pomedenia zváracieho drôtu alebo z pripájania vývodu medeného drôtu. Pre úplnosť je nutné uviesť, že v blízkosti miesta poruchy sa v októbri a novembri 1999 uskutočnila oprava plynovodu výrezom (približne 100 m). Oprava nemala vzťah k zisteným defektom, ale bola nutná vzhľadom na to, že v priebehu prevádzky plynovodu sa znížilo krytie potrubia až na hodnotu 20 cm.
Porucha pri obci Zemplínske Hradište - 2003 24. mája 2003 bol nahlásený únik zemného plynu z medzištátneho plynovodu v blízkosti obce Zemplínske Hradište. Po odstránení zeminy a izolačnej vrstvy bola zistená trhlina v základnom materiáli špirálovej rúry vyrobenej z materiálu 15 G 2S. Trhlina sa nachádzala v strede šírky pásu a bola orientovaná skoro rovnobežne so smerom valcovania (obr. 4). Plynovod bol odtlakovaný a porucha opravená výrezom.
Obr. 6 Trhlina v rúre 1, pohľad na lomovú plochu
3/2005 • Slovgas
Obr. 5 Porucha plynovodu (Zemplínske Hradište – jún 2003 (rúra 2).
2. júna 2003 bol zistený únik plynu z plynovodu vo vzdialenosti približne 1 100 m od prvej poruchy. Aj v tomto prípade sa trhlina nachádzala v strede šírky pásu, bola rovnobežná so smerom valcovania, ale jej ukončenie zasiahlo do tesnej blízkosti obvodového zvaru (obr. 5). Aj v tomto prípade bolo nutné vykonať opravu výrezom poškodenej časti plynovodu.
Analýza príčin poškodenia medzištátneho plynovodu v lokalite Zemplínske Hradište Analýza príčin poškodenia plynovodu v lokalite Zemplínske Hradište bola vykonaná vo Výskumnom ústave zváračskom v Bratislave [2]. Analýza bola robená na rúre, z ktorej bol identifikovaný únik v máji 2003 (rúra 1) a v júni 2003 (rúra 2). Časti rúr s trhlinami boli vyrezané tak, aby sa dal pozorovať celkový charakter poškodenia na otvorených lomových plochách. Okrem toho bola časť rúry 1 použitá na výrobu teliesok pre základné mechanické skúšky. Na analýzu príčin poškodenia boli použité tieto metódy: • chemická analýza plechu rúr 1 a 2, • skúšky ťahom (+20 °C), skúšky ohybom a skúšky vrubovej húževnatosti (+20 °C) plechu rúry 1, • metalografická a fraktografická analýza, EDX mikroanalýza, tvrdosť HV10.
Obr. 7 Trhlina v rúre 2, pohľad na lomovú plochu
17
Plynárenské systémy
Obr. 9 Vrstevnatá štruktúra (mimo vrstvy s nánosom síry), rúra 1, REM 50x
Obr. 8 Korózia na lomovej ploche (pod nánosom vrstvy síry)
Tab. 1 Chemické zloženie materiálu rúr 1 a 2 Označenie
Chemické zloženie v hmotnostných percentách Si P S Cr Ni Cu Ti
C
Mn
Rúra 1
0,155
1,30
1,04
0,022
0,023
0,034
0,033
0,039
<0,05 <0,02 <0,02
Mo
V
Rúra 2
0,166
1,44
0,95
0,018
0,023
0,044
0,057
0,055
<0,05 <0,02 <0,02
GOST
0,12 0,18
1,3 1,65
0,9 1,2
max. 0,04
max. 0,04
max. 0,3
max. 0,3
Skúšky ohybom
Tab. 2 Vybrané mechanické vlastnosti materiálu rúry 1 (všetky telieska vyrobené v smere kolmom na smer valcovania)
Pevnostné vlastnosti Popis
Rúra 1
RP0.2 (MPa)
Rm (MPa)
A80 (%)
Z (%)
KCV (J.cm-2)
FBB
RBB
norma pre 15 G2 S
> 335
> 490
> 20
-
-
-
-
skúšky VÚZ
479, 490
655, 649
27,6 23,6
68,6 68,6
72,63
180° bez trhliny
180° bez trhliny
Chemická analýza plechov rúr 1 a 2 Cieľom chemickej analýzy bolo porovnanie chemického zloženia plechov rúr 1 a 2 so smerným chemickým zložením udávaným pre materiál 15 G2 S. Výsledky sú uvedené v tab. 1. Ako vidno, chemické zloženie obidvoch rúr je v zhode so smerným chemic-
Obr. 11 Základný materiál, kolmo na smer valcovania, rúra 2
18
Obr. 10 Základný materiál, kolmo na smer valcovania, - rúra 1
merom 6 mm, na skúšky lámavosti telieska 250x25 mm, telieska na skúšky vrubovej húževnatosti mali hrúbku 7,5 mm, vrub bol orientovaný v smere valcovania. Výsledky skúšok sú uvedené v stručnej forme v tab. 2. Pevnostné vlastnosti síce vyhovujú predpísaným hodnotám, sú však oveľa vyššie, ako je minimálna predpísaná hodnota podľa normy GOST. Skúšky ohybom boli vyhovujúce. Podobne aj vrubová húževnatosť 72,63 KCV (+20°C) zodpovedá pevnosti pre materiál 15 G 2S.
Fraktografický a metalografický rozbor
Na mechanické skúšky bol vybraný materiál rúry 1. Všetky telieska boli vyrobené v smere kolmom na smer valcovania. Na skúšky ťahom boli vyrobené telieska s prie-
Celkový pohľad na charakter trhlín po ich otvorení vidno na obr. 6 (rúra 1) a obr. 7 (rúra 2). Charakter obidvoch trhlín je rovnaký. Trhliny sú značne znečistené a skorodované. V strednej časti trhlín (v mieste predpokladanej iniciácie) sú zanesené bledožltou látkou. EDX analýza ukázala, že zmes sa pri vnútorných povrchoch oboch rúr skladá z približne 95 hmotnostných percent síry a 5 hmotnostných percent fosforu. Pri vonkajšom povrchu rúr boli na trhlinách okrem síry a fosforu identifikované aj kremičitany a hlinitany. Hrúbka sírového povlaku sa menila a mies-
Obr. 12 Trhlinky na vonkajšom povrchu (rúra 2)
Obr. 13 Trhlinky vychádzajúce z magistrálnej trhliny, zakončenie (rúra 2)
kým zložením daným normou GOST pre materiál 15 G2 S.
Mechanické skúšky
Slovgas • 3/2005
Plynárenské systémy tami dosahovala hrúbku až 0,5 mm (rúra 1) a 0,2 mm (rúra 2). Povlak bol najhrubší pri vnútornom povrchu rúr. Rozsah znečistenia sírou sa zmenšuje smerom od vnútorného povrchu, čo nepriamo indikuje, že trhliny sa rozširovali smerom od vnútorného povrchu k vonkajšiemu. Po očistení lomových plôch v 5% HCl boli na obidvoch rúrach pozorované podobné morfológie lomových plôch. Lomy pod nánosom síry boli značne skorodované (obr. 8 - rúra 2). Ako vidno na obrázku, korózia sa šírila prevažne interkryštalicky. V miestach mimo nánosu síry mali lomové plochy obidvoch rúr vrstevnatú morfológiu (obr. 9 rúra 1). Pri vnútornom povrchu rúry 2 boli identifikované stopy nízko cyklovej vysoko deformačnej únavy. Vnútorný povrch rúry 1 bol značne otlačený, čo svedčí o cyklickom pohybe protiľahlých častí trhliny. Mikroštruktúru základného materiálu rúr v blízkosti trhlín dokumentujú obr. 10 (rúra 1) a obr. 11 (rúra 2). Mikroštruktúra základného materiálu je v obidvoch stavoch prekvapujúca. Namiesto riadkovitej feritoperlitickej štruktúry tu boli identifikované ferito - karbidické zmesi zodpovedajúce zušľachtenému stavu alebo stavu normalizačne žíhanému s následným rýchlym ochladením. Tomu zodpovedá aj tvrdosť, ktorá sa pohybuje v materiáli obidvoch rúr na úrovni približne 315 HV10. Charakter mikroštruktúry a úroveň tvrdosti nezodpovedá „konvenčne“ tepelne spracovanému plechu špirálovo zváraných plynovodných rúr. Tento stav štruktúry môže byť príčinou zvýšenej náchylnosti materiálu rúr na korózne praskanie. V základnom materiáli plechu rúry 2 boli identifikované transkryštalické a interkryštalické rozvetvené trhlinky, ide o typické známky korózneho praskania pod napätím. Trhlinky boli identifikované na vonkajšom povrchu rúry 2 (obr. 12) a v strede hrúbky steny vychádzajúce z magistrálnej trhliny (obr. 13). Trhlinky preskakovali cez podlhovasté sírnikové (MnS) vmestky, ktorých množstvo je z hľadiska súčasných požiadaviek na vlastnosti plynovodných rúr neprípustné. Vo vzorke z rúry 1 neboli známky korózneho praskania pod napätím identifikované, je však veľmi pravdepodobné, že ide o rovnaký mechanizmus poškodenia. Orientácia trhlín bola v smere valcovania, čo súvisí so smerom vylúčenia podlhovastých sírnikových vmestkov. Z uvedeného fraktografického a metalografického rozboru možno určiť najpravdepodobnejší mechanizmus poškodenia rúr. Poškodenie rúr začalo iniciáciou koróznych trhlín pod napätím na vonkajšom povrchu rúr, čo môže byť podporené faktom, že ťahové napätia vznikajú na povrchu špirálovo zváraných rúr pri ich výrobe. Procesu napomáhala aj zvýšená tvrdosť základného materiálu rúr v mieste poškodenia spôsobená nevyhovujúcim tepelným režimom výroby rúr. Nepodarilo sa identifikovať chemickú príči-
3/2005 • Slovgas
Obr. 14 Povrchová trhlina
Obr. 15 Miesto iniciácie poškodenia rúry
nu korózneho napadnutia. Stupňovitý charakter trhlín je však typický pre HIC (hydrogen induced cracking). Po prekorodovaní celej hrúbky steny došlo k malému unikaniu média. Počas kolísania tlaku v systéme došlo k postupnému otváraniu trhlín. Vzhľadom na to, že trhliny v rúre 1 a v rúre 2 boli z hľadiska morfologického a z hľadiska chemického zloženia splodín na povrchoch trhlín zhodné, možno daný mechanizmus poškodenia považovať za najpravdepodobnejší aj pre rúru 1, v ktorej neboli korózne trhliny identifikované.
zvaru. Celkový pohľad na rúru po skúške je na obr. 15. Poškodenie rury bolo iniciované novou trhlinou v prechode do zvaru, ktorá sa najprv šírila tvárnym šmykovým lomom a pokračovala krehkým štiepnym lomom na obe strany v smere osi rúry cez základný materiál, kde sa zastavila. Na základe modelovej skúšky je možné konštatovať, že únosnosť testovanej rúry bola vyhovujúca, pretože nedošlo k šíreniu povrchových trhlín a porušenie nastalo až pri tlaku 11,78 MPa, čo je približne dvojnásobok konštrukčného tlaku pri napätí v tangenciálnom smere 515 MPa, ktoré sa blíži k úrovni medze pevnosti 550 MPa základného materiálu 15 G 2S.
Modelová skúška rúry z lokality Zemplínske Hradište Z rúry v bezprostrednej blízkosti prvej poruchy v lokalite Zemplínske Hradište (rúra 1) bola vyrezaná časť v dĺžke 3 m a podrobená modelovej skúške vo Výskumnom ústave zváračskom v Bratislave [3]. Na povrchu tejto rúry bola pred tlakovými skúškami zisťovaná magnetickou práškovou metódou prítomnosť povrchových trhlín. Zistené trhliny boli vyšetrované metalografickou replikačnou technikou. Bolo zistených niekoľko miest s povrchovými mikrotrhlinkami interkryštalického charakteru (obr. 14). Rúra bola podrobená modelovej skúške hydrostatickým tlakom pri opakovanom zaťažovaní v tlakovom intervale 0,5 až 6,0 MPa (2 000 cyklov). Miesta so zistenými trhlinami sa kontrolovali aj po vykonaní skúšok, aby sa zistilo možné šírenie trhlín. Po opakovanom zaťažovaní 2 000 kmitov nebolo pozorované viditeľné poškodenie na povrchu rúry a tiež nebolo pozorované šírenie trhlín zistených pred skúškou. Po cyklickom zaťažovaní sa na rúre vykonala hydrostatická modelová skúška únosnosti až do porušenia rúry. Porušenie nastalo pri tlaku 11,78 MPa tvárnym trhaním materiálu pozdĺž hranice natavenia špirálového
Záver V súčasnosti sa v rámci úlohy Optimalizácia distribučnej siete analyzujú možnosti ďalšej prevádzky plynovodu DN 700 Ruská – Mokrý Háj (medzištátny plynovod) a systematicky sa zhromažďujú informácie, ktoré majú vplyv na presnejšie stanovenie technického stavu tohto plynovodu, najmä v úsekoch s rúrami zo základného materiálu 15 G 2S. Lektor: Ing. Ján Walner, Nafta, a. s., Gbely *RNDr. Július Grňo, CSc., SPP, a. s., Bratislava, Ing. Ivan Hamák, Výskumný ústav zváračský - Priemyselný inštitút SR Bratislava e-mail:
[email protected] Literatúra [1] ŠUBÍN, A. a kol.: 30 rokov medzištátneho plynovodu Bratstvo, Bratislava 1997 [2] BRZDIAK, P.: Technická správa č. 222/2295-ME 103 Analýza príčin poškodenia rúr plynovodu DN 700 MŠP I akosti 15 G 2S z lokality Zemplínske Hradište, VÚZ, Bratislava 2003 [3] BERNASOVSKÝ, P. a kol.: Technická správa č. 222/ 2295-ME 158A Modelová skúška plynovodnej rúry DN 700 z lokality Zemplínske Hradište, VÚZ, Bratislava 2003
19
