Assessment of influence of surface crack-like stress concentrators on main pipeline operability
Устранение поверхностных трещиноподобных дефектов типа «риска» на участках подводных переходов магистральных трубопроводов возможно методом вышлифовки на глубину до 20 % толщины трубы. Ранее было подтверждено, что в подводных условиях все основные методы неразрушающего контроля позволяют стабильно выявлять имеющиеся в зоне вышлифовки произвольно ориентированные поверхностные дефекты протяженностью от 20 мм и глубиной от 1,5 мм. Однако при меньших геометрических параметрах дефектов имеется вероятность их неполного устранения либо необнаружения. Для оценки возможности эксплуатации трубопровода с поверхностным дефектом с учетом принятых режимов диагностики проведены циклические испытания по критериям механики разрушений полноразмерных образцов с нанесенными в зоне вышлифовки поверхностными трещиноподобными концентраторами напряжений указанных размеров. Все группы образцов показали более чем двукратное превышение длительности инкубационного периода развития трещины по сравнению с количеством циклов нагружения, которое может испытать трубопровод за средний межинспекционный период эксплуатации. По результатам испытаний подтверждена возможность проведения ремонта поверхностных трещиноподобных дефектов типа «риска» на подводных переходах магистральных трубопроводов с различным сроком эксплуатации методом вышлифовки без установки кессона на ремонтируемый участок. Elimination of surface crack-like defects of the “risk” type on underwater crossing sections of trunk pipelines is possible by grinding to a depth of up to 20 % of pipe thickness. Previously, it was confirmed that in underwater conditions, all main non-destructive testing methods make it possible to stably identify randomly oriented surface defects in the grinding zone with a length of 20 mm and a depth of 1.5 mm. However, with smaller geometric parameters of defects, there is a possibility of their incomplete elimination or non-detection. To assess the possibility of operating a pipeline with surface defect, taking into account the accepted diagnostic modes, cyclic tests were carried out according to the fracture mechanics criteria of full-size specimens with surface crack-like stress concentrators of the indicated sizes applied in the grinding zone. All groups of samples showed more than a twofold excess of the duration of crack development incubation period in comparison with the number of loading cycles that the pipeline can experience during the average inter-inspection period of operation. Based on the test results, the possibility of repairing surface crack-like defects of the “risk” type at trunk pipeline underwater crossings with different service life by grinding without installing a caisson on the repaired section was confirmed.