Стресс-коррозия на магистральных газопроводах и человеческий фактор
Как известно, более половины всех аварий на магистраль ных газопроводах (МГ) происходит по причине стресс-коррозии. При этом металл трубопровода неравномерно охрупчивается и растрескивается, в большинстве случаев начиная с наружной поверхности. На некоторых участках трубопроводов за 20...25 лет эксплуатации трещины достигают середины тол щины стенки, что соответствует исчерпанию всех предусмо тренных проектами запасов прочности. После этого происходит разрыв трубы, выброс газа под большим давлением, самовозго рание с высотой пламени до десятков метров. Как правило, фрагменты трубопровода оказываются раскрытыми и выбро шенными на несколько десятков метров от места разрыва.
Под воздействием высокой температуры выжигается поверхность земли (иногда до ста метров и более от очага разруше ния). Таким образом, стресс-коррозия ма гистральных газопроводов представляет собой большую опасность как для самих трубопроводов, так и для окружающей среды и населения. Механизм протекания стресс-коррозии отличается от других ви дов коррозии и разрушения. На скорость протекания стресс-коррозии влияют раз ные факторы, на первый взгляд, никак не связанные друг с другом. Все это опреде ляет важность изучения данного явления и актуальность разработки эффективных мер противодействия. В мире со стресс-коррозией магистраль ных газопроводов впервые столкнулись в 60-х годах, в нашей стране - в 80-х годах прошлого века. Казалось бы, что за это время, учитывая важность и мас штабность явления, должны были ре шить проблему окончательно. Но вплоть до последнего времени актуальность проблемы только растет, а окончатель ное решение отодвигается на неопреде ленное время. Естественно, возникают вопросы: в чем дело? почему так?
Как нам кажется, дело не в недостатке исследователей, знаний, средств на решение проблемы, а в человеческом факторе в разных проявлениях. При ведем некоторые, наиболее видимые из них:
1) Для окончательного решения данной не очень сложной научно-технической проблемы требуется преодолевать и решать значительно больше организа ционных трудностей, часто искусствен ного характера. Методы, технологии, машины, материалы - все то, что не обходимо применить на магистральных- газопроводах, требует не только из ложения сути и обоснования эффек тивности, но и повторных испытаний, экспертиз, согласований, разрешений на применение и т.д. Даже после всего этого еще не факт, что по-настоящему эффективные методы будут использо ваны на практике. Вмешаются «коммер ческие» интересы должностных лиц и курируемых ими ООО, ЗАО и т.д.
2) До руководителя, который имеет воз можность и обязан организовать реше ние проблемы, информация о природе и механизмах явления, о путях решения доходит многоступенчато, через «сито» подчиненных ему лабораторий, отделов, департаментов, институтов. На каждой ступени информация частично теряется и искажается; в итоге ему (руководителю) не удается принимать правильные и эффективные организационные ре шения по проблеме в целом.
3) Постепенно сформировалась си стема управления, когда практически все заняты составлением друг другу справок, планов, отчетов, актов, про токолов и других аналогичных докумен тов внутреннего пользования (бумаг). При этом все очень заняты, с трудом успевают составлять документы. А за решение конкретной проблемы: защи ты от стресс-коррозии - никто лично не отвечает, хотя более значительной проблемы и нет на магистральных га зопроводах.
4) В последние годы наметились при знаки искусственного увеличения объ ема ремонтных работ на магистральных газопроводах. Создается ощущение, что факт существования проблемы стресс- коррозии кое-кем используется как средство отмывания денег.
5) Сами ученые и специалисты не едины в своем представлении о причинах и механизмах явления. Первая группа специалистов включает тех, кто имеет четкое представление о механизмах и способах защиты от стресс-коррозии, но их немного и го лос их негромкий.
Вторая группа включает тех, у кого не сформировалась своя модель стресс- коррозии, поэтому слушает многого лосый хор других «специалистов», не имея возможности выделить истину. В этом хоре самый громкий голос у тех, кто ближе к финансовым потокам. Третья группа включает тех, для кого важнее сам процесс исследований, а не результат. Они понимают, что с момента решения данной проблемы финансиро вание исследований в этом направле нии прекратится.
Список проявлений человеческого фак тора в этом вопросе можно продолжить. Но перейдем к рассмотрению сути проблемы и путей ее решения. Во-первых, сразу возникают вопросы: почему на магистральных газопрово дах стресс-коррозия происходит, а на других трубопроводах (нефтепроводах, нефтепродуктопроводах, промысло вых трубопроводах, в системе газора спределения) стресс-коррозия не на блюдается? почему на резервуарах и другом оборудовании нефтегазового комплекса стресс-коррозия не замечена? в чем отличительная особенность магистральных газопроводов? Как показывает простейший анализ от личительных особенностей, магистраль ные газопроводы (на тех участках, где обнаруживается стресс-коррозия) име ют большие диаметры и эксплуатируют ся под большими рабочими давлениями. Это приводит к тому, что механические напряжения в стенке МГ значительно выше, чем на всех других трубопрово дах. От действия рабочего давления кольцевые (окружные) напряжения больше осевых примерно в два раза. Это объясняет тот факт, что большинство обнаруженных стресс-коррозионных трещин ориентировано в продольном направлении (перпендикулярно большим окружным напряжениям). На участках трубопроводов, проложен ных по трассе со сложным рельефом, где имеются участки упругого изгиба, возникают значительные изгибные на пряжения, которые ориентированы в продольном направлении. При равных других условиях эти напряжения тем выше, чем больше диаметр трубопро вода. Это объясняет тот факт, что на некоторых таких участках МГ появля ются стресс-коррозионные трещины, ориентированные в окружном направ лении (перпендикулярно большим про дольным напряжениям). Таким образом, одним из факторов, определяющих условия развития стресс-коррозии, является наличие высоких растягивающих напряжений в стенке трубопровода. По-видимому, чем ближе напряжения к пределутеку- чести металла, тем быстрее развивается стресс-коррозия. |