Значительная часть дефектов выходит за предельно допустимые размеры. Механические дефекты проявляются в виде остаточных деформаций, искривленности, овальности труб, гофр, возникающих при пластической деформации. Механические повреждения возникают при изготовлении труб на заводе, в процессе транспортировки и выполнении монтажно- сварочных работ при строительстве . Пластическая деформация развивается по мере наработки. Она может быть однонаправленной и знакопеременной.
О значительной величине накопленной пластической деформации свидетельствуют изгибы труб, овальность, гофры. В результате деформирования снижается запас пластичности металла. Особая опасность состоит в том, что процессы накопления деформаций и повреждения структуры часто носят локальный характер и концентрируются в местах зарождения микротрещин.
В процессе длительной эксплуатации стальных трубопроводов в трубах накапливаются повреждения, связанные с деформационным старением . Распадаются твердые растворы и выделяются из феррита третичный цементит, оксиды и нитриды, происходит перестройка дислокационной структуры и накопление микроповреждений от эксплуатационных нагрузок.
Эти процессы вызывают снижение пластичности металла, степень которого зависит от продолжительности эксплуатации труб. При сварке труб, в значительной степени исчерпавших технический ресурс в нефте- и газопроводах, в зоне термического влияния активизируются структурные превращения, снижающие работоспособность сварных соединений. Коррозионные повреждения образуются в виде общей коррозии поверхности трубы, нарушений сплошности металла в виде питтинга и язв. Старение и повреждение гидроизоляции приводит к активным коррозионным процессам по всей поверхности трубы. Для подземной коррозии трубопроводов характерно повреждение в виде питтинга, язв и раковин, проникающих внутрь металла трубы.
Глубину коррозионного повреждения определяют эмпирическим выражением: ,где: h — максимальная глубина коррозионного повреждения; К — коэффициент пропорциональности; n — константа, зависящая от степени аэрации почвы; . Внутренняя коррозия менее опасна, чем наружная, поскольку она является преимущественно общей. Выявленные дефекты классифицируют по степени опасности и принимают решения о режимах безопасной работы, сроках и видах ремонта, вывода трубопровода из эксплуатации. Основные группы характерных дефектов труб . Снижение надежности, работоспособности и безотказности теплотрасс, построенных с использованием бывших в употреблении труб. Отказы трубопроводов вызываются совместным действием термической усталости и коррозионно- активной среды.
Явление малоцикловой усталости связано с тем, что в процессе эксплуатации в макроскопических объемах металла накапливаются пластические деформации. Величину пластических деформаций принято изображать графически в виде ширины петель циклического деформирования (рис. Рис. Пластическая деформация металла: а — циклическое деформирование материала; б — накопление пластической деформации при нагружении.
На рис. 1,а показан процесс накопления пластической деформации . В случае, если имеет место приспособление металла к нагрузке, он подвергается многоцикловой усталости. В рассмотренном примере приспособление металла к нагрузке наблюдается, когда деформирование металла, уже имеющего пластическую деформацию ОВ, происходит по кривой ОАВЕ и наоборот. С увеличением количества циклов нагружения происходит постепенное накопление пластических деформаций. Новогрудский Автоклав Инструкция здесь. На рис. 1,б изображен процесс накопления деформаций в течение трех циклов.
Отрезок ag соответствует величине макропластической деформации образца после снятия нагрузки. Результатами действия повторно- переменных напряжений при малоцикловой нагрузке труб, бывших в эксплуатации, является страгивание трещин и последующее их развитие, приводящее к нарушению сплошности трубы и протечке теплоносителя. Усталость вызывает накопление пластической деформации вследствие изменения эксплуатационных нагрузок и температуры труб. В РД 1. 0- 4. 00- 0. Температурная история трубопровода.