Направление №4 «Физические основы прогноза технического состояния и ресурса металла магистральных трубопроводов и строительных конструкций»

В рамках хоздоговоров между Отделом «Физики металлов» НИФТИ ННГУ и компанией «МЕЛАКС» (работающей в интересах ОАО «Газпром»), а также (начиная с 2010 г.) при поддержке Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» и программ Фонда содействия развитию малых форм предпринимательства в научно-технической сфере, коллективом НИФТИ ННГУ проводятся работы по исследованию структуры и свойств малоуглеродистых трубных сталей, используемых при изготовлении труб большого диаметра магистральных газопроводов.

В рамках данных работ разработаны оригинальные модели процессов низкотемпературного (ниже температуры Дебая) старения малоуглеродистых сталей, а также модели влияния процесса старения на физико-механические свойства и эксплуатационные характеристики трубных сталей. (см. список основных публикаций, Блок №7). В основу новых подходов положены результаты экспериментальных и теоретических исследований структуры и свойств длительно эксплуатирующихся трубных сталей. Применение ряда новых уникальных методик исследования структуры и свойств металла, а также моделирования процессов старения, позволило установить, что в процессе эксплуатации труб магистральных газопроводов происходят тонкие изменения структуры сталей, связанные с диффузионные перераспределением углерода. Эти изменения с течением времени приводят к уменьшению трещиностойкости и коррозионной стойкости трубных сталей. Установлено, что характерное время процессов старения зависит от марки сталей и технологии их изготовления.

В ходе указанных работ, специалистами компании «Мелакс» и отдела «Физики металлов» НИФТИ ННГУ накоплен уникальный опыт исследования структуры и свойств металла магистральных трубопроводов, создан ряд уникальных методик изучения стресс-коррозии, механических свойств и структуры сталей. (Полученные результаты неоднократно обсуждались на совещаниях в Управлении транспортировки газа ОАО «Газпром», а также на семинарах в ООО «ВНИИГАЗ», ООО «Газнадзор», ПО «Спецнефтегаз» и др.)

За указанный период коллективом отдела «Физики металлов» НИФТИ ННГУ были выполнены работы по заказу компании «МЕЛАКС» в интересах ООО «Севергазпром», ООО «Волготрансгаз», ООО «Мострансгаз», ООО «Югтрансгаз», ООО «Кубаньгазпром», ООО «Кавказтрансгаз», ООО «Пермтрансгаз», ООО «Лентрансгаз», ООО «Баштрансгаз» и других газотранспортных предприятий ОАО «Газпром».

В течение 2006-2009 годов, по договору №2512-05 «Исследование механических и стресс-коррозионных свойств трубных сталей ОАО «ВМЗ» в различных структурных состояниях» с ОАО "Выксунский металлургический завод", коллектив Отдела «Физики металлов» НИФТИ ННГУ провел систематические исследования влияния режимов заводской термомеханической обработки на структуру, механические свойства и эксплуатационные характеристик трубных сталей. На предмет склонности к старению и стресс-коррозионному разрушению были аттестованы трубы диаметром 720, 1220 и 1420 мм, изготавливаемые ОАО "Выксунский металлургический завод" из листов различных поставщиков (Россия, Китай, Германия, Австрия, Украина и др.). Были проведены предварительные оценки ресурса безопасной работы труб ОАО "ВМЗ", изготовленных по различным технологиям.

В декабре 2006 г. в НИФТИ ННГУ на базе НТУ «Диагностика и испытания металлов» компании «МЕЛАКС» и лаборатории Физики металлов НИФТИ ННГУ была создана совместная лаборатория «Диагностика и испытания материалов», основной задачей которой является исследование труб магистральных газопроводов, а также обеспечение работ по подготовке специалистов для газотранспортных предприятий по диагностике и неразрушающему контролю.

В ноябре 2007 г. на I-ой конференции «PITSO», прошедшей в ООО «ВНИИГАЗ», на секции D «Старение металла труб», специально посвященной проблеме старения трубных сталей, был сделан обобщающий доклад по итогам работ ННГУ и компании «МЕЛАКС» 2000-2007 гт. По результатам обсуждения Оргкомитет конференции рекомендовал включить работы по исследованию старения металла труб МГ в Проект «Целевой комплексной программы повышения надежности и безопасности газотранспортной системы ОАО «Газпром».

В сентябре 2010 года в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по мероприятию 2.1 «Организация и проведение Всероссийских и международных молодёжных научных конференций и школ» в ННГУ при технической и финансовой поддержке со стороны компании «МЕЛАКС» была проведена Всероссийская научная школа для молодёжи «Проблемы старения и ресурса сталей магистральных трубопроводов».

В настоящее время коллектив Отдела «Физики металлов» НИФТИ ННГУ работает над монографией «Физика процессов старения и разрушения трубных сталей», издание которой планируется осуществить в 2014 году.