satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2025-24-6-428-435sat-2909Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕMECHANICAL ENGINEERING АND ENGINEERING SCIENCEОбеспечение безопасной эксплуатации магистральных нефтегазопроводов за пределами нормативного срока службы путем восстановительной термической обработки кольцевых сварных соединенийService Life by Restorative Heat Ensuring the Safe Operation of Main Oil and Gas Pipelines Beyond Their Normal Treatment of Annular Welded JointsСнарскийА. С.SnarskyA. S.

Адрес для переписки:Снарский Андрей СтаниславовичБелорусский национальный технический университетпросп. Партизанский, 77,220050, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 350-71-55

mipk@bntu.by

Address for correspondence:Snarsky Andrey S.Belаrusian National Technical University77, Partizansky Ave.,220050, Minsk, Republic of Belarus Tel.: +375 17 350-71-55

mipk@bntu.by

mipk@bntu.byЯнушонокА. Н.YanushonakA. N.

г. Новополоцк

Novoрolotsk

Белорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarusУчреждение образования «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии ПолоцкойБеларусьEuphrosyne Polotskaya State University of PolotskBelarus202512122025246428435Copyright © Снарский А.С., Янушонок А.Н., 20252025Снарский А.С., Янушонок А.Н.Snarsky A.S., Yanushonak A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2909

Работа посвящена обеспечению безопасности магистральных нефтегазопроводов, эксплуатируемых за пределами нормативного срока службы в условиях Республики Беларусь, путем их диагностирования и последующей восстановительной термической обработки кольцевых сварных соединений. В процессе эксплуатации нефтегазопроводов происходит снижение ударной вязкости металла труб и особенно их сварных соединений. Это приводит к повышению вероятности возникновения и развития трещин и дальнейшему аварийному разрушению магистрального нефтегазопровода. В связи с этим предложен новый процесс восстановительного ремонта нефтегазопровода, включающий специальную термическую обработку материала стыков труб, имеющих пониженные значения ударной вязкости. На основании экспериментально-статистической модели прироста ударной вязкости определены технологические параметры проведения специальной термической обработки сварных соединений магистральных нефтегазопроводов, эксплуатируемых за пределами нормативного срока службы. Процесс восстановительного ремонта на заданных режимах позволяет обеспечить относительное увеличение ударной вязкости материала до 50 % и коррозионной стойкости материала до 4 %. Предложен способ диагностирования линейной части магистрального нефтегазопровода, основанный на определении ударной вязкости материала нефтегазопровода и определяющий момент его остановки для выполнения ремонтных работ, отличающийся использованием интерполяционного полинома Лагранжа, связывающего наработку трубопровода с изменением ударной вязкости его материала, характеризующийся уменьшением погрешности расчетов и устанавливающий возможность двукратного продления срока службы после восстановительного ремонта специальной термической обработкой.

The study is devoted to ensuring the safety of mainline oil and gas pipelines operated beyond their normative service life in the Republic of Belarus, through their inspection and subsequent restorative heat treatment of circumferential welded joints. During the operation of oil and gas pipelines, the impact toughness of the pipe metal and especially of its welded joints decreases. This leads to an increased likelihood of crack initiation and growth and to subsequent catastrophic failure of the main oil and gas pipeline. In this regard, a new restorative repair process is proposed that includes a specialized heat treatment of the material of pipeline joints exhibiting reduced impact toughness. Based on an experimental-statistical model of impact-toughness recovery, technological parameters for performing the special heat treatment of welded joints in the main oil and gas pipelines operated beyond their normative service life were determined. Under specified regimes, the restorative repair process can provide a relative increase in material impact toughness of up to 50 % and an increase in corrosion resistance of up to 4 %. A diagnostic method for the linear sections of a main oil and gas pipeline is proposed, based on determining the material’s impact toughness and thereby identifying the timing for shutdown to carry out repairs. This method is distinguished by the use of the Lagrange interpolation polynomial that relates pipeline operating time to changes in impact toughness; it reduces calculation error and establishes the possibility of a two-fold extension of service life following restorative repair by the special heat treatment.

метод ремонтасварное соединениемеханические свойстваударная вязкостькоррозионная стойкостьбезопасностьоценка долговечностипродление ресурсаrepair methodwelded jointmechanical propertiesimpact strengthcorrosion resistancesafetydurability assessmentlife extensionReferencesИванцов, О. М. Надежность и безопасность магистральных трубопроводов России / О. М. Иванцов // Трубопроводный транспорт нефти. 1997. № 10. С. 26–31.Ivantsov O. M. (1997) Reliability and Safety of Russia’s Main Pipelines. Truboprovodnyi transport nefti [Oil pipeline transportation], (10), 26–31 (in Russian).Нохрин, А. В. Старение сталей труб магистральных газопроводов / А. В. Нохрин, В. Н. Чувильдеев // Вестник Нижегородского университета имени Н. И. Лобачевского. 2010. № 5 (2). С. 171–180.Nokhrin A. V., Chuvildeev V. N. (2010) Aging of Steel Pipelines of Main Gas Pipelines. Vestnik Nizhegorodskogo Universiteta imeni N. I. Lobacgevskogo = Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod, (5), 171–180 (in Russian).Старение труб нефтепроводов / А. Г. Гумеров, Р. С. Зайнуллин, К. М. Ямалеев, А. В. Росляков. М.: Недра, 1995. 218 с.Gumerov A. G., Zainullin R. S., Yamaleev K. M., Roslyakov A. V. (1995) Aging of Oil Pipeline PipeBordovsky А. M., Vorobyov V. V., Sosnovsky L. A. (2004) Strength Reliability of the Linear SectKostyuchenko A. A. (2006) Corrosion Damage to the Inner Surface of Pipes in Long-Term Operation of Oil Pipelines. Nadezhnost' i bezopasnost' magistral'nogo truboprovodnogo transporta: materialy V Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf., Novopolotsk, 7–9 iyunya 2006 g. [Reliability and Safety of Main Pipeline Transport: Proceedings of the 5th International Scientific and Technical Conference, Novopolotsk, June 7–9, 2006]. Novopolotsk, 62–63 (in Russian).Бордовский, А. М. Прочностная надежность линейной части нефтепровода / А. М. Бордовский, В. В. Воробьев, Л. А. Сосновский. Гомель: НПО ТРИБОФАТИКА, 2004. 114 с.Snarsky A. S., Yanushonok A. N. (2014) Method for Restoring the Impact Toughness of a Ring Welded Joint of a Main Pipeline. Patent BY No 18468 (in Russian).Костюченко, А. А. Коррозионные повреждения внутренней поверхности труб длительно эксплуатируемых нефтепроводов / А. А. Костюченко // Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта: материалы V Междунар. науч.-техн. конф., Новополоцк, 7–9 июня 2006 г. / редкол.: В. К. Липский [и др.]. Новополоцк, 2006. С. 62–63.Yanushonok A. N. (2024) Heater for Heat Treatment of Ring Welded Joints of Main Pipelines. PatenNikitin V. I. (2001) Modeling and Computational Experiment in Construction and Technological Problems. Brest, Brest State Technical University. 167 (in Russian).Патент BY 18468, МПК С21D 9/50, С21D 9/08, С21D 9/14, B23P 6/00. Способ восстановления ударной вязкости кольцевого сварного соединения магистрального трубопровода: № a 20120202: заявлено 13.02.2012: опубл. 30.08.2014 / А. С. Снарский, А. Н. Янушонок; заявитель Полоцкий государственный университет. URL: https://elib.psu.by/bitstream/123456789/43058/1/18468.pdf.Yanushonok A. N., Snarsky A. S. (2010) Changes in Corrosion Resistance of Sections of Welded Joints of Main Pipelines That Have Undergone Long-Term Operation under the Influence of High-Temperature Tempering. Vestnik Polotskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya F. Stroitel'stvo. Prikladnye nauki, (6), 95–102 (in Russian).Патент BY 24373, МПК F 16L 53/00. Нагреватель для термообработки кольцевых сварных соединений магистрального трубопровода: a 20220315; заявлено 07.12.2022; опубл. 20.09.2024 / А. Н. Янушонок; заявитель Полоцкий государственный университет. 4 c.Panteleenko F. I., Snarsky A. S., Yanushonok A. N. (2011) Evaluation of the Effectiveness of Restorative Heat Treatment of Main Pipelines by Determining the Impact Toughness of the Metal Using a Non-Destructive Indirect Method. Neftegazovoe Delo [Oil and Gas Business], 9 (1): 35–39 (in Russian).Никитин, В. И. Моделирование и вычислительный эксперимент в строительно-технологических задачах: учеб. пособие / В. И. Никитин. Брест: БГТУ, 2001. 167 с.Snarsky A. S., Yanushonok A. N. (2024) Non-Destructive Method for Determining the Mechanical Characteristics of Metal Pipes of the Main Pipeline. Vestnik Polotskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya B. Promyshlennost'. Prikladnye nauki, (2), 135–143 (in Russian).Янушонок, А. Н. Изменение коррозионной стойкости участков сварных соединений магистральных трубопроводов, претерпевших длительную эксплуатацию, под влиянием высокотемпературного отпуска / А. Н. Янушонок, А. С. Снарский // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. F. Строительство. Прикладные науки. 2010. № 6. С. 95–102.Yanushonok A. N., Stakheyko V. N. (2012) Evaluation of the Economic Efficiency of Restorative Heat Treatment of Welded Ring Joints of Main Pipelines That Have Been in Operation for a Long Time. Vestnik Polockogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya D. Ekonomicheskie i yuridicheskie nauki, (6), 95–102 (in Russian).Пантелеенко, Ф. И. Оценка эффективности восстановительной термической обработки магистральных трубопроводов определением ударной вязкости металла неразрушающим косвенным методом / Ф. И. Пантелеенко, А. С. Снарский, А. Н. Янушонок // Нефтегазовое дело. 2011. Т. 9, № 1. С. 35–39.Пантелеенко, Ф. И. Оценка эффективности восстановительной термической обработки магистральных трубопроводов определением ударной вязкости металла неразрушающим косвенным методом / Ф. И. Пантелеенко, А. С. Снарский, А. Н. Янушонок // Нефтегазовое дело. 2011. Т. 9, № 1. С. 35–39.Снарский, А. С. Неразрушающий метод определения механических характеристик металла труб магистрального трубопровода / А. С. Снарский, А. Н. Янушонок // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. B. Промышленность. Прикладные науки. 2024. № 2. С. 135–143.Снарский, А. С. Неразрушающий метод определения механических характеристик металла труб магистрального трубопровода / А. С. Снарский, А. Н. Янушонок // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. B. Промышленность. Прикладные науки. 2024. № 2. С. 135–143.Янушонок, А. Н. Оценка экономической эффективности восстановительной термической обработки сварных кольцевых соединений магистральных трубопроводов, проработавших длительное время / А. Н. Янушонок, В. Н. Стахейко // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. D. Экономические и юридические науки. 2012. № 6. С. 95–102.Янушонок, А. Н. Оценка экономической эффективности восстановительной термической обработки сварных кольцевых соединений магистральных трубопроводов, проработавших длительное время / А. Н. Янушонок, В. Н. Стахейко // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. D. Экономические и юридические науки. 2012. № 6. С. 95–102.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.