Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Пожарная и промышленная безопасность (по отраслям)

Диссертационная работа:

Агишев Вадим Наилович. Совершенствование методов определения остаточного ресурса газопроводов с дефектами формы труб : Дис. ... канд. техн. наук : 05.26.03 Уфа, 2005 136 с. РГБ ОД, 61:05-5/2332

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.
Введение 4

1 Состояние вопроса, цели и задачи исследований 9

ij.

  1. Анализ технологии строительства и условий эксплуатации газопроводов 10

  2. Анализ дефектности металла газопроводов

ООО «Оренбурггазпром» 19

№ 1.3 Неразрушающие методы контроля дефектов

металла трубопроводов 30

1.4 Методы оценки потенциальной опасности

участков трубопроводов с дефектами формы труб 38

1.4.1 Определение остаточного ресурса безопасной эксплуатации
трубопроводов с дефектами формы труб аналитическими методами 38

1.4.2 Изменение напряженно-деформированного состояния

металла труб в зонах вмятин в процессе гидравлических испытаний 45

1.4.3 Применение акустических неразрушающих методов контроля

к диагностированию дефектов формы труб 47

"

1.5 Постановка задачи и цели исследования 49

2 Разработка методики оценки механических свойств

металлов, основанной на методе АУЗИ 52

2.1 Определение пластических свойств сталей методом АУЗИ 52

  1. Метод АУЗИ 52

  2. Оценка влияния основных факторов, на результаты

г определения пластических свойств сталей 57

2.1.3 Влияние упругих деформаций металла на скорость

d^ распространения акустических волн 60

2.1.4 Влияние пластических деформаций металла на

скорость распространения акустических волн 61

мл 2.2 Изменения скорости распространения акустических

волн при малоцикловой усталости металла 64

2.3 Применение метода АУЗИ при диагностировании

^ , механических повреждений трубопроводов 67

2.4 Методика контроля механических свойств металлов

rt'i

методом АУЗИ 70

Выводы по главе 2 73

3 Определение предельных характеристик дефектных труб 74

|%' 3.1 Причины образования дефектов формы труб 74

3.2 Методика проведения и оборудование для гидравлических

испытаний труб 81

3.3 Оценка потенциальной опасности газопроводов с дефектами

формы труб по результатам гидравлических испытаний 92

Выводы по главе 3 109

4 Эффективность контроля и определения остаточного ресурса

металла дефектных труб 110

  1. Контроль дефектов формы труб методом АУЗИ ПО

  2. Методика определения остаточного ресурса

Щ газопроводов с дефектами формы труб 114

4.3 Обоснование необходимости

проведения гидравлических испытаний дефектных труб 121

Выводы по главе 4 125

Основные результаты работы и выводы 126

Список использованных источников 127

Приложения 135

Введение к работе:

В настоящее время в РФ эксплуатируется несколько десятков тысяч километров газопроводов, построенных в 1970-80 годы. Несовершенство технологии строительства приводит к снижению качества строительно-монтажных работ, возникновению различных дефектов в металле стенки труб и снижению безопасности эксплуатации газопроводов. Длительные сроки эксплуатации газопроводов и непрерывно изменяющиеся параметры перекачки способствуют увеличению количества механических и развитию усталостных повреждений в металле труб, которые в свою очередь могут привести к авариям.

Аварии на газопроводах наносят непоправимый ущерб окружающей среде, экономике и нередко бывают причиной гибели людей. Примеров аварий, приводящих к значительному экологическому и экономическому ущербу, можно привести много, поскольку на трубопроводном транспорте нефти и газа ежегодно происходит свыше 100 аварий с выходом продукта. В общем, по данным РАО «Газпром», дефекты, вызвавшие разрушения, составили: металлургические - 13,3 %; строительные - 23,9 %; эксплуатационные - 36,7 %; прочие - 26,1 %. По данным мировой статистики только за последние 30 лет количество аварий в нефтяной и газовой промышленности возросло в три раза, а ущерб от них вырос в девять раз.

В настоящее время в процессе диагностирования газопроводов установлено, что в процессе деформационного старения металла стенок труб дальнейшая эксплуатация газопроводов с дефектами формы труб возможна при условии обоснованно рассчитанного ресурса безопасной эксплуатации.

Существующие подходы к решению проблем технической диагностики, основанные только на известных методах оценки прочности конструкций, не позволяют с полной достоверностью оценить их безопасность эксплуатации в целом по той причине, что проблема диагностики является системной. Она должна основываться на учете всего необходимого комплекса оценочных

5 характеристик, которые формируют уровень безопасности конструкции с учетом всех этапов функционирования. Из него следует, что контролируемые системы должны иметь интегрированную конструкцию по составу функциональных задач и системную основу для решения каждой из них. Следовательно, необходим соответствующий спектр научного обеспечения задач повышения надежности оборудования и конструкций. Этот вывод формирует состав научных и технических проблем диагностики промышленных систем, их приоритетность и необходимую достаточность разработки.

Проблемы разработки современных систем диагностики технического состояния трубопроводной системы России состоит не только в разработке математического и программного обеспечения, позволяющего прогнозировать остаточный ресурс безопасной эксплуатации магистральных, соединительных и шлейфовых газопроводов, но и в создании нового, более совершенного инструментально - приборного парка.

Конечной целью технического процесса обслуживания трубопроводной системы является уменьшение аварийности газопроводов и снижение эксплуатационных затрат. Если расходы на капитальный ремонт могут быть подсчитаны достаточно точно, то ущерб от аварий прогнозировать очень трудно. В связи с этим встает вопрос создания концепции комплексной системы диагностики и обеспечения безопасной эксплуатации линейной части газопроводов, которая должна выполнять функции методологического руководства по разработке системы диагностики, оценки технического состояния по результатам диагностики и вывода трубопровода на ремонт.

Основным элементом такой концепции должно быть научное обоснование:

необходимости создания практических методик и алгоритмов оценки работоспособности газопроводов;

необходимой для диагностических служб нормативно - технической и организационно - методической документации;

структуры системы комплексной диагностики;

- рациональных методов планирования программ эксплуатации, ремонта и реконструкции газопроводов на базе результатов комплексной диагностики.

Таким образом, при строительстве и эксплуатации оборудования, конструкций и газопроводов необходим четкий и достоверный контроль над проведением строительных и диагностических работ.

Несмотря на большой объем опубликованных исследований в области увеличения долговечности и безопасной эксплуатации газопроводов, подверженных механическому разрушению, некоторые вопросы все же остаются не изученными, среди них можно выделить следующие:

1. Влияние циклического режима эксплуатации на работоспособность и безопасную эксплуатацию дефектных участков газопроводов, требует дальнейших экспериментальных исследований.

2 Несовершенство методов прогнозирования безопасной эксплуатации участков газопроводов, подвергнутых механическим повреждениям и эксплуатируемым под воздействием циклических нагрузок.

В связи с вышеизложенным, целью работы является повышение эффективности методов определения остаточного ресурса безопасной эксплуатации газопроводов с дефектами формы стенки труб, работающих в условиях статических и циклических режимов, на основе результатов неразрушающего контроля, расчетных методик и гидравлических испытаний дефектных труб.

Реализация' этой цели в диссертационной работе осуществляется путем постановки и решения следующих основных задач исследования:

1 Исследовать методику акустического неразрушающего контроля напряженно-деформированного состояния металла газопроводов с дефектами формы труб.

2. Определить остаточный ресурс безопасной эксплуатации газопроводов с дефектами формы труб при малоцикловой усталости по результатам метода автоциркуляций ультразвуковых импульсов (АУЗИ).

  1. Определить эквивалентные режимы нагружения труб на основе анализа режимов эксплуатации газопроводов.

  2. Определить остаточный ресурс вмятин и гофр на основе циклического нагружения давлением труб с дефектами формы.

5 Разработать методику определения остаточного ресурса безопасной
эксплуатации газопроводов с дефектами формы труб на основе результатов
экспериментальных исследований метода АУЗИ и гидравлических испытаний.

Научная новизна:

  1. Установлены зависимости скорости распространения акустических волн от величины пластических деформаций металла и поврежденности металла в результате усталостного нагружения.

  2. На основании результатов исследований метода АУЗИ разработан способ определения механических свойств металлов при пластическом деформировании.

3. Получена зависимость величины максимальных деформаций в области дефектов формы по результатам тензометрирования и метода АУЗИ.

4 Разработана методика оценки поврежденности металла дефектных участков газопроводов при циклических деформациях с прогнозированием остаточного ресурса безопасной эксплуатации.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Мероприятия по диагностике и предотвращению отказов газопроводов с дефектами формы труб внедрены в УЭСП ООО «Оренбурггазпром». Оценка остаточного ресурса безопасной эксплуатации металла труб с дефектами формы, по предлагаемой методике, позволила обосновать необходимость и сроки проведения ремонта и повысить безопасность эксплуатации магистрального газопровода Ду 700 мм «Оренбург-Салават-Уфа».

Апробация работы. Результаты работы докладывались'. - на. Ш Всероссийской научно-технической конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций» - 2002 г.;

Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы подготовки кадров для развития экономики Оренбуржья» - 2002 г.;

региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбургской области - 2002 г.;

IV Международной научно-технической конференции «Диагностика оборудования и трубопроводов, подверженных воздействию сероводородсодержащих сред» - 2002 г.;

IV Международной научной конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций» - 2005 г.

Разработанная методика оценки механических свойств металлов при пластическом деформировании в 2003 г. награждена дипломом лауреата научно-исследовательских работ молодых ученых и специалистов Оренбуржья. Также получено положительное решение о выдаче патента на изобретение «Способ оценки механических свойств при пластическом деформировании» (№2002110486/28(011033) от 19.04.2002 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных трудов и тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованных источников из 124 наименований, содержит 134 страницы машинописного текста (без приложений) и включает 44 рисунка, 10 таблиц, 2 приложения.

Подобные работы
Нагановский Юрий Кузьмич
Совершенствование методов идентификации и контроля пожароопасных свойств строительных материалов и средств огнезащиты
Нгуен Ван Зунг
Совершенствование методов повышения безопасности эксплуатации платформ месторождения совместного предприятия "Вьетсовпетро"
Грибанов Евгений Николаевич
Совершенствование метода прогноза метаноносности угольных пластов для обеспечения безопасных условий труда в шахтах
Билибин Владимир Валентинович
Совершенствование методов и практики горного надзора безопасного обслуживания горно-транспортного оборудования на разрезах
Токарев Дмитрий Владимирович
Совершенствование методов анализа промышленной безопасности нефтеперерабатывающих производств
Ягафаров Рустем Равилевич
Совершенствование методов анализа причин разрушения аппаратов при техногенных авариях
Давыдова Екатерина Вадимовна
Совершенствование метода расчета параметров потенциальной опасности оборудования установок нефтеперерабатывающих предприятий
Тимошкин Юрий Васильевич
Совершенствование методов прогнозирования безопасности эксплуатации газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением
Чучкалов Михаил Владимирович
Совершенствование методов оценки безопасности эксплуатации оборудования оболочкового типа в системе магистрального транспорта газа : на примере ООО "БАШТРАНСГАЗ"
Навценя Владимир Юрьевич
Развитие научных основ и совершенствование методов обеспечения пожаровзрывобезопасности технологического оборудования с горючими газами и жидкостями

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net