Совершенствование методов обеспечения безопасности магистральных нефтегазопроводов

• Автор: Валекжанин, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 25.00.19, 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1 НЕКОТОРЫЕ МАЛОИЗУЧЕННЫЕ ЯВЛЕНИЯ И
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
1.1 Роль неизученных явлений в безопасности трубопроводов
1.2 Старение металла труб при длительной эксплуатации
1.3 Напряженное состояние трубопроводов и методы контроля
1.4 Состояние аварийности и организационные проблемы
2 ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МЕТАЛЛА
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
2.1 Срок службы, срок амортизации и остаточный ресурс
2.2 Механизмы изменения механических свойств металла труб.
Деформационное старение
2.3 Сравнение механических свойств металла труб аварийного
запаса и действующего трубопровода с сертификатными данными
2.4 Термическое восстановление исходного состояния металла

2.5 Коэрцитивная сила и механические свойства металла труб
2.6 Методика оценки остаточного ресурса металла магистральных трубопроводов
Выводы по разделу
3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
ДЕЙСТВУЮЩИХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
3.1. Принципы измерения напряжений на действующих магистральных трубопроводах
3.2. Анализ методов измерения напряжений, основанных на разных физических явлениях

3.3. Магнитные методы контроля напряженного состояния действующих трубопроводов
Выводы по разделу
4. МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЁННО-
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ
4.1. Способы механических воздействий для определения остаточных напряжений
4.2. Голографическая интерферометрия и её использование для
измерения напряжений
4.3. Развитие расчётных методов применительно к оценке остаточных напряжений механическим воздействием
4.4. Численное решение задачи о контактном внедрении твердого
шара в предварительно напряженное упругопластическое тело
4.5. Сравнительные испытания методов контроля напряжений
Выводы по разделу
5. НЕКОТОРЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВА-
НИЮ СИСТЕМЫ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
5.1. Система экспертизы промышленной безопасности
5.2. Требования к экспертным организациям
5.3. Аттестация и переаттестации экспертов
5.4. Некоторые предложения
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Магистральные трубопроводы играют важную роль в функционировании нефтегазового комплекса страны. От их технического состояния зависит безотказность поставок нефти и газа потребителям из районов добычи, многие из которых расположены в отдалённых труднодоступных районах со сложными природно-климатическими условиями.
Магистральные нефтегазопроводы являются объектами повышенной опасности по нескольким показателям одновременно. Они постоянно находятся под высокими рабочими давлениями, которые достигают 10 МПа и более. Поэтому существует вероятность разрушения, что сопровождается выбросом большого количества продукта перекачки, экологическим ущербом, иногда взрывом и горением, повреждениями сооружений и жертвами.
Благодаря функционированию системы экспертизы промышленной безопасности, усилению контроля технического состояния, широкому внедрению современных методов диагностики в последние годы количество аварий неуклонно уменьшалось и достигло некоторого предела. Традиционными методами (диагностика и ремонт) не удается дальше снизить аварийность. Следовательно, необходимо совершить скачок на другой уровень. Для этого требуется провести более глубокие исследования причин и механизмов разрушений. Если причины и механизмы повторяются на разных трубопроводах, то это говорит о том, что существуют какие-то системные проблемы, непознанные явления. Только изучив эти глубинные причины и механизмы, можем рассчитывать на успех в дальнейшем снижении аварийности.
До настоящего времени в официальных докладах об аварийности в нефтегазовой отрасли приводилась классификация отказов по следующим типовым причинам: несоответствие проекту, металлургический дефект, заводской дефект, строительный брак, коррозия, механическое повреждение, дефект сварки, человеческий фактор. Такая классификация преследовала в основном две цели: определить виновника аварии и вести статистику для отчётности. Но для дальнейшего снижения аварийности такая классификация

в большом количестве проводят ремонтные работы по замене дефектных участков. Эти участки обычно вырезаются из трубопровода, а вместо них ввариваются новые трубы. Вырезанные участки обычно имеют длину не менее 10 м, что вполне достаточно для изготовления образцов практически в любом количестве. Испытаниями образцов пытаются решить ряд задач:
1. Оценить соответствие механических характеристик металла трубопровода требованиям отраслевых нормативных документов.
2. Оценить степень изменения металла трубопровода и спрогнозировать дальнейшие изменения.
3. Оценить остаточный ресурс трубопроводов при дальнейшей эксплуатации.
4. Принять решение о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации обследуемых газопроводов с измененными свойствами металла труб (особенно если в результате таких изменений механические характеристики вышли за допустимые пределы).
Наиболее сложной и противоречивой из задач является оценка и прогнозирование изменения свойств металла труб в процессе их эксплуатации. К настоящему времени опубликовано достаточно большое количество работ [18, 19, 58, 69, 86, 102, 120, 125, 136], посвященных этому вопросу. Однако необходимо отметить, что имеющиеся данные и выводы противоречивы. В одних работах утверждается, что, стандартные характеристики ат, ав увеличиваются на 20-25 %, относительное удлинение 8 понижается на 30-35 %, ударная вязкость снижается в 1,5-3 раза, в других - значения стандартных механических характеристик в процессе длительной эксплуатации практически не меняются. Объяснить эти противоречия можно, проанализировав сами методы оценки изменения механических свойств металла труб, применяемые в указанных работах. Это, в свою очередь показывает, что есть вопросы и самих методах оценки механических свойств металла после длительной эксплуатации.