Применение уточненных методов для расчета на прочность и оценки остаточного ресурса оборудования по подготовке и транспортировке газа

• Автор: Журавлев, Дмитрий Витальевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Введение. Цель и содержание диссертации
1. Обзор литературы
1.1. Проблемы обеспечения безопасности эксплуатации и продления срока службы нефтегазового оборудования, выработавшего назначенный ресурс
1.2. Основные сведения о сосудах и аппаратах по подготовке и транспортировке газа
1.2.1. Абсорберы
1.2.2. Адсорберы
1.2.3. Сепараторы
1.2.4. Теплообменное оборудование
1.2.5. Циклонные пылеуловители
1.3. Дефекты и деградационные процессы в корпусах и сварных соединениях нефтегазового оборудования после длительной эксплуатации и методы их диагностирования
1.3.1. Деградация механических свойств материалов
1.3.2. Виды охрупчивания
1.3.3. Коррозионно-эрозионные процессы в сосудах и
аппаратах
1.4. Параметры технического состояния и техническое диагностирование
1.5. Сбор, систематизация и анализ технической документации
1.6. Понятие ресурса и применяемые детерминистические методы
его оценки
1.7. Практические примеры оценки технического состояния сосудов
и аппаратов
2. Расчеты на прочность и сейсмостойкость конструкций нефтегазового оборудования с использованием программного пакета ANSYS
2.1. Расчет на сейсмостойкость пылеуловителя с прикрепленными к
нему трубопроводами
2.2. Определение собственных частот и форм колебаний методом
итераций в подпространстве
2.3. Спектральный анализ
2.4. Расчет на сейсмостойкость печи для нагрева кислого газа
2.5. Расчет на прочность реактора для окисления сероводорода в
газе
2.6. Расчет на устойчивость колонного аппарата с учетом ветровой
нагрузки
3. Вероятностные методы оценки остаточного ресурса промыслового оборудования при поверхностном разрушении
3.1. Данные диагностического обследования
3.2. Статистический расчет остаточного ресурса абсорбера,
подвергшегося общей коррозии, с использованием распределения Вейбулла
3.3. Оценка остаточного ресурса обечаек абсорбера по методике
вероятностной оценки остаточного ресурса технологических стальных трубопроводов
3.4. Уточненный расчет остаточного ресурса абсорбера
3.4.1. Оценка вероятности отказов по данным диагностики
3.4.2. Оценка остаточного ресурса
3.4.3. Результаты расчетов
3.5. Выводы
Заключение
Список литературы

Введение. Цель и содержание диссертации
Предпосылками к изучению проблемы надежности и оценки остаточного ресурса несущих (силовых) конструкций технических устройств опасных производственных объектов газо-, нефтехимических производств стали, во-первых, исследования по оценке показателей надежности сооружений и конструкций, проводимые на кафедре Динамики и прочности машин Московского энергетического института [98]. Во-вторых, возникла необходимость проверить эффективность разработанных методов применительно к таким сооружениям, как абсорберы, адсорберы, печи для нагрева газа, ректификационные колонны, пылеуловители и сепараторы (далее сосуды, аппараты), т.е. к оборудованию, работающему на установках сбора, транспортировки и переработки газа и газового конденсата.
Основными причинами возникновения аварийных ситуаций, перерастания их в аварии и катастрофы являются, как правило, отказы технических систем вследствие ошибок в проектировании, нарушения технологии изготовления, условий и режимов эксплуатации, а также природных явлений типа землетрясений, ураганов и др. Для конструкций и сооружений, длительное время находящихся в эксплуатации, причиной отказа могут стать коррозия, деградация свойств материалов, предельные уровни накопленных повреждений, образование и неконтролируемое распространение трещин [48,54,58,59].
Проблемы наблюдения за изменением сопротивляемости разрушению и адекватного уточнения времени безопасной эксплуатации промышленных объектов особенно актуальны в настоящее время, когда эксплуатационные параметры для большинства действующих аппаратов нефтяной и газовой промышленности практически достигли предельных значений, а проектный срок их коммерческого использования близок к завершению.
В нефтегазовой отрасли оценка технического состояния и остаточного ресурса сосудов и аппаратов, выработавших назначенный срок службы, опирается на нормативно-техническую документацию: методики, методические ука-

1.5. Сбор, систематизация и анализ технической документации
Сбор исходных данных для оценки остаточного ресурса выработавшего свой назначенный срок службы газового оборудования — ответственная задача, от которой зависит правильность дальнейших расчетов. В этом случае необходимым является упорядочение сбора информации, т.е. составление компьютерных баз данных на имеющееся оборудование непосредственно на установках комплексной подготовки газа к транспорту, компрессорных и дожимных компрессорных станциях, производствах газоперерабатывающего завода. Вся эта информация должна стекаться в общую базу данных организации, за которой будет закреплено проведение расчетов. Такую организацию выбирает для себя, если речь идет о газовом оборудовании, ОАО «ГАЗПРОМ».
Исходная информация должна подразделяться на две группы, а именно: на информацию по итогам анализа технической документации аппарата (это работа с его техническим паспортом, проектными чертежами, при необходимости проектом всей технологической линии) и информацию по итогам экспертных обследований с применением методов неразрушающего контроля. В последнюю может быть включена также первичная обработка статистической информации.
Работа над созданием таких программных пакетов начата в ДОАО ЦКБН по заданию ООО «Уренгойгазпром» при непосредственном участии автора.
При участии автора разрабатывается база данных на ACCESS и Visual Basic, куда заносятся результаты анализа технической документации промыслового оборудования ООО «Уренгойгазпром» (рис. 1.5.1 - 1.5.3).
Раздел «1 Общие данные о сосуде» базы содержит информацию по заводскому номеру аппарата, номеру проекта, месту установки, заводу-изготовителю, дате ввода в эксплуатацию, предприятию-проектанту.
Раздел «2 Сведения об основных элементах сосуда» содержит сведения об основных элементах обследуемого аппарата, находящихся под давле-