Разработка метода оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов по электромагнитным параметрам

• Автор: Шарипкулова, Айгуль Тимирьяновна
• Шифр специальности: 05.26.03, 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Содержание

Введение

1 Анализ состояния безопасной эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли

1.1 Анализ аварийности на объектах нефтегазовой отрасли

1.2 Методы оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов

1.3 Электромагнитная диагностика оборудования

1.4 Применение электромагнитных методов неразрушающего контроля для оценки напряженно-деформированного состояния ме

талла оборудования

Выводы по первой главе

2 I Оборудование и методики исследования влияния статического и

циклического нагружения на электромагнитные параметры ме
талла
2.1 Выбор материалов для исследований
2.2 Проведение исследований электромагнитных параметров

металла
2.3 Установки и оборудование для проведения испытаний
на усталость, статическое растяжение и металлографических
исследований
2.4 Математическая обработка электромагнитных параметров

металла
2.5 Определение погрешности прямых измерений
Выводы по второй главе
3 Влияние малоциклового и статического нагружения металла оборудования на его электромагнитные параметры, и их взаимосвязь с содержанием углерода и средним размером зерна

3.1 Выбор режимов термической обработки для получения различных размеров зерна
3.2 Влияние генерируемой частоты и внешней среды на исследование электромагнитных параметров
3.3 Исследование переходных характеристик сталей при статическом нагружении
3.4 Исследование влияния циклического нагружения на электромагнитные параметры стали
Выводы по третей главе 4 Разработка метода оценки предельного состояния металла тех-' нологических трубопроводов по электромагнитным параметрам Выводы по четвертой главе Основные результаты и выводы Список использованных источников

Введение
Оборудование опасных производственных объектов нефтегазовой отрасли работает в условиях механических нагрузок, высоких температур и коррозионно-активных рабочих сред, инициирующих возникновение и накопление повреждений, приводящих со временем к нарушению его работоспособности. В связи с чем очень важно определять предельное состояние металла и возможность дальнейшей безопасной эксплуатации такого оборудования.
Транспортировка углеводородного сырья на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях осуществляется с помощью трубопроводных систем. В настоящее время накопленные повреждения и остаточный ресурс оборудования определяются по фактическим данным о режимах работы и действующих напряжениях, деформациях, температурах и состоянии дефектов и не учитываются изменения структуры, содержания углерода, фазового состава металла в процессе эксплуатации металлоконструкций. Поэтому работа, направленная на разработку методов оценки предельного состояния металла оборудования с учетом содержания углерода, структуры материала и вида нагружения, представляется актуальной. Разработка методов оценки ресурса безопасной эксплуатации технических устройств опасных производственных объектов является одним из приоритетных направлений специальности
05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность». Установление закономерностей и критериев оценки разрушения материалов от действия механических нагрузок относится к области исследований специальности 05.02.01 «Материаловедение». Таким образом, проблема повышения безопасной эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли путем предупреждения развития разрушения материала с учетом его структуры и содержания элементов носит междисциплинарный характер.
В настоящее время специалистами все больше внимания уделяется методам и средствам неразрушающего контроля, позволяющим оценивать уровень деградации материала с использованием косвенных параметров,
В качестве диагностических параметров оценки текущего состояния и прогнозирования остаточного ресурса оборудования Баширов М.Г. в своих работах [11-13] предлагает применение изменение параметров гармонических составляющих сигнала измерительного преобразователя. По результатам измерений механических и информационных параметров гармонических составляющих- электромагнитного поля строится эталонная математическая модель - образ исходного состояния оборудования, представляющая многомерный вектор. Затем по результатам механических испытаний в этом же пространстве определяется поверхность предельного состояния оборудования. В соответствии с теорией распознавания образов техническое состояние и остаточный ресурс оборудования идентифицируются как функции отклонения вектора текущего состояния от вектора эталонной модели и расстояния до поверхности предельного состояния.
В работах Вильданова Р.Г. [25, 64, 65] для оценки поврежденности и напряженно-деформированного состояния оболочковых металлоконструкций разработаны интроскопы МД-11ПМ, МИПП-10. Принцип действия интро-скопа основан на измерении потерь перемагничивания в контролируемом изделии. Если ферромагнитный материал подвергается периодическому пере-магничиванию, то в нем возникают потери энергии на гистерезис и вихревые токи. Интроскоп преобразует потери в фазовый сдвиг выходного сигнала и сравнивает с опорным (образцовым) сигналом. Датчик интроскопа представляет собой приставной П-образный электромагнит с двумя полюсами или стержневой электромагнит с одним полюсом и двумя обмотками (возбуждения и измерительной). К обмотке возбуждения подводится переменное напряжение от управляемого генератора опорных частот, а напряжение измерительной обмотки обрабатывается амплитудным или фазовым методом. Интроскоп двухканальный: один канал - рабочий; второй - образцовый (предназначен для формирования опорного сигнала). В детекторе интроскопа сравниваются фазы сигналов рабочего и образцового каналов и формируется сигнал, пропорциональный фазовому сдвигу. Этот сигнал обрабатывается в измерительном блоке интроскопа и сравнивается с заданием, вырабатываемым блоком сигнализации. При превышении сигналом измерительного блока заданного значения срабатывает сигнализация, предупреждающая о наличии