Совершенствование методики оценки циклической долговечности сварных соединений технологических трубопроводов

• Автор: Шарафутдинов, Рустем Афгатович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 110 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Классификация технологических трубопроводов

1.2 Конструктивные элементы технологических трубопроводов

1.2.1 Узлы и детали трубопроводов

1.2.2 Трубопроводная арматура

1.3 Виды соединений трубопроводов 1 б

1.4 Электрическая дуговая сварка

1.4.1 Ручная дуговая сварка

1.4.2 Автоматическая сварка под слоем флюса
1.4.3 Электрошлаковая сварка
1.4.4 Сварка неплавящимся электродом
1.4.5 Сварка плавящимся электродом
1.5 Механическая неоднородность сварных соединений
1.6 Особенности усталостного разрушения
1.7 Теории усталостного разрушения
1.8 Примеры усталостного разрушения сварных соединений технологических трубопроводов
1.9. Методы расчета циклической долговечности сварных соединений
1.9.1 Методы, основанные на понятии концентрация напряжений
1.9.2 Методы, основанные на группировке сварных соединений по категориям
1.9.3 Методика расчета усталостной прочности и долговечности сварных соединений, предложенная В.А. Винокуровым
1.9.4 Методика расчета циклической долговечности, предложенная H.A. Махутовым
2 Описание объекта исследования
3 Описание метода исследования
3.1 Построение трехмерной модели объекта исследования
3.2 Применение метода конечных элементов для решения инженерных задач
3.3 Расчет напряженно-деформированного состояния объекта исследования в программном комплексе АПSYS
3.4 Расчет напряженно-деформированного состояния объекта исследования с учетом циклических нагрузок, возникающих от вибрации компрессора
4 Оценка влияния геометрии трубопроводной обвязки на циклическую долговечность сварного соединения
Основные выводы
Список использованных источников
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

Введение
Актуальность работы. В-настоящее время на объектах нефтеперерабатывающей- промышленности одним из основных видов оборудования являются машины роторного типа-, надежная работа которых обеспечивает непрерывность технологического процесса. Известно, что роторные машины эксплуатируются в условиях воздействия вибрации, основной причиной которой является неуравновешенность масс конструктивных элементов ротора. В свою очередь вибрация передается на сопряженные с роторным" оборудованием технологические трубопроводы.
Известно, что под действием динамических нагрузок, напряженное состояние конструкции меняется циклически, что в конечном итоге приводит к развитию усталостных трещин. Проблеме усталостного разрушения посвящены исследования С.В. Серенсена, B.C. Ивановой, В.П. Когаева, А.П. Гусенкова,
A.A. Шанявского, В.А. Татаринцева, В.Ф. Терентьева и т.д. Как показывает практика эксплуатации- трубопроводных систем, чаще всего усталостному разрушению подвержены сварные соединения из-за своих специфических особенностей, таких как механическая и структурная неоднородность, влияние термического воздействия сварки на свойства основного металла, возможность образования при сварке технологических дефектов и т.д.
Вопросам прогнозирования усталостной прочности сварных соединений уделяется большое внимание, как в нашей стране, так и за рубежом. Значительный вклад в решение этой проблемы внесли H.A. Махутов, В'.И. Махненко,
B.А. Винокуров, Г.А. Николаев, В.П. Леонов, А.В: Ильин, Д.Д. Харрисон, П.Д. Хагсен и др.
Определение циклической долговечности сварных соединений технологических трубопроводов, сопряженных с роторным оборудованием, возможно с учетом новых подходов к оценке усталостной прочности и долговечности, основанных на изучении локального напряженного состояния в зоне возможного разрушения. Это позволит на стадии проектирования трубопровода выявить

После проведенных технологических операций линия выхода цирдс^^ пяпи-онного газа из колонны синтеза разрушилась, газ воспламенился с хлопке^ ^
В ходе расследования было установлено, что авария произошла ПрИ_
чине разрушения центральной трубы насадки колонны синтеза по свг^рНОМу шву, вследствие развития усталостной трещины в сварном соединение-* горизонтальной участка трубы и отвода (рисунок 1.8).
Рисунок 1.8 - Место аварии на предприятии ОАО «АЗОТ» (г. Бере-з пики)
В результате разрушения произошел разрыв трубопровода высо^ого дав_ ления циркуляционного газа синтеза аммиака от динамических удар о ^ катализатора и частей разорванного теплоизолированного патрубка в резуль-еате уноса их газовым потоком из колонны и выброс азотоводородной смеси в а-гмосферу через образовавшийся разрыв и последующий взрыв.
Комиссия не исключила возможности отрицательного влияния ^ а состояние технических устройств сейсмического воздействия, периодически возникающего при проведении взрывных работ на расположенном вблизи ічтеста аварии карьере ОАО «Уралкалий», которые при определенных обстоя-гельствах могли привести к увеличению напряжения в металле оборудовании, зданий и сооружений.