Методологические принципы управления качеством элементов газонефтяных трубопроводов (ЭГНТ)

• Автор: Карелин, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 541 с. : ил

1. Проблема управления качеством элементов газонефтяных трубопроводов абразивосодержащих сред и пути ее решения; цель и задачи работы
1.1. Долговечность - лимитирующий показатель качества элементов газонефтяных трубопроводов
1.2.Современный технический уровень решения проблемы в системах управления качеством
1.3.Аналитический обзор научно обоснованных принципов назначения защитных материалов элементов газонефтяных трубопроводов
1.4.Методологические аспекты поиска управляющих факторов в системе формирования качества элементов газонефтяных трубопроводов

1.5.Цель и задачи работы

2. Разработка принципиальных положений конструкторско-технологического метода управления качеством элементов газонефтяных трубопроводов
2.1.Анализ причинно-следственной цепи возникновения и развития отказов и определение доминирующих факторов

2.2.Постановка задачи выбора защитных материалов

2.3 .Разработка научных принципов методики выбора керамических

материалов для защиты от абразивной эрозии

3. Управление качеством элементов газонефтяных трубопроводов за счет материального исполнения функциональных деталей под эксплуатационное нагружение транспортируемым флюидом
3.1.Выбор испытуемых материалов и расчет параметров лабораторного устройства и испытаний
3.2.Результаты лабораторных испытаний и область их применения
4. Исследование основных управляющих факторов на этапе формирования качества элементов газонефтяных трубопроводов
4.1 .Исследование эффективности функционирования разгрузочно-абразивоудаляющих канавок запорных органов арматуры
4.1.1.Выбор факторов, влияющих на эффективность функционирования канавок
4.1.2.Анализ влияния канавок на силовые параметры затвора
4.1.3.Экспериментальное исследование эффективности канавок
4.2.Определение величин теоретических коэффициентов концентрации напряжений растяжения шибера задвижки при наличии разгрузочных канавок
4.3.Разработка методики выбора сопряжений в сталь-керамических деталях запорных устройств
4.4.0пределение ширины контакта в затворах плоского типа сталь-керамических запорных устройств
4.5.Расчет силовых параметров запорного узла клиновой задвижки
с жестким клином при изменении его геометрии
4.6.Аналитическое исследование защитной функции винтовой лопатки крутоизогнутого отвода трубопровода
5. Реализация метода управления качеством элементов газонефтяных трубопроводов на уровне изобретательских решений
5.1.Модернизация мелкоразмерной шиберной задвижки и разработка рекомендаций по модернизации технологии ремонта
5.2.Модернизация мелкоразмерного шарового крана и разработка рекомендаций по модернизации технологии ремонта
5.3.Модернизация поворотной задвижки
5.4.Модернизация клиновой задвижки и технологические аспекты
5.5.Модернизация проходного регулирующего клапана
5.6.Модернизация нерегулируемого и регулируемого (углового) штуцеров фонтанной арматуры
5.7.Модернизация крутоизогнутого отвода трубопровода
6. Технико-экономическое обоснование эффективности конструкторско-технологического метода управления качеством элементов газонефтяных трубопроводов и рекомендации по совершенствованию
основополагающих нормативных документов
6.1 .Влияние управления качеством на эффективность эксплуатации элементов газонефтяных трубопроводов
6.1.1.Модернизированные шиберные задвижки
6.1.2.Модернизированные шаровые запорные устройства
6.1.3.Модернизированные клиновые задвижки
6.1 ^.Модернизированные нерегулируемые и регулируемые (угловые) штуцеры фонтанной арматуры
6.1.5.Совершенствование ремонтопригодности запорных устройств
6.2.Экономическая эффективность повышения качества элементов газонефтяных трубопроводов на этапах производства и
ремонта
6.3.Рекомендации по совершенствованию основополагающих нормативных документов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 .Примеры оборудования с ЭГНТ, объемы ремфондов запорных устройств в газовой промышленности, отзывы потребителей и существующие технические решения
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.Расчет параметров лабораторного устройства для испытаний износостойкости материалов при абразивной
эрозии
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.Результаты обмера реальных абразивных частиц....423 ПРИЛОЖЕНИЕ 4.Программа расчета контактной ширины деталей
затворов запорных устройств
ПРИЛОЖЕНИЕ 5.Утвержденные документы испытаний, внедрения и
Экономической эффективности
Примером тому является ряд известных теоретических зависимостей для расчета износа в результате абразивной эрозии:
Эроз. потери = С f(a) М V2/о, (1.1)
где С - константа; f(a) - функция угла атаки; М, V - масса и скорость частицы; а - минимальное напряжение течения материала при температуре испытаний [272];
г| = К га о>оЬ» (1.2)
где г) - объемный износ; К = К4(т-2)/0,6 ш ; г = (К3/£3 К2)(2т/т‘2) h <т+4/т'2); а=3,6(т-2); Ь=2,4т(т-2); К3= (1-р,)/4л ; К2= оь Vl/m ь[ (ш-1)/4 л(т+1) К,]1/т; 4=[0,75(1-|х0/ Е,],/3 [380];
S = Aatizw3x (156/НВ) 10'9, (1.3)
где S - интенсивность утонения стенки , мм; А - коэффициент коррозионности среды; а - коэффициент абразивности пыли; r| = f(K) -коэффициент числа вероятных ударов частиц; z - концентрация пыли в газовом потоке; w - скорость частиц; т - время; НВ - твердость по Бринеллю. [143];
Л * ш019/6 г 11/3ps19/!V/3HM-,/4, (1.4)
где л - износ; а)0> г, ps - средняя скорость, размер и плотность твердой частицы; кс, Нм - критический коэффициент интенсивности напряжения и твердость по Виккерсу изнашиваемого материала. [327];
(dn/dt)/v0Cp=l,34 10-,1(ps/pi)4’6,(Cp/ps)-°’55exp(13,8 as/osp)
ехр(-1,29 10'4 os/ ps v0), (1.5)
где dp/dt - скорость эрозионного изнашивания; v0 - скорость жидкости; Ср -объемная концентрация твердых частиц; ps , osp - плотность и предел текучести материала твердой частицы; р| - плотность жидкости; I = К, Kv [Ра da an/oM]l’5(da/rB), (1.6)
I - интенсивность износа; Ki - коэффициент пропорциональности; Kv -поправочный коэффициент на качение; ра, da, гв - плотность, средний диаметр и радиус выступов частицы; ап - нормальное ускорение; ам -прочность материала. [2];