Совершенствование методов анализа причин разрушения аппаратов при техногенных авариях

• Автор: Ягафаров, Рустем Равилевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 103 с. : ил.

Глава 1 Техногенные аварии в нефтегазовой отрасли

1.1 Статистика по техногенным авариям в нефтегазовой отрасли

1.2 Ущерб от последствий техногенных аварий в нефтегазовой отрасли

1.3 Методы анализа причин возникновения аварий в нефтегазовой отрасли

1.4 Характерные особенности развития аварий на предприятиях нефтехимпереработки

Выводы по главе

Глава 2 Моделирование деформирования колонных аппаратов в неравномерном температурном поле

2.1 Описание аварии на установке АВТ

2.2 Расчетная схема и особенности моделирования методом конечных элементов

2.3 Результаты моделирования

Выводы по главе

Глава 3 Моделирование процесса деформирования и разрушения обвязки колонных аппаратов при пожаре
3.1 Описание аварии на установке АВТМ
3.2 Расчетная схема и особенности моделирования процесса деформирования и разрушения обвязки колонных аппаратов при пожаре
3.3 Результаты моделирования деформирования линзового компенсатора в рабочих условиях и при аварии
3.4 Учет влияния накопления повреждений в конструкционном материале на разрушение при аварии
Выводы по главе
Глава 4 Разработка алгоритма анализа причин разрушения
аппаратов
4.1. Влияние структурных факторов на механические
свойства и развитие процессов разрушения ферритно-перлитных сталей
Выводы по главе
Общие выводы
Список использованной литературы

На производственных площадях химических и нефтеперерабатывающих предприятий сосредоточены большие массы взрывоопасных и токсичных продуктов, обладающих большой потенциальной опасностью. Предприятия нефте-химпереработки, на которых перерабатываются, получаются и хранятся взры-во- и пожароопасные вещества, а также используется технологическое оборудование, работающее при высоких температурах и давлениях, относятся к опасным производственным объектам, согласно Федеральному закону от 21.07.97г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Снятие в последние годы ограничений по освещению аварий и катастроф позволило привлечь внимание общественности к проблеме промышленной безопасности. На химико-технологических объектах России за 1970-2004гг. произошло примерно 300 крупных промышленных аварий с тяжёлыми последствиями и уменьшение их числа за последние годы не отмечается, как в силу объективных причин (значительная изношенность оборудования), так и субъективных (человеческий фактор). Для существенного сокращения или устранения негативных последствий аварий необходимы исследования, позволяющие прогнозировать развитие аварийных ситуаций и учитывать их при составлении планов ликвидации аварийных ситуаций на опасных производственных объектах. Эти вопросы рассматриваются на примерах аппаратов колонного типа, применяемых на установках первичной переработки нефти.
Цель работы
Разработка научно-методических основ анализа реальных причин разрушения аппаратов в результате возникновения пожара и его ликвидации.
Задачи исследований
1. Сбор и анализ статистической информации по техногенным авариям в нефтегазовой отрасли.
2. Моделирование процесса деформирования колонных аппаратов и обвязки при развитии пожара.
3. Определение алгоритма анализа развития аварийных ситуаций.

1 2 3 4
100 134 201 321,6 191000
150 131 196,5 314,4 186000
200 126 189 302,4 181000
250 120 180 288 176000
300 108 162 259,2 171000
350 98 147 235,2 164000
375 93 139,5 223,2 159000
400 85 127,5 204 155000
410 81 121,5 194,4 150000
420 75 112,5 180 147000
430 71 106,5 170,4 143000
В расчетах также применяли коэффициент теплопроводности, коэффициент линейного расширения и коэффициент Пуассона.
Колонна была разбита на конечные элементы который в рамках КК «ANSYS» имеет название «Shell 43», с вращательными степенями свободы в узле, которые позволяют учитывать потенциальную энергию сдвиговых деформаций, с линейной или квадратичной аппроксимацией поля перемещений. Использование конечных элементов с квадратичной аппроксимацией поля повышает точность исследования. Толщина элемента является функцией локальных координат и полностью определяется заданием его узловых значений. Элемент «Shell 43» позволяет проанализировать напряжения превышающие предел текучести материала. Применение данного конечного элемента (рис.3.4.) позволяет решать задачи в упругопластической области, а также учитывать явление ползучести, что необходимо при определении напряженно-деформированного состояния. На основе этого элемента были реализованы и проанализированы различные процедуры дискретизации цилиндрической оболочки.