Обеспечение долговечности трубопроводов в условиях длительного нагружения

• Автор: Кудин, Владислав Олегович
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Раздел 1. АНАЛИЗ ИСТОРИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

1.1. Анализ основных факторов безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования

1.2. Анализ силовых воздействий на трубопровод

при строительстве и ремонте

1.3. Оценка характеристик безопасной эксплуатации трубопроводов

1.4. Определение геометрических параметров деталей заготовок

для ремонта трубопроводов

Выводы по разделу

"Раздел 2. ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК ЗАГОТОВОК ДЛЯ РЕМОНТА ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ ТРУБОПРОВОДА

2.1. Оценка критических дефектов заготовок трубопровода

2.2. Оценка критических дефектов формоизменения заготовок по механическим свойствам
2.3. Ресурсная оценка прочности трубопровода от величины критических величин
Выводы по разделу
Раздел 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК БЕЗОПАСНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ С УЧЕТОМ ДЕФОРМАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ
3.1. Разработка методики расчета ресурса трубопроводов с учетом локализованного старения металла
3.2. Расчет долговечности трубопроводов в условиях механохимической коррозии и деформационного старения

^ 3.3. Методика расчета ресурса трубопроводов с учетом сварочных
Ч напряжений
Выводы по разделу
Раздел 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРЕДЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ ПО АПРИОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ
4.1. Разработка методики расчета критических параметров трещины трубопровода

4.2. Методика расчета предельных нагрузок в элементах трубопроводной системы с угловыми швами
4.3. Методика расчета предельных нагрузок трубопроводов с коррозионными повреждениями
Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПЛОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Безопасная эксплуатация нефтегазопроводов закладывается при проектировании, обеспечивается при производстве, монтаже, поддерживаются при эксплуатации.
При производстве монтажа и ремонта трубопроводов в результате длительного технологического нагружения в металле происходят структурные изменения, снижающие их безопасность и работоспособность. Поэтому при оценке ресурса работы трубопровода фактор нагружения имеет большое практическое значение.
Вопросам изучения надежности при создании нефтегазовых трубопроводов посвящено много известных работ профессоров A.B. Бакиева, П.П. Бородавкина, P.C. Зайнуллина, А.Д. Никифорова, Р.Г. Ризванова, А.Г. Халимова. В настоящее время малоизученным является вопрос технологического нагружения при монтаже и ремонте трубопроводов.
На территории страны расположено более 200 тысяч километров нефтегазопроводов. Одной из причин нарушения экологии являются аварии из-за изношенности трубопроводов. По экспертной оценке специалистов их износ в настоящее время достигает более 50% и такое же количество трубопроводов выработало свой расчетный ресурс.
Обеспечить безопасность и долговечность трубопроводных систем можно путем ликвидации опасных предприятий, замене изношенных трубопроводов и последующую их эксплуатацию с соблюдением критериев безопасности, проведением своевременной диагностики и назначением безопасных сроков эксплуатации на базе использования современных достижений в области материаловедения и механики разрушения. Первые два направления в настоящее время не реальны из-за сложного экономического положения в стране.
Вопросами оценки остаточного ресурса трубопроводов в настоящее время занимается большое количество научно-исследовательских и учебных институтов. Это является подтверждением актуальности
Рисунок 2.1. Критические деформации при гибке заготовок днища емкости
Заметим, что предварительная деформация заметно повышает текучесть, усталость и прочность. Указанный эффект может стать одним из резервов снижения металлоемкости конструкций.
Таким образом, для указанных сталей за критическую степень холодной пластической деформации можно принять величину 5%: [е]=5% или [в] =0,05.
При этом свойства металла заготовки после холодной гибки должны удовлетворять требованиям соответствующих нормативных документов, например, требованиям ОСТ 26 291-94.
При заданном внутреннем диаметре трубопровода Б,- допускаемая
толщина заготовки [Б] - будет определяться по формуле, найденной из условия
е = [в] = 0,05 = [Б]/Пв:
[Б] = 0,05-Ов. 2
На рисунке 2.1 сопоставлены зависимости [Б] = ^ (Ов) - рассчитанные по формулам (2.1) и (2.3). Как видно, предлагаемая зависимость проходит выше зависимости [Б] = 5 (Пв), рекомендуемой ОСТ 26 291-94.