Разработка методов предупреждения чрезвычайных ситуаций при эксплуатации технологического оборудования объектов добычи и переработки сероводородсодержащего газа

• Автор: Митрофанов, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 05.26.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 378 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОТКАЗОВ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ЧС ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СРЕД.
1.1 Проблема предупреждения разрушений оборудования на объектах добычи и переработки сероводородсодержащего газа
объекты ГХК
1.2 Анализ методов предупреждения коррозионных и других дефектов оборудования на этапах его проектирования и

изготовления.

1.3 Анализ причин и возможных методов предупреждения

характерных повреждений и разрушений оборудования

1.4 Анализ видов, последствий и критичности отказов оборудования

2 КОНЦЕПЦИЯ И МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЧС ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Теоретические основы концепции и методов управления безопасностью и предупреждения ЧС при эксплуатации
оборудования ГХК.
2.2 Система предупреждения ЧС при эксплуатации оборудования
ГХК система
3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА, ДОСТОВЕРНОСТИ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ И КАЧЕСТВА ПРОГРАММ ОБСЛЕДОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ГХК
3.1 Анализ механизмов повреждения и обоснование выбора методов контроля оборудования ГХК.
3.2 Основы достоверности неразрушающего контроля элементов оборудования
3.3 Планирование объемов и выбор программ обследования.
4 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО АДАПТАЦИИ И ДОСТОВЕРНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СПЕЦИФИЧЕСКИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ОБОРУДОВАНИЯ ГХК
4.1 Ультразвуковой метод выявления дефектов основного металла от
4.2 Ультразвуковой метод выявления несплошностей сварных швов, считающихся неконтролепригодными
5 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО АДАПТАЦИИ ПРИБОРНЫХ СРЕДСТВ И МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА ОБОРУДОВАНИЯ ГХК
6 ИССЛЕДОВАНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ И РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ, ИМЕЮЩИХ СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ
6.1 Расчетные методы и критерии оценки прочности оборудования
6.2 Экспериментальное исследование прочности элементов оборудования, имеющих специфические повреждения
6.3 Обоснование параметров и критериев оценки состояния и риска
отказа поврежденных элементов оборудования ГХК.
7 ИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКОЕ И НОРМАТИВНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ И МЕТОДОВ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
7.1 База данных о состоянии и риске отказа оборудования ГХК
7.2 Комплекс нормативных и технических документов концепции
8 СОЗДАНИЕ НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ КОНЦЕПЦИИ И МЕТОДОВ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЧС
8.1 Создание и развитие специализированной научнотехнической
8.2 Результаты внедрения концепции и методов предупреждения ЧС.
8.3 Оптимизация обследований оборудования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


УКПГ от внутренней сероводородной коррозии электрохимическая защита ЭХЗ подземных трубопроводов от наружной почвенной коррозии лакокрасочные покрытия сосудов и надземных трубопроводов от наружной атмосферной коррозии осушка газа до низкой относительной влажности в целях защиты от внутренней сероводородной коррозии соединительных газопроводов большого диаметра УКПГГПЗ специальные внутренние покрытия некоторых сосудов ГПЗ. Включенные в проекты и применявшиеся на практике меры и способы противодействия коррозии учитывали достижения передового на то время отечественного и зарубежного французского, канадского, американского опыта эксплуатации оборудования в условиях воздействия влажных сероводородсодержащих сред. Вместе с тем отечественный и зарубежный опыт эксплуатации таких опасных объектов, какими являются объекты ГХК, свидетельствует, что никакие противокоррозионные меры не обладают 0й эффективностью. А это означает, что даже интенсивно защищаемое оборудование в той или иной мере подвержено повреждениям. Известно, что в некоторых случаях наличие даже мелких дефектов может привести к разрушениям элементов оборудования задолго до выработки ими межремонтного или назначенного ресурса , . На объектах ГХК также имели место повреждения, разрушения и даже крупные аварии, явившиеся причинами чрезвычайных ситуаций с человеческими жертвами и большими материальными потерями. В качестве примера ниже приводятся описания трех разрушений, приведших к наиболее тяжелым или катастрофическим последствиям, результаты расследования которых и решения по ним стали ключевыми в отношении проблемы обеспечения безопасности оборудования ГХК. Одна из самых тяжелых аварий с многочисленными человеческими жертвами более человек произошла на ГП1 ныне УКПГ2 ОГХК в г. Разрушилась емкость углеводородного сероводородсодержащего конденсата, изготовленная из биметалла Г2С ХНМ2Т. Вторая очень серьезная авария разрушение сосуда, работающего под давлением, произошла на ГП1 ОГХК 1 марта г. В ее результате верхний корпус двухкорпусного сепаратора С1, выполненный из двухслойной стали биметалла Г2С ХНМ2Т, длиной мм, диаметром мм и толщиной стенки мм, был полностью разрушен, а его взрыв принес большой материальный ущерб. Поскольку взрыв произошел глубокой ночью, человеческих жертв на этот раз не было. На рисунках 1. Рисунок 1. Внешний вид двухкорпусного сепаратора С1 до аварии а, и после аварии б, верхний корпус полностью разрушен
Рисунок 1. На основании выполненных исследований были сделаны следующие выводы. Разрушение сепаратора С1 вызвано развитием горячей трещины площадью 0 мм2 x мм, возникшей при изготовлении сосуда, в перекрестье кольцевого и продольного сварных швов. Трещина возникла изза наличия в металле продольного сварного шва хрупкой мартенситной структуры, образовавшейся изза глубокого до мм проплавления и сильного перемешивания плакирующего слоя из аустенитной стали ХНМ2Т и основного металла из стали Г2С. Разрушение сепаратора произошло после того, как трещина достигла длины 0 мм и глубины мм, т. МПа и температуре около 0С. НгБсодержащих средах. Третья авария, по масштабам и последствиям превосходящая вышеприведенную аварию сепаратора С1, произошла на ОГПЗ в апреле г. Разрушился трубопровод очищенного газа регенерации 0. Р0 диаметром 0 мм и длиной более 0 м. Фрагмент разрушившегося участка газопровода представлен на рисунке 1. Рисунок 1. ГПЗ в г. Этот трубопровод предназначался для транспортировки очищенного от НгБ и СО2 и осушенного газа. То есть трубы вышеупомянутого газопровода для эксплуатации в сероводородсодержащих средах не предназначались. Тем не менее в результате пропуска задвижки со стороны трубопровода неочищенного газа в него проник и находился под рабочим давлением до 5,7 МПа сероводородсодержащий газ. Разрушение трубопровода произошло в результате развития процессов внутреннего водородноиндуцированного растрескивания ВИР с образованием расслоений площадью до 0,8 м2 и последующим сульфидным коррозионным растрескиванием под напряжением СКРН внутреннего, а затем и наружного слоев образовавшихся в результате расслоения стенки трубы.