Использование полых полимерных оболочек для повышения безопасности эксплуатации технологических трубопроводов

• Автор: Соболев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 171 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ, СВЯЗАННЫХ С УТЕЧКОЙ ПРОДУКТА ИЗ ТРУБОПРОВОДОВ О

1.1. Транспортировка опасных веществ по трубопроводам

1.2. Управление риском

1.3. Анализ данных об утечках из трубопроводов

1.3.1. Причины возникновения утечек

1.3.2. Величина утечек

1.3.3. Частота утечек

1.4. Анализ опасностей, связанных с утечкой продукта из трубопровода

1.4.1. Токсическое воздействие

1.4.2. Термическое воздействие
1.4.3. Взрывное воздействие
1.4.4. Анализ последствий утечек
1.5. Особо ответственные участки
1.6. Направления повышения безопасности трубопроводов
1.6.1.Конструктивные решения обеспечения безопасности
трубопроводов
1.6.2. Диагностика
1.6.3. Методы обнаружения утечек
Выводы по I главе
ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПОЛОЙ ПОЛИМЕРНОЙ ОБОЛОЧКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ
2.1. Расчет конструктивных параметров оболочки
2.2. Выбор полимерных материалов
2.3. Монтаж полой полимерной оболочки
2.4. Расчет трубопровода в полой полимерной оболочке на устойчивость от всплытия
2.5. Оболочка для локализации утечек со спиральным расположением каналов
2.6. Разработка способа устранения негерметичности трубопровода в полой полимерной оболочке
Выводы по II главе
ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ
ГЕРМЕТИЧНОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТЫ УТЕЧКИ ИЗ ТРУБОПРОВОДОВ В ПОЛЫХ ОБОЛОЧ КАХ
3.1. Разработка метода волны повышенного давления
3.1.1. Исследование распространения волны повышенного давления в полости оболочки
3.1.2. Метод волны повышенного давления
3.1.3. Расчет погрешности метода продувки
3.2. Разработка метода продувки
3.2.1. Актуальность обнаружения малых утечек
3.2.2. Теоретическое обоснование метода продувки для определения координаты утечки из трубопроводов
3.2.3. Метод продувки для газообразных веществ
3.2.4. Исследование испарения нефти
3.2.5. Метод продувки для жидкостей
3.2.6. Экспериментальное исследование метода продувки
Выводы по 1 главе
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОЛЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ОБОЛОЧЕК В
4.1. Сбор продукта в полость полимерной оболочки
4.2. Расчет давления в полости оболочки при утечке
4.3. Применение полой полимерной оболочки для неизотермических трубопроводов
4.3.1. Особенности эксплуатации неизотермических трубопроводов
4.3.2. Расчет теплоизоляционных параметров оболочки
4.3.3. Экспериментальное исследование теплообмена трубопровода в полой полимерной оболочке
4.3.4. Расчет времени остывания трубопровода
4.4. Оценка эффективности применения полой полимерной оболочки
4.4.1. Ожидаемая величина потерь
4.4.2. Относительная экологическая эффективность
4.4.3. Действие поражающих факторов
4.4.4. Экономические критерии применения оболочки
Выводы по IV главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Пусть на трубопровод воздействует ряд способных привести к аварии негативных факторов Фи с вероятностью реализации негативного воздействия 1-го фактора Р,(Ф|). Такими факторами могут быть коррозия, заводские дефекты, внешние воздействия, ошибки псрсопаза и т. Управление риском в этом случае может свестись к ряду мероприятий или действий X, направленных на исключение действия фактора Ф| или уменьшение значения вероятности Р^Ф;). ЛГ/А^-коэффициент, отражающий влияние воздействия X; на фактор Ф|. Вероятность аварии составляет Р(Ф) = '^Р(Ф1)к, , где ? X, на вероятность возникновения аварии иод действием фактора Ф,. В случае возникновения аварии, развитие се может протекать по разным сценариям с различной степенью негативных воздействий на человека, окружающую среду и материальные объекты. Пусть Рк-всличина ущерба, вызванного негативным воздействием на окружающую среду, людей и материальные объекты к-го фактора при стандартной ожидаемой аварии. Такой подход позволяет оценить эффективность тех или иных решений, направленных на повышение безопасности трубопровода, предотвратить реализацию наиболее неблагоприятных сценариев и не только выделить отдельные участки, требующие повышения уровня безопасности, но и выбрать наиболее эффективные методы достижения необходимых показателей при эксплуатации и реконструкции этих участков трубопровода. Характерной особенностью трубопроводов является значительные изменения показателя уровня риска для различных участков. Это связано главным образом с пересечением различных объектов (рек, транспортных магистралей, населенных пунктов и т. Внешняя коррозия (из-за снижения эффективности систем антикоррозийной защиты, блуждающих токов и т. Природные явления (землетрясения, оседания почвы, обвалы и т п. Ошибки персонала. Коррозия является одной из наиболее частых причин утечек. Характерный размер коррозионных повреждений, как правило, находятся в пределах 0,2- мм и, согласно данным [1], подчиняется логарифмически-нормальному закону распределения. При этом главным образом преобладает внешняя коррозия, так, в США внешняя коррозия встречается в 2,8 раз чаще, чем внутренняя [ 1 ], в Европе - в 4,7 раза чаще [ 0], а на нефтепроводах АК Транснефть - в 3-4 раза чаще []. Эти данные говорят о недостаточной эффективности применяемых систем антикоррозийной защиты. Разрушение трубопровода из-за внешних механических воздействий является причиной % утечек в США и ,2% утечек в Западной Европе, при этом средняя величина утечек составила около 0 м что выше среднего значения. Большинство таких утечек вызывается случайными повреждениями при земляных работах, проводимых посторонними организациями. В Европе из 2 утечек, вызванных сторонним вмешательством, 8 утечек были вызваны преднамеренно. К этому типу повреждений относятся разрывы и трещины, являющиеся следствием дефектов метапла, сварных швов и монтажно-строительных работ. Общий вклад утечек этой группы в Западной Европе по количеству составил ,8%, из них дефекты монтажно-строительных работ - 9,4%, металла и сварных швов -,4%. В США дефекты монтажно-строительных работ отдельно не выделялись, а доля дефектов металла и сварных швов составила соответственно 5,5% и 4,8%. Природные опасности, как отдельная причина утечек, выделяются в Западной Европе. По этой причине за лет произошло утечек, из них - в результате подвижек грунта, две - в результате наводнений. К причинам данной категории относятся превышение давления выше предельно допустимого, несрабатывание разгрузочных клапанов, человеческие ошибки. Количество утечек, вызванных этими причинами, составило 7% и ущерб от них был относительно небольшим. Обобщенные данные о причинах утечек в США за - и в Западной Европе за - годы представлены в таблицах 1. Как видно из таблиц, распределение причин возникновения утечек по типам схоже для США и Западной Европы. Наиболее распространенными причинами утечек являются коррозия и внешнее механическое воздействие. Таким образом, спектр причин возникновения утечек является чрезвычайно широким и их устранение требует комплексного подхода.