Методология экспертизы безопасности длительно эксплуатируемых магистральных трубопроводов на основе математического моделирования

• Автор: Гумеров, Ильдар Кабирович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЕРТИЗЫ БЕЗОПАСНОСТИ МАГИСТ

РАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

1.1 Задачи экспертизы безопасности

1.2 Проблемы экспертизы безопасности

1.3 Математическое моделирование в экспертизе безопасности

Выводы по разделу 1

2 ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДА

НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ МАССИВОВ

2.1 Моделирование состояния изоляционного покрытия на основе

результатов электрометрических измерений
2.2 Моделирование коррозионного износа трубопровода по ре
зультатам шурфовых обследований
Выводы по разделу 2
3 НАПРЯЖННОДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ
СЛОЖНЫХ УЧАСТКОВ ТРУБОПРОВОДОВ
3.1 Нагрузки и воздействия на участок трубопровода
3.2 Анализ и классификация напряжений в стенке трубопровода
3.3 Численное моделирование напряженного состояния трубопро
3.4 Моделирование реакции грунта при ремонте трубопроводов
3.5 Математическая модель формирования механических напря
жений в процессе ремонта трубопроводов больших диаметров
3.5.1 Подъем трубопровода для выполнения ремонтных работ
3.5.2 Поточный ремонт трубопровода с подкопом
3.5.3 Сравнение технологических параметров ремонта магистраль
ных нефтепроводов и газопроводов
3.6 Исследование напряженного состояния на сложных участках
трубопроводов
Выводы по разделу
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СВАРОЧНЫХ РАБОТАХ НА ДЕЙСТВУЮЩЕМ ТРУБОПРОВОДЕ
Расчетная модель для определения температурных полей Моделирование температурного поля подвижного и неподвижного источников тепла
Свойства решений, полученных методом конечных разностей
Примеры решений практических задач
Выводы по разделу
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


Особенно большое значение уделяется экспертизе трубопроводов, которые находятся в эксплуатации больше амортизационного срока. Исходя из многолетнего опыта эксплуатации трубопроводов, срок амортизации соответствует некоторому усредненному времени, в течение которого трубопровод начинает разрушаться по объективным причинам, связанным с физическим старением материалов и оборудования. Для магистральных нефтегазопроводов амортизационный срок принимается года [, , , , ]. За это время трубопровод может испытать по разным причинам до тысяч перепадов давления (циклов нагружения), которые могут привести к появлению и развитию трещин по малоцикловому механизму [, , , ]. Фактическое время износа трубопровода зависит от очень большого количества факторов и может различаться для разных трубопроводов на порядок. За время амортизации износ ещё не наступает, но риск аварий увеличивается. Поэтому длительно эксплуатируемые трубопроводы периодически обследуют различными методами, затем проводят экспертизу. По результатам экспертизы принимают решения о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации. Решения могут касаться объемов и методов ремонта, а также режимов дальнейшей эксплуатации с учетом деградации материалов (сталей, сварных швов, изоляционных материалов). Определение безопасности трубопроводов, в особенности тех, которые находятся в эксплуатации длительное время, является сложнейшей задачей, которая должна решаться в процессе экспертизы. Решение этой задачи требует рассмотрения всех возможных механизмов выхода из строя трубопровода, не ограничиваясь только нормативными документами. Определение безопасности практически не требуется только в одном случае - если по результатам диагностики установлено, что трубопровод по всем показателям соответствует требованиям действующих (современных) нормативных документов [, . Однако, это - редчайший случай, если трубопровод находится в эксплуатации длительное время (вероятность практически равна нулю). Оценить соответствие существующим и действующим нормативным требованиям обследованных участков магистрального трубопровода. Оценить степень опасности выявленных при комплексном обследовании особенностей трубопровода (дефектов, неисправностей, изменений свойств материалов и т. Оценить остаточный ресурс, возможность и условия безопасной эксплуатации обследованного магистрального трубопровода с учетом результатов обследований. Дать обоснованные предложения по обеспечению безопасности трубопровода при дальнейшей длительной эксплуатации. Исходя из поставленных задач, можно выделить следующие два основных подхода к экспертизе безопасности, которые условно назовём нормативно-формализованным и научно-практическим. Трубопровод считается соответствующим требованиям промышленной безопасности, если он удовлетворяет всем требованиям действующих в настоящее время нормативных документов. Кроме того, трубопровод должен соответствовать проекту, который перед началом строительства должен был быть утвержден соответствующим министерством или ведомством и согласован с существующими в то время органами государственного технического надзора. Если трубопровод соответствует всем указанным требованиям, то проблем ни для кого нет. Экспертная организация дает положительное заключение, Ростехнадзор его регистрирует, а эксплуатирующая организация продолжает эксплуатировать трубопровод в пределах проектного режима. Однако так практически никогда не бывает, если трубопровод эксплуатируется длительное время. Рассмотрим наиболее заметные причины этого. За длительное время эксплуатации все нормативные документы успевают изменяться, многие по несколько раз. Объект строится по требованиям одних нормативных документов, экспертиза должна проводиться по требованиям других. Например, магистральный нефтепродуктопровод “Альметьевск -Нижний Новгород” протяженностью 0 км эксплуатируется лет. Магистральный нефтепродуктопровод “Ишимбай - Уфа” (старейший действующий магистральный трубопровод в России) находится в эксплуатации почти лет (с года). За это время вся нормативная база претерпела изменения несколько раз.