Обоснование расчетных характеристик остаточного ресурса безопасной эксплуатации объектов газопереработки

• Автор: Мартынович, Владимир Леонидович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Оценка прочности и ресурса сосудов с локальными деформационными дефектами

2. Статистический анализ нагруженности и дефектности оборудования нефтегазохимических предприятий .

2.1. Анализ изменения внутреннего давления и температуры

аппаратов газоперерабатывающих предприятий.

2.1.1. Условия изменения давления в горизонтальной емкости

2.1.2. Условия изменения давления в колонне

2.1.3. Условия изменения давления в сепараторе.

2.1.4. Условия изменения рабочей температуры в шаровой емкости

2.1.5. Условия изменения рабочей температуры в колонне.

2.2. Анализ дефектности оборудования газоперерабатывающих предприятий
3. Изменение механических свойств материала оборудования газоперерабатывающих предприятий
3.1. Оценка механических свойств разрушившегося трубопровода
на Нижневартовском ГПЗ
3.2. Оценка механических свойств разрушившегося трубопровода
на Когалымском ГПП
3.3. Оценка механических свойств металла сепарационной
емкости ГЗУ Спутник
3.4. Анализ данных замера твердости металла газоперерабатывающего оборудования.
3.5. Изменение механических свойств металла в зонах деформационных дефектов
Исследование статической и циклической прочности сосуда с учетом локального деформационного дефекта
4.1. Экспериментальное моделирование статической прочности.
4.2. Численное моделирование статической прочности
4.2.1. Прогиб плоского широкого образца .
4.2.2. Напряженнодеформированное состояние цилиндрической оболочки в зоне деформационного дефекта
4.2.3. Напряженнодеформированное состояние цилиндрической оболочки в зоне сопряжения со штуцером
4.2.4. Исследование НДС в зоне деформационных дефектов методом хрупких тензочувствительных покрытий
4.2.5. Исследование НДС в зоне вмятины на цилиндрических образцах.
4.3. Экспериментальное моделирование циклической прочности
4.4. Методика расчета прочности и долговечности сосуда с вмятиной
4.4.1. Расчет статической прочности сосуда по допускаемым
напряжениям .
4.4.2. Расчет статической прочности сосуда по местным напряжениям и деформациям.
4.4.3. Расчет циклической прочности сосуда
5. Новые предложения по оценке напряженнодеформированного
состояния сосудов с деформационными дефектами.
Заключение
Библиографический список использованной литературы .
Приложение Л. Патенты на изобретения и полезные модели
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В первом разделе диссертации проведен анализ опубликованных данных, посвященных проблеме создания и развития методики расчета прочности и оценки остаточного ресурса сосудов и аппаратов с учетом деформационных дефектов, как на стадии проектного расчета, так и на стадии оценки остаточного ресурса после отработки нормативного срока службы. Как правило, проектный прочностной расчет подразумевает эксплуатацию оборудования в стационарном режиме, однако зачастую изменение внутреннего давления и температуры носит циклический характер. На основе статистической обработки данных изменения давления и температуры определены основные законы распределения амплитуд полуциклов давления и температуры, использование которых в расчетах на малоцикловую прочность позволяет более точно оценить остаточный ресурс рассматриваемого оборудования. На основании выявленных в ходе ультразвуковой дефектоскопии сварных швов 0 недопустимых и свыше допустимых дефектов проведена статистическая обработка дефектности обследованного оборудования, установлены наиболее дефектные типы оборудования газоперерабатывающих предприятий, а также определены зоны конструкций с концентрацией дефектности и представлены распределения по геометрическим параметрам дефектов. В третьем разделе проведена оценка опубликованных данных, посвященных изменению механических свойств металла конструкций сосудов и аппаратов нефтегазохимической промышленности при длительном воздействии рабочей среды, преимущественно углеводородов. Установлено, что с течением времени механические свойства ухудшаются в частности предел прочности и предел текучести увеличиваются, а относительное сужение поперечного сечения, относительное удлинение и ударная вязкость уменьшаются. Результаты исследований свидетельствуют о значительном уменьшении показателей ударной вязкости, в некоторых случаях до величин ниже требуемых по ГОСТ. В четвертом разделе представлены результаты экспериментального и численного моделирования напряженно-деформированного состояния в зоне деформационных дефектов. Методом хрупких тензочувствительных покрытий проведено исследование распределения напряжений в зоне вмятины при деформировании плоского образца. Моделирование напряженно-деформированного состояния материала конструкции в зоне дефекта осуществлялось методом конечных элементов с помощью программного продукта АНБУЭ. Моделирование напряженно-деформированного состояния проводилось по трем этапам: процесс вмятинооб-разования (удар), приработка (нагружение внутренним давлением), эксплуатация. Представлен практический пример применения методики расчета прочности и остаточного ресурса сепаратора с недопустимым дефектом типа вмятина. В расчете учтено: возможное изменение механических свойств металла конструкции сосуда вследствие длительного воздействия рабочей среды, масштабного фактора и эффекта рассеяния свойств; реальное изменение рабочего давления в процессе эксплуатации. В пятом разделе предложены новые конструктивные разработки, предназначенные для определения формы и геометрических параметров (радиус в плане, глубина, центральный угол и т. Представлены также новые устройства и способы проведения испытания оболочечных конструкций, преимущественно поврежденных, на малоцикловую прочность и определения оси заглубленного трубопровода. В приложении представлены копии патентов на полезные модели и изобретения, разработанные для решения поставленных задач исследования. Работа выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете. В процессе изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации сосудов, работающих под давлением, возможно их местное деформирование с образованием локальных несовершенств формы (вмятин), размеры которых превышают установленные нормы. Актуальность обеспечения надежной безопасной эксплуатации оборудования газоперерабатывающих предприятий особенно возросла в последнее время в связи с исчерпанием оборудования нормативного срока службы. На объектах газопереработки хранение и переработка нефтяного газа, нестабильного конденсата, широких фракций легких углеводородов (ШФЛУ) и сжиженных газов (пропана, бутана и т. Среди наиболее распространенных видов аварий - взрывы, пожары, выбросы опасных веществ, разрушение технических устройств, зданий и сооружений.