Разработка методики оценки остаточного ресурса трубопроводов и резервуаров, работающих в условиях Крайнего Севера

• Автор: Иванов, Александр Русланович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРЕДЕЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ, ДЕФОРМАЦИОННЫЕ КРИТЕРИИ, НАКОПЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ И ВИДЫ РАСЧЕТОВ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
1.1. Обзор видов предельного состояния
1.2. Деформационные критерии
1.3. Накопление повреждений
1.4. Анализ видов расчетов остаточного ресурса трубопроводов и резервуаров
Глава 2. АНАЛИЗ МАСШТАБНЫХ РАЗРУШЕНИЙ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ В РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ)
2.1. Повреждение резервуара РВС-700 №9 нефтебазы с. Хонуу ГУП «ЖКХ РС (Я)»
2.2. Разрушение резервуара РВС-700 №49 Амгинской нефтебазы ОАО «Саханефтегазсбыт»
2.3. Разрушение участка магистрального газопровода Ду530 Павловск-Майя при испытаниях
Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРИ ПЛАСТИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Испытания образцов с трещиной при низких температурах
3.2. Испытания гладких образцов
3.3. Построение предельных кривых потери пластичности. Коэффициент потери пластичности - КПП
Глава 4. ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Измерение твердости образцов из конструкционных материалов
4.2. Измерение микротвердости образцов из конструкционных материалов
4.3. Корреляция между коэффициентом потери пластичности и замерами микротвердости. Оценка предельного состояния

4.4. Измерение твердости по Бриннелю образцов из конструкционных материалов
4.5. Корреляция замеров твердости по Бриннелю и коэффициента потери пластичности. Оценка предельного состояния
Глава 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
5.1. Расчеты остаточного ресурса магистральных газопроводов и резервуаров
5.2. Методика оценки остаточного ресурса трубопровода и резервуара
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ литературы

ВВЕДЕНИЕ
К настоящему времени магистральные газопроводы и резервуары Республики Саха (Якутия) практически выработали свой проектный ресурс. Как известно, длительная эксплуатация приводит к деградации металла труб, при этом повышается предел текучести, снижаются показатели пластичности (ударная вязкость, характеристики трещиностойкости и др.). В связи с этим особенную актуальность приобретает проблема оценки предельного состояния металлоконструкций для принятия решения о продлении срока эксплуатации, проведении частичного или капитального ремонта или же о прекращении эксплуатации.
Экспериментальные и теоретические аспекты этой проблемы изучались в работах С.В. Серенсена, H.A. Махутова, В.П. Ларионова, Н.П. Алешина, A.B. Лыглаева, В.В. Панасюка, Е.М. Морозова, Ю.Г. Матвиенко, В.В. Моск-вичева, А.Я. Красовского, В.Н. Красико, В.Н. Пермякова, Ю.И. Егорова, A.A. Griffith и др. Прогнозирование достижения предельного состояния конструкции осуществляется посредством комплексного расчетноэкспериментального определения конструкционной прочности. При этом детерминированные методы дополняются вероятностными расчетами в соответствии с моделями теории надежности механических систем, учитывающими изменение свойств и уровень поврежденности материалов, условий нагружения и работы объектов и др. Необходимость совместного учета изменения эксплуатационных параметров системы и механических характеристик материала, сопровождающееся накоплением в них поврежденности, существенно усложняет задачу определения ее предельного состояния. В частности, прогнозирование остаточного ресурса большинства трубопроводов и больших резервуаров требует привлечения результатов вибродиагностики, дефектоскопического и неразрушающего контроля и т.д.
Целью работы является разработка методики расчета остаточного ресурса металлоконструкции, позволяющей учесть как условия эксплуатации,
1.4. АНАЛИЗ ВИДОВ РАСЧЕТОВ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ТРУБОПРОВОДОВ И РЕЗЕРВУАРОВ
1.4.1. Определение остаточного ресурса.
Остаточный ресурс - суммарная наработка объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние.
Наработка индивидуального объекта до первого отказа, его наработка между отказами, ресурс и т. п. могут быть определены лишь после того, как наступил отказ или было достигнуто предельное состояние. Пока эти события не наступили, можно говорить лишь о прогнозировании этих величин с большей или меньшей достоверностью.
Ситуация осложнена из-за того, что ресурс и срок службы зависят от большого числа факторов, часть которых не может быть проконтролирована, а остальные заданы с той или иной степенью неопределенности.
Оценка остаточного ресурса для металлоконструкций стала в настоящее время важной, актуальной задачей, при решении которой требуется исследовать как характер нагрузок, так и изменение механических свойств металла во времени. Для оценки ресурса необходима разработка соответствующих методик и измерительных средств, а также инженерных методик. Эти материалы должны базироваться с одной стороны на общей теории надежности конструкции, а с другой - учитывать особенности трубопроводов как линейных конструкций с резервированием. -Г!;;';
Возраст ряда металлоконструкций подходит к наиболее аварийному периоду и требуется срочное решение комплекса вопросов ресурса действующих металлоконструкций: их инспекции, теоретических и инженерных разработок по прогнозу остаточного ресурса, а также научно обоснованных требований к новым металлоконструкциям. Отдельный вопрос - линейная часть газопроводной конструкции, которая эксплуатируется в разнообразных, сложных условиях. Спектр нагрузок и воздействий на металлоконструкции очень широк и носит вероятностный характер.