Оценка опасности начальных производственно-технологических дефектов эксплуатируемого оборудования

• Автор: Булатова, Аделя Зайнуллаевна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. НАЧАЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКИ
1.1. Металлургические дефекты листового проката их видоизменение и образование новых дефектов
1.2. Техническое диагностирование сосудов и аппаратов и характеристические параметры их предэксплуатационных дефектов
1.3. Анализ дефектов на оборудовании нефтегазопереработке
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ СТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ, ОСЛАБЛЕННЫХ МИКРОДЕФЕКТАМИ
2.1. Выбор и подготовка образцов для исследовании
2.2. Предварительный дефектоскопический анализ образцов
2.3. Испытания дефектных образцов
2.4. Статистический анализ результатов дефектоскопии
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЯ РАЗРУШЕНИЯ СТАЛЕЙ В ОБЛАСТИ МИКРОДЕФЕКТОВ
3.1. Анализ результатов испытаний
3.2. Выбор критерия разрушения
3.3. Подходы к определению коэффициентов интенсивности напряжений дефектов натурных образцов
3.4. Построение диаграммы трещиностойкости
ГЛАВА4. ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ СОСУДОВ ДАВЛЕНИЯ С НАЧАЛЬНЫМИ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ
ДЕФЕКТАМИ МЕТАЛЛА СТЕНОК
4.1. Алгоритм оценки опасности дефектов в стенках сосудов давления
4.2. Экспериментальная проверка точности оценки предельных нагрузок сосудов с дефектами с использованием диаграммы трещиностойкости
4.3. Пример расчета нефтепровода с непроваром в корне шва патрубка
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ

Все металлоизделия не свободны в полной мере от некоторых распространённых начальных производственно-технологических дефектов (НПТД) и не характеризуются абсолютной однородностью. Даже при использовании наилучших материалов наиболее совершенных конструкций и технологических процессов в оборудовании существуют дефекты. Поскольку технически чистые металлы всегда загрязнены примесями, а сплавы содержат ещё и легирующие добавки, то металлы характеризуются структурной и термодинамической неоднородностью, что ведёт к интенсификации локальных коррозионных процессов. Таким образом, НПТД служат еще и первопричиной коррозии. Особенно опасными, с повышением прочности материала конструкций, а также с учётом особенностей условий эксплуатации (коррозионная среда, температура), становится наличие трещиноподобных дефектов. Развитие любой трещины идёт по конструкционным концентраторам напряжений, то есть по конструкционным вырезам в основном металле (отверстиям под патрубки, люкам и др. вырезам) и по концентраторам напряжений, то есть по НПТД.
Одной из основных причин выхода оборудования нефтегазового производства из строя, является наличие в нем дефектов, появившихся на стадии эксплуатации или изначально присутствующих в металле оборудования и не замеченных при входном контроле. Изучение характера отказов нефтехимического оборудования и анализ их основных причин показывает, что около 60% отказов происходит из-за хрупкого разрушения конструктивных элементов оборудования, причем причинами примерно 1/3 разрушений являются начальные дефекты присутствующие в конструкциях. Среди них доминируют трещиноподобные дефекты, как правило, это -расслоения. Таким образом, большинство аварий происходит из-за НПТД, которые в той или иной форме всегда присутствуют в эксплуатируемом оборудовании. Итак, при наличии в металле стальных конструкций

1.3. Анализ дефектов на оборудовании нефтегазопереработке
Как отмечалось ранее, новое оборудование нефтегазоперерабатывающего комплекса, вводимое в эксплуатацию, не свободно в полной мере от некоторых распространённых (НПТД) и не характеризуются абсолютной однородностью. Даже при использовании наилучших материалов, наиболее совершенной остнастки и технологических процессов в нём существуют дефекты. Степень чистоты и отсутствия поверхностных и внутренних дефектов являются понятиями сугубо относительными вследствие того, что процессы первоначального производства листового проката и последующая его обработка несовершенны.
Конечно, из всевозможных дефектов особенно непредсказуемыми являются трещиноподобные, но также не стоит забывать, что развитие любой трещины идёт по концентраторам напряжений (НПТД) и по конструкционным концентраторам напряжений (отверстиям под патрубки, люкам и др. вырезам). НПТД являются первопричинами разрушения материала. Можно проследить связи дефектов с разрушениями стали: зафиксировано зарождение и прохождение трещин по глобулярным дефектам (порам, неметаллическим включениям и т.д.); строчечные дефекты являются зародышами расслоения металла. Примером этого является то, что с течением времени в зонах концентрации напряжений, обусловленных браком сварочно-монтажных работ или дефектами листового проката, под действием циклических нагрузок может происходить зарождение и развитие усталостных трещин [17]. Наличие усталостных трещин особенно опасно для сталей, склонных к старению, вызывающему снижение сопротивления конструкций хрупкому разрушению. Рост трещины (часто микроскопический) происходит с каждым циклом нагружения после того, как нагрузка достигнет определённого уровня. Примером начальных дефектов - зародышев расслоений, могут быть ликвационные полосы магистральных газопроводов, разобранные в литературе [78], они