- •Введение
- •1. Обзорный анализ важности исследований
- •1.1. Исходная терминология и единицы измерения
- •2. Физическая характеристика объекта исследования
- •2.1. Свойства металлов
- •2.2. Типы дефектов труб
- •2.3. Ранжирование дефектов по степени опасности.
- •3. Методы обнаружения дефектов
- •3.1. Обзор применяемых методов
- •3.2. Процедура проведения технической диагностики магистральных нефтепроводов
- •Организация и производство работ по подготовке и выполнению втд.
- •3.2.2. Требования к проведению очистки мн.
- •3.2.4. Порядок подготовки участка нефтепровода к проведению внутритрубной диагностики.
- •3.2.5. Требования к проведению внутритрубной диагностики мн.
- •3.2.6. Общие требования к установке маркерных пунктов
- •3.2.7. Требования к допуску вип к проведению диагностического обследования мн
- •Процедура проведения технической диагностики магистральных газопроводов
- •3.4. Методы контроля напряженно-деформированного состояния трубопроводов
- •3.4.1. Методы неразрушающего контроля
- •3.4.2. Тензометрирование
- •4. Теоретическая и методическая база расчетов
- •Размеры «дефекта» определяются по результатам обследования вип или по значениям, приведенным в акте ддк.
- •Для расчета используются механические характеристики металла труб и сварных швов, определенные по результатам испытаний стандартных и специальных образцов, сертификатам, ту на трубы (Приложение а):
- •5. Порядок выполнения расчета на прочность и долговечность
- •Упругий коэффициент концентрации e рассчитывается по формуле:
- •6. Расчетные схемы для расчета на прочность и долговечность труб с дефектами геометрии
- •6.1. Расчетная схема «Бездефектная труба»
- •6.2. Расчетная схема «Дефект геометрии»
- •6.3. Расчетная схема «Дефект геометрии с поверхностной продольной трещиной»
- •7. Особенности эксплуатационного разрушения трубопровода
- •8. Критерии и параметры трещиностойкости материалов
- •8.1. Критерии линейной механики разрушения
- •8.2. Критерии нелинейной механики разрушения
- •8.3. Инженерные методы оценки сопротивления трубопроводов разрушению
- •8.4. Методы оценки сопротивления хрупкому разрушению
- •9. Оценка малоцикловой долговечности по критерию зарождения трещины
- •10. Инженерно-компьютерный анализ при помощи программного продукта ansys
- •Заключение
Заключение
В Российской Федерации протяженность магистральных нефте- и газопроводов составляет около 200 тыс. км, промысловых трубопроводов – 350 тыс. км. Для их функционирования используются около 800 компрессорных и нефтегазоперекачивающих станций. Значительное количество магистральных трубопроводов уже имеет большой срок эксплуатации, зачастую в экстремальных условиях, поскольку они прокладывались в самых разнообразных топографических, геологических, гидрологических и климатических условиях. Причиной повреждения и разрушения трубопроводов часто является ослабление стенки трубы из-за наличия дефектов. В связи с тем, что период эксплуатации трубопроводов составляет 20-30 и более лет, происходит процесс деградации трубной стали, изменяется предел текучести и другие механические характеристики материала и сварных соединений. При этом аварии и катастрофы, связанные со сбросом нефти и нефтепродуктов, составляют до 60% техногенных чрезвычайных ситуаций с экологическими последствиями. В связи с этим задача количественной оценки работоспособности линейных частей существующих магистральных трубопроводов и обеспечения надежности и безопасности новых трубопроводных систем в последние годы приобрела огромную актуальность.
Работа выполнена на основе методов теории упругости, теории пластичности, механики разрушения, теории прочности и надежности. Использовались методы аналитического и численного решения задачи с учетом возможной нелинейности исследуемой системы. Решение задач о трещине при циклическом нагружении проводилось с использованием положений механики разрушения и вычислительного пакета ANSYS. Анализ и обработка результатов численных экспериментов по определению характеристик свойств исследуемой системы или параметров ее поведения выполнялись с привлечением современной компьютерной техники.
Полученная зависимость величины предельного давления в трубопроводе от длины локального дефекта (трещины) позволяет учесть сложный вязкоупругопластический процесс
деформирования материала в районе вершины трещины и может быть рекомендована для оценки прочности труб с различными видами локальных дефектов.
Предложенные методики и процедуры позволяют определять остаточный ресурс, периодичность технических осмотров использующихся трубопроводов по результатам диагностики наличия и распределения трещиноподобных поверхностных дефектов в стенках труб.
Список использованных источников литературы
ГОСТ 27.002-89. «Надежность в технике.Основные понятия.Термины и поределения»;
ГОСТ 20911-89. «Техническая диагностика. Термины и определения»;
ГОСТ 27.002-89. «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения»;
ГОСТ 20911-89. «Техническая диагностика. Термины и определения»;
СНиП 2.05.06-85*. «Магистральные нефтепроводы»;
СНиП III-42-80*. «Правила производства и приемки работ. Магистральные трубопроводы»;
ГОСТ 1497-84. «Металлы. Методы испытаний на растяжение»;
ГОСТ 25.502-79*. «Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость»;
МР 125-02-95. «Правила составления расчетных схем и определение параметров нагруженности элементов конструкций с выявленными дефектами». НПО ЦНИИТМАШ. Москва, 1995;
ГОСТ 2601-84. «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий»;
ВСН 012-88. «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ. Часть 1»;
РД 153-39.4-067-04*. «Методы ремонта дефектных участков действующих магистральных нефтепроводов». ОАО «АК «Транснефть». Москва, 2004;
РД-16.01-60.30.00-КТН-071-1-05. «Методика оценки работоспособности и проведения аттестации магистральных нефтепроводов». ОАО «АК «Транснефть». Москва, 2005;
РД-13.01-74.30.60-КТН-006-1-03. Стандарт организации. «Нефтепроводы магистральные;
РД-16.01-60.30.00-КТН-068-1-05 «Правила технической диагностики нефтепроводов при приемке после строительства и в процессе эксплуатации»;
ПБ 03-372-00 «Правила аттестации и основные требования к лабораториям неразрушающего контроля»;
ПБ 03-440-02 «Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля»;
ВРД 39-1.10-006-2000* «Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов»;
СТО Газпром 2-2.3-095-2007 «Методические указания по диагностическому обследованию линейной части магистральных газопроводов»;
СТО Газпром 2-3.5-046 «Порядок экспертизы технических условий на оборудование и материалы, аттестации технологий и оценки готовности организаций к выполнению работ по диагностике и ремонту объектов транспорта газа ОАО «Газпром»;
Постановление Правительства Российской Федерации от 25 декабря 1998 г. № 1540 «Правила применения технических устройств на опасных производственных объектах»;
ВСН 39-1.10-009-2002 «Инструкция по отбраковке и ремонту труб линейной части магистральных газопроводов»;
ВРД 39-1.10-006-2000 * «Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов» и охранных зон МГ;
РД-16.01-60.30.00-КТН-071-1-05 «Методикой оценки работоспособности и проведения аттестации магистральных нефтепроводов»;
ОР-16.01-60.30.00-КТН-053-1-04 «Регламент технической эксплуатации переходов магистральных нефтепроводов через водные преграды»;
ОР-16.01-60.30.00-КТН-030-2-05 «Регламент внутритрубной диагностики магистральных нефтепроводов»;
РД-16.01-60.30.00-КТН-001-1-05 «Нормы проектирования узлов запуска, пропуска и приема средств очистки и диагностики магистральных нефтепроводов»;
ОР-16.01-60.30.00-КТН-056-1 «Регламент по организации планирования и оформления остановок магистральных нефтепроводов»);
РД-16.01-60.30.00-КТН-001-1-05 «Нормы проектирования узлов запуска, пропуска и приема средств очистки и диагностики магистральных нефтепроводов»;
ОР-19.100.00-КТН-010-10 «Порядок проведения дополнительного дефектоскопического контроля дефектов труб магистральных трубопроводов»;
ПБ 03-593-03 «Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов»;
РД-19.100.00-КТН-062-10 «Правила технической диагностики и освидетельствования механо-технологического оборудования. Методики технического диагностирования механо-технологического оборудования»;
РД-23.040.00-КТН-090-07 «Классификация дефектов и методы ремонта дефектов и дефектных секций действующих магистральных нефтепроводов»;
ГОСТ 21105 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод»;
ГОСТ 25225 «Контроль неразрушающий. Швы сварных соединений трубопроводов. Магнитографический метод»;
ГОСТ 7512 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод»;
ГОСТ 14782 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые»;
ПБ 03-593-03 «Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов»;
ГОСТ 28702 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования»;
РД 51-3-96 «Регламент по техническому обслуживанию подводных переходов магистральных газопроводов через водные преграды»;
ГОСТ Р 52005 «Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Общие требования»;
РД 102-008-2002 «Инструкция по диагностике технического состояния трубопроводов бесконтактным магнитометрическим методом»;
ВРД 39-1.10-001-99 «Руководство по анализу результатов внутритрубной инспекции и оценке опасности дефектов»;
ANSYS Solutions» Инженерно-технический журнал. Русская редакция | Весна 2007. Источник: www.ansyssolutions.ru
Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. «Ansys для инженеров»: Справ. Пособие. М.: Машиностроение-1, 2004. 512 с.
«ANSYS User's Manual for Revision 5.0» Volume I. Procedures CAD-FEM GmbH, ZENTRALE GRAFING, MARKTPLATZ 2, Снежинск – 1996.
Басов К.А. «ANSYS: справочник пользователя». – М.: ДМК Пресс, 2005. – 640 с., ил.Басов К.А. «ANSYS в примерах и задачах»/под общ. ред. Д.Г.Красковского. – М.: КомпьютерПресс, 2002. – 224 с.: ил.
СНиП 2.05.06–85. Магистральные трубопроводы. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. – 52 с.
Качанов Л.М. Основы механики разрушения. – М.: Высшая школа, 1980 – 368 с.
Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. – М.: Наука,1985. – 504 с.
Зенкевич О.К. Метод конечных элементов в технике. – М.: Мир, 1975. – 541 с.
Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. – М.: Наука, 1980. – 256 c.
Морозов Е.М., Музеймек А.Ю., Шадский А.С. ANSYS в руках инженера: Механика разрушения. – М.: ЛЕНАНД, 2008. – 456 с.
|
|
