- •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
1. Обзорный анализ важности исследований
1.1. Исходная терминология и единицы измерения
Дефект — каждое отдельное несоответствие требованиям нормативных документов [1,2].
Коррозионный дефект потери металла (потеря металла) — локальное уменьшение толщины стенки трубы в результате коррозионного повреждения [2].
Дефект, примыкающий к сварному шву — дефект, у которого минимальное расстояние от линии перехода шва к основному металлу до границы «дефекта» меньше или равно значения 4-х толщин стенки трубы в районе «дефекта» [2].
Размеры дефекта — длина, ширина, глубина дефекта.
Объемный дефект — дефект в виде выемки металла, геометрия которого определяется тремя размерами (длина, ширина, глубина).
Проектное давление (pпроект) — проектное рабочее давление на выходе НПС для участков магистральных нефтепроводов, проектное рабочее давление для участков технологических нефтепроводов.
Разрушающее давление (pf) — давление, определенное расчетом по настоящей методике, при котором наступает разрушение трубы с «дефектом».
Предельное давление (pпр) — максимальное внутреннее давление, которое может выдержать труба с «дефектом» без разрушений и отказов.
Предельный срок эксплуатации (tпр) — предельный срок устранения «дефекта».
Схематизация — определение числовых параметров и характеристик для проведения расчетов.
Расчетная схема — правила схематизации дефектов и нагрузок, формулы и порядок проведения расчетов для определения параметров напряженно-деформированного состояния трубы.
Номинальные напряжения и деформации — напряжения и деформации, действующие в стенке трубы вне зоны влияния «дефекта».
Местные напряжения и деформации — напряжения и деформации, действующие в
нетто-сечении стенки трубы, ослабленной «дефектом».
Использованы следующие сокращения:
БД – База данных
ВИП – Внутритрубный инспекционный прибор.
ВТД – Внутритрубная диагностика.
ДДК – Дополнительный дефектоскопический контроль.
ДПР – Дефект подлежащий ремонту.
МН – Магистральный нефтепровод.
НПС – Нефтеперекачивающая станция.
НТД – Нормативно-техническая документация.
ПОР – Дефект первоочередного ремонта.
ТУ – Технические условия.
ЛЧ – Линейная часть
МГ – Магистральный газопровод
НК – Неразрушающий контроль
ЭХЗ – Электро-химическая защита
ОУ – Очистные устройства
АЭК – акустико-эмиссионный контроль
1.2. Обзор современной нормативно-технической документации, применяемой в области расчетов трубопроводов
Соблюдение государственных стандартов обязательно для всех предприятий и организаций, причастных к транспорту нефти и газа. В этих документах устанавливаются методы и порядок проведения расчетов на прочность и долговечность труб:
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».
В настоящее время разработаны и широко используются серия документов:
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. Кольцевые, продольные, спиральные швы с дефектами и трубы с расслоениями. Определение долговечности». ОАО «АК «Транснефть». Москва, 2003.
Проблематика: необходимо провести модернизацию существующих методов расчетов на прочность и долговечность труб и сварных стыков с дефектами, также необходимо выполнить работы по аттестации новых.