МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ухтинский государственный технический университет»

(УГТУ)

Техническая диагностика линейной части магистральных нефтепроводов

Методические указания

Ухта, 2014

УДК622.691.4:053:681.518.5(075.8)

ББК 30.820.5я7

К82

Кримчеева Г.Г. Полубоярцев Е.Л. Техническая диагностика линейной части магистральных нефтепроводов [Текст]: методические указания к лабораторным и практическим занятиям /Кримчеева Г.Г., Полубоярцев Е.Л. – Ухта: УГТУ, 2014. – 40 с.

Методические указания к лабораторным и практическим занятиям по дисциплине «Техническая диагностика линейной части магистральных нефтепроводов» направления подготовки 21.04.01 «Нефтегазовое дело». Профиль – «Надёжность газонефтепроводов и хранилищ» (магистратура).

Методические указания, предназначенные для освоения расчётов по дефектам, формируемым при эксплуатации магистральных газонефтепроводов, соответствуют требованиям государственного образовательного стандарта данного направления подготовки.

Работа выполнена в рамках реализации проекта по подготовке высококвалифицированных кадров для предприятий и организаций регионов (Программа «Кадры для регионов»)

УДК622.691.4:053:681.518.5(075.8)

ББК 30.820.5я7

Содержание издания согласовано с Техническим отделом АО «Транснефть – Север» (начальник отдела - В. Т. Федоров)

Методические указания рассмотрены, одобрены и рекомендованы для издания на заседании кафедры ПЭМГ от 26.11.2014 года, протокол №19.

Рецензент: А.В.Сальников, доцент кафедры ПЭМГ, к.т.н.

Редактор: Г.Г.Кримчеева

В методических указаниях учтены замечания рецензента и редактора.

План 2014г., позиция

Подписано в печать

Компьютерный набор.

Объём 40 с. Тираж 50 экз. Заказ №

©Ухтинский государственный технический университет, 2014

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, 13

Отдел оперативной полиграфии УГТУ.

169300, Республика Коми, ул. Октябрьская, 13 Оглавление

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 1

высшего профессионального образования 1

Ухта, 2014 1

Глоссарий 4

Введение 6

Задача №1 Определение напряжённо-деформированного состояния бездефектной трубы 8

Задача №2 Определение напряжённо-деформированного состояния трубы с поверхностным объёмным дефектом 10

Задача №3 Расчет трубы с поверхностной трещиной 14

Задача №4 Расчёт напряжённо-деформированного состояния трубы с объёмным дефектом потери металла 18

Задача №5 Расчет прочности трубы с дефектом геометрии 22

Пример решения задачи №1 26

Пример решения задачи №3 28

Приложения 35

Глоссарий

Вмятина - местное уменьшение проходного сечения трубы без излома оси трубопровода, возникшее в результате поперечного механического воздействия.

Вмятина СМР - вмятина, нанесённая при проведении строительно-монтажных работ и, возможно, содержащая механические повреждения стенки трубы в зоне вмятины.

Глубина дефекта - наибольший размер дефекта в направлении толщины стенки (радиальном направлении).

Гофр - уменьшение проходного сечения трубы, сопровождающееся чередующимися выпуклостями и вогнутостями стенки, в результате потери устойчивости от поперечного изгиба с изломом оси трубопровода.

Дефект - каждое отдельное несоответствие требованиям, установленным в действующей нормативной документации: стенки, сварных швов, геометрических форм трубы, а также соединительных, конструктивных деталей и приварных элементов.

Дефект, примыкающий к сварному шву - дефект, для которого минимальное расстояние от границы дефекта до линии перехода сварного шва к основному металлу не более значения четырёх толщин бездефектной стенки трубы в зоне, прилегающей к дефекту.

Дефекты геометрии трубы - дефекты, связанные с изменением формы трубы.

Длина дефекта - расстояние между наиболее удалёнными в продольном направлении (вдоль оси трубы) точками дефекта.

Долговечность - способность материала (конструкции) сохранять работоспособное состояние в течение определенного времени – характеризуется временем до нарушения прочности.

Коэффициент концентрации напряжений - умножающий коэффициент для приложенного напряжения, который учитывает присутствие резкого изменения формы поверхности или сечения деформированного тела и равняется отношению наибольшего напряжения в области концентрации к номинальному напряжению для всего участка.

Локальные напряжения и деформации - напряжения и деформации, действующие вблизи вершины трещиноподобного дефекта.

Местные напряжения и деформации - напряжения и деформации, действующие в нетто-сечении стенки трубы, ослабленной дефектом.

Нетто-сечение - сечение стенки трубы в зоне дефекта с минимальной остаточной толщиной стенки.

Номинальные напряжения и деформации - напряжения и деформации, действующие в стенке трубы вне зоны влияния дефекта.

Объёмный дефект - дефект в виде выемки металла, геометрия которого определяется тремя размерами (длина, ширина, глубина).

Потеря металла - локальное уменьшение толщины стенки трубы в результате коррозионного и эрозионного повреждения.

Предельное давление p_пред, МПа - максимальное избыточное давление по эпюре давлений с учётом гидравлического уклона и высотного положения секции и перекачивающих станций, которое может выдержать труба с дефектом без разрушений и отказов.

Предельный срок эксплуатации t_пред - предельный срок эксплуатации при проектном давлении p_проект.

Проектное давление p_проект, МПа - избыточное давление, определяемое для каждой трубной секции по эпюре давлений с учётом гидравлического уклона и высотного положения секции и перекачивающих станций.

Прочность - способность материала (конструкции) сопротивляться разрушению при воздействии нагрузок.

Размеры дефекта - длина, ширина, глубина дефекта.

Разрушающее давление p_f, МПа - давление, определённое расчётом или экспериментом, при котором наступает разрушение трубы с дефектом.

Расчётная схема - правила схематизации дефектов и нагрузок, формулы и последовательность проведения расчётов для определения параметров напряжённо-деформированного состояния трубы.

Риска - дефект поверхности, представляющий собой углубление неправильной формы и произвольного направления, образующегося в результате механических повреждений, в том числе при складировании и транспортировании металла.

Сужение - уменьшение проходного сечения трубы, при котором сечение трубы имеет отклонение от окружности.

Трещина - дефект в виде разрыва (несплошности) металла, геометрия которого определяется двумя размерами (протяженность, глубина).

Ширина дефекта - расстояние между наиболее удаленными в кольцевом направлении точками дефекта.