Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

разрушенных участков даже при абсолютно одинаковых видах разрушений может быть различным. Так, полное разрушение сечения трубы в плотном сухом грунте может быть восстановлено за несколько часов. В то же время для устранения аналогичного разрушения в болоте, особенно сложенном жидким болотисты.м грунтом, может потребоваться несколько суток. Соответственно убытки от практически одинаковых разрушений могут различаться в десятки и даже сотни раз. Причины разрушений

Изучение большого числа разрушений позволяет следующим образом распределить вызвавшие их причины.

Заводские дефекты труб, включая дефекты заводских сварных швов; дефекты сварных соединений труб, выполняемых на сварочно-монтажных базах и в трассовых условиях; повреждения труб при их транспортировке и строительстве; повреждения трубопроводов сельскохозяйственными машинами; перенапряжение труб, обусловленное различного рода отклонениями от требований проекта либо ошибками, допущенными при проектировании; перенапряжение труб в результате воздействия иа них неучтенных нагрузок; коррозия; нарушение правильного режима эксплуатации; прочие причины.

Дадим краткую характеристику наиболее частых причин разрушений.

Заводские дефектытруб - металлургические дефекты (слоистость стенок труб, закаты, неметаллические включения, иленм); использование сталей с нерасчетными характеристиками прочности, пластичности, вязкости; отклонения геометрических ха-хактеристик от расчетных (толщина стенки, диаметр труб, вели-

Рис. 6.1. Размытый участок подводного трубопровода 126

Рис. 6.2. Коррозионные повреждения

чина притупления кромок); дефекты заводских сварных швов (непровары, смещение кромок, шлаковые включения, ослабление околошовных зон основного металла, трещины, царапины и задиры, наносимые на металл в процессе изготовления труб, места ремонта заводского сварного шва).

Дефекты сварных соединений труб, выполняемых в полевых условиях, в основном те же, что и в заводских сварных швах (р1епровары, подрезы, шлаковые включения, неравнопрочность металла шва с основным металлом, «охрупчивание» околошовной зоны и др.).

Механические повреждения труб при транспортировке, строительстве и эксплуатации - вмятины, царапины, задиры, припарка «заплат», «корыт», приварка различного рода крепежных элементов, утонение концевых участков труб при перетаскивании их волоком, сквозные повреждения, гофры.

Перенапряжение труб, обусловленное нарушениями требований проекта или ошибками проектных решений,-твольно частая причина разрушений труб. Наиболее характерными примерами такого рода разрушений являются дополнительное к проектному искривление трубопровода в вертикальной и горизонтальной плоскостях вплоть до образования гофр, принятие в проектах 1гедостаточно обссщованных конструкп.ий, недоучет продольных сил в трубах и продольных перемещений и т. п.

Перенапряжение труб в результате действия неучтенных нагрузок. К таким нагрузкам относятся: силовое воздействие оползающих грунтов при укладке труб в тело оползней, размыв подводных трубопроводов, колебания размытых участков под воздействием потока н т. п. (рис. 6,1).

Коррозия труб приводит к образоваиию различных выемок, каверн, свищей в стенке трубы, уменьшению ее толщины. Некоторые виды коррозионных повреждений приведены на рис. 6.2. Сплошная равномерная коррозия охватывает значительные участки труб (рнс. 6.2,а); сплошная неравномерная коррозия .ча одно и то же время разъедает стенку труб в различных точках на разную глубину (рис. 6.2,6). При местной коррозии происходит разрушение металла на локальных участках в форме язв (рис. 6.2,в), точечных разъеданий (рис. 6.2,г), сквозных проржавлений (рис. 6.2, д).

n a к ч

о to

a-&

a. С

n o:

s g-l

&§x V3 с к

ж "

S E s R

S О 2

о Д a о

о i a, X

>i л П- о

u. о. u

§ 2 2

g <U OJ

3 3 2

о S я

Д to

2 О о

с; p. п. < ..О

2 " 3 X о s

«и о

са о н

ж о о. ас

я ш

се о,

Я с = и

g = §.

я S

я я я

сг я: о

я m о

3 о га

.Si о о

. CD

s я i 5 = = 5 g в

?2.£я&

£ с = R •-

о S и S я

S - - П E i « 5 о 2 я

§2S,£ =

S я

Е".ёяо

Й " s

о ca о о. с

о ш о Й о S

II т

3 о ю о. 9 п

>.

о 3 « я о.

о <1» CL я ,

2 « я = m я

S- ts

Я S га -в S

3 CS о я с t-л с «

4 а оя 2

я я я

п я га

я со СП

я га <и I. <и 3 „

а§я

ет ш

ч-

о <>)

о- I

3 я VD о.

о. с ш S !г,

3 я <о а.

Я ш 5 н

cl\o

п =я

со с

о га я о.

3 °-с ет га

> о.

со я

с О!

из о

о о с СП «о

R о

Рнс. 6.3. Разрушение трубы у «заплаты»

Наконец, для трубопроводов, работающих в среде сероводородного газа, характерно образование в металле микротрещин, металл насыщается атомарным водородом, что резко снижает его пластические свойства. «Охрупчивание» металла с одновременным образованием микротрещин быстро приводит к разрушению труб. Особенно активно эти процессы происходят в зоне сварных швов, где нарушения кристаллической решетки металла значительны, а следовательно, и больше имеется возможностей для насыщения металла водородом и снижения его пластических свойств.

Нарушение правильного режима эксплуатации заключается в превышении рабочего давления, несвоевременном обследовании трубопроводов и выявлении опасных участков (выпучины, размывы труб в руслах рек, интенсивная коррозия и т. п.).

Виды разрушений трубопровода

Разрушения трубопроводов для жидких и газообразных продуктов имеют существенные различия.

Как правило, разрушения трубопроводов для жидких продуктов (нефть, нефтепродукты, вода и т. д.) распространяются па участке протяженностью от нескольких десятков сантиметров до нескольких десятков метров. Разрушения протяженностью в десятки метров происходят довольно редко.

Разрушения газопроводов обычно имеют большую протяженность, иногда несколько километров. Анализ большого числа разрушений позволил классифицировать их по видам и протяженности (табл. 6. 1).

Некоторые виды разрушения показаны на рис. 6.3-6.8.

На рис. 6.3 показан разрыв вдоль образующей трубы нефтепровода диаметром 1220 мм. Ясно видно, что причиной разрушения явилась овальная «усиливающая» наладка в месте контакта продольного (заводского) и поперечного сварных швов.

На рис. 6.4 показано разрушение трубы нефтепровода рядом с поперечным швом, на рис. 6.5 - местная потеря устойчивости из-за чрезмерного изгиба трубопровода при укладке в траншею; на рис. 6.6- последствия разрушения газопровода прн его испытании в горных условиях.

Б Заказ № 1690 12Э

Рис. 6.4. Разрушение трубы вдоль продольного шва у поперечного стыка

Рис. 6.S. Излом трубы при укладке

Рис. 6.6. Последстния разрыва газопровода при испытании его в горных условиях

§ 6.2. СТАТИСТИКА РАЗРУШЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ

На несущую способность, а следовательно, и надежность магистральных трубопроводов влияет много различных факторов. Нельзя заранее точно предсказать, что явится причиной возможного разрушения трубопровода, а значит, и определить их число и распределение во времени. В какой-то мере разрушение является случайным событием, и для оценки вероятности разрушения на том или ином трубопроводе или его участке необходимо использовать вероятностно-статистический подход. Общая ориентировочная оценка может быть определена по статистическому анализу аварий, имевших место в предыдущие годы. Приведем некоторые данные такого анализа, полученные на основе опыта строительства и эксплуатации газопроводов п нефтепроводов.

В табл. 6.2 приведена частота отказов в год на 1000 км трубопроводов.

Большая частота отказов нефтепроводов объясняется тем, что на нефтепроводах любое повреждение, связанное с выходом нефти в окружащую среду, фиксируется и ремонтируется, п то