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 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

позволяют оценивать работоспособность труб по данным о дефектах, свойствах металла в процессе эксплуатации, параметрах нагружения участка нефтепровода в процессе эксплуатации, параметрах нагружения участка нефтепровода с учетом перепадов давления, состояния коррозионной защиты данного участка.

Работоспособность труб и линейной части нефтепровода представляет собой очень широкое и комплексное понятие, охватывающее возможность выполнять свои рабочие функции без разрушений и аварий в течение длительного, но определенного и ограниченного времени. При этом должна быть обеспечена надежность, соответствующая объектам такого ответственного назначения, как магистральные нефтепроводы. П оэтому необходимо выбрать конкретный числовой параметр - критерий работоспособности. В качестве такого критерия целесообразно принять время безотказной работы в условиях эксплуатации данного участка с имеющимся набором дефектов. Этот же критерий позволяет назначить рациональные сроки технического диагностирования нефтепроводов.

Время безотказной работы участка трубопровода определяют по следующему алгоритму:

при обнаружении дефектов, не удовлетворяющих требованиям действующих строительных норм и правил, определяют их характерные размеры с точностью, доступной данному методу дефектоскопии;

при необходимости эти дефекты проверяют дополнительно, используя другие методы дефектоскопии;

для этих дефектов рассчитывают коэффициенты концентрации напряжений а, коэффициенты интенсивности напряжений KI. Если нет возможности определить из-за неопределенности некоторых параметров (например, радиусов р в вершинах концентраторов), соответствующие этим дефектам значения принимают максимальными из опыта (экспертно). И ными словами, эти дефекты уподобляют трещинам. Погрешность такого расчета идет в запас прочности;

определяют механические свойства металла трубы в данный момент времени и, если были измерены эти же параметры в прошлом, то экстраполируют их на ближайшие 5 лет;

определяют параметры режима нагружения за 1 год путем обобщения диспетчерских данных за последние 2-5 лет;

определяют уровень повреждаемости трубопровода на каждом из обнаруженных дефектов в течение 1 года и ближайших 5 лет эксплуатации;

если на всех дефектах за ближайшие 5 лет степень повреждаемости меньше 0,1 (износ не более 10 %), то техническое состояние данного участка за эти 5 лет эксплуатации будет удовлетворительным (с запасом по ресурсу не менее 10). П ри этом ремонтные работы не требуются, следующее диагностирование производить через 5 лет;

Если на некоторы1х дефектах уровень повреждаемости более 0,1, то эти дефекты следует ликвидировать. Можно также некоторое время эксплуатировать трубопровод без дополнительных ремонтных работ. Это время t определяют из следующих условий:

накопление повреждаемости за это время t не должно превышать 0,1 (запас по ресурсу не должен быть ниже 10);

расчетное время до полного разрушения трубы должно быть не менее 3 лет (запас по времени).

Таким образом, расчетная методика по остаточному ресурсу должна опираться на расчет повреждаемости дефектных участков трубопровода в течение заданного срока эксплуатации. Рассмотрим более подробно, какие для этого необходимы исходные параметры, как эти параметры можно определить.

3.3. ИСХОДНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ

И ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА

Как известно, чтобы выполнить любой расчет, необходимо задать исходные данные в численном виде. Исходные данные должны отражать все многообразие особенностей задачи. В данном случае прочность и остаточный ресурс зависят от большого количества факторов, включая механические свойства металла и сварных швов, режимы нагружения, условия эксплуатации, характеристики дефектов. Поэтому исходные расчетные параметры должны однозначно соответствовать разнообразию исходных параметров. Рассмотрим каждый из этих факторов и способы описания их для выполнения расчетов.

3.3.1. МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛА ТРУБ

Механические характеристики металла элементов конструкции и методы их определения описаны в большом объеме

Рис. 3.1. Образцы для определения механических характеристик металла

труб

научно-технической литературы и нормативных документов [9, 13, 14, 46, 60, 83, 87, 91 и др.]. Однако трубы нефтепроводов имеют некоторые особенности, которые вытекают из условий эксплуатации и которые накладывают специальные требования к методам определения механических свойств. Одна из таких особенностей состоит в том, что трубопроводы (особенно подземные) находятся в стесненных условиях в осевом направлении и свободны в радиальном направлении. Это приводит к тому, что стенка трубы находится в условиях плоской деформации в осевом направлении (ez = 0) и плосконапряженном состоянии в радиальном направлении (gr = 0).

Поэтому механические характеристики металла труб предпочтительно определять на специальных образцах несложной формы. Методика подразумевает испытания образцов двух типов: гладких и с трещиной или острым надрезом; надрез имитирует трещину (рис. 3.1). Обязательным условием является равенство толщины образцов и толщины стенки трубы h.

Гладкие образцы предназначены для определения следующих механических характеристик:

а02 - условный предел текучести на базе остаточной деформации 0,2 %;