Введение 5
1 Анализ современного состояния строительства трубопроводов из
полимерных материалов 7
1.1 Описание исходного трубопровода 7
1.2 Сведения о материале трубопровода, прокладываемого по
базовой технологии 10
1.3 Описание технологических операций базового процесса сварки
трубопровода 21
1.4 Постановка задач на выполнение выпускной квалификационной
работы 19
2 Построение проектной технологии сварки трубопровода из
полимерных труб 22
2.1 Обоснование выбора материала трубопровода 22
2.2 Обоснование выбора способа сварки 25
2.3 Операции проектного технологического процесса сварки 31
2.4 Оборудование для сварки 35
2.5 Способ сварки 37
3 Безопасность и экологичность технического объекта 41
3.1 Технологическая характеристика объекта 41
3.2 Идентификация профессиональных рисков 42
3.3 Предлагаемые технологические и организационные мероприятия
для снижения профессиональных рисков 43
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 45
3.5 Обеспечение экологической безопасности производства 47
4 Экономическое обоснование предлагаемых решений 50
4.1 Исходные данные для проведения экономических расчётов 50
4.2 Оценка фонда времени работы технологического оборудования. . 52
4.3 Расчет штучного времени 53
4.4 Расчёт заводской себестоимости вариантов технологии 54
4.5 Оценка капитальных затрат по базовой и проектной технологиям 59
4.6 Расчёт показателей экономической эффективности 61
Заключение 64
Список используемой литературы и используемых источников 66
Российская Федерация является страной, имеющей самую большую протяжённость действующих трубопроводов. Суммарная протяжённость действующих трубопроводов составляет более 15 млн. км, из которых на нефтегазовый сектор приходится порядка 500 тыс. км [19]. Длительная эксплуатация трубопроводов такой протяжённости привела к тому, что по степени изношенности Российская Федерация также лидирует. При этом большая часть магистральных трубопроводов построена 30 и даже 50 лет назад. Нефтепромысловые трубопроводы работают в условиях воздействия агрессивных сред и серьёзного коррозионного воздействия, что приводит к ежегодно к 40...70 тысячам отказов, сопровождающихся разливом транспортируемого продукта, причинением существенного экологического ущерба и необходимости трудоёмкого устранения последствий аварии. На промысловых трубопроводах физический износ труб достигает 60 % [1], [2], [19].
С учётом экономической и политической специфики можно обозначить ряд проблем, перед которыми стоит современный нефтегазовый сектор Российской Федерации. Первой проблемой является рост курса иностранной валюты по отношению к российскому рублю, что приводит к увеличению стоимость проведения ремонтных и профилактических работ с применением иностранного оборудования и материалов. Второй проблемой является уменьшение цены энергоносителей на мировых рынках, что вызывает необходимость снижения себестоимости добычи со всеми вытекающими последствиями. Третьей проблемой является ограничения на поставку в Российскую Федерацию высокотехнологичного оборудования, что заставляет усилить разработку отечественного оборудования и технологий. Четвёртой проблемой является снижение оборотов российской экономики, что существенно снижает эффективность многих технологических мероприятий и заставляет отказываться от них в пользу менее дорогостоящих.
Решение сформулированных проблем лежит в области применения трубопроводов из полимерных материалов. Строительство полимерных трубопроводов позволяет существенно снизить затраты на материалы за счёт отказа от применения дорогостоящих сталей. Также следует ожидать повышения производительности прокладки трубопроводов, снижения объемов земляных работ.
Вопросу строительства трубопроводов из полимерных материалов посвятили свои работы исследователи: К.Я. Капустин, В.Г. Шухов, В.Л. Бажанов, А.Н. Громов, В.Ю. Каргин, Ю.В. Моисеев, В.И. Агапчев, В.С. Ромейко, М.Н. Боктицкий, А.М. Поспелов, В.Е. Удовенко, Б.А. Киселев, А.А. Шевченко, С.А. Рейтлингер и другие исследователи.
Сварка является основным технологическим процессом, определяющих экономические и эксплуатационные показатели полимерного трубопровода. В процессе сварки можно выделить три этапа. Первый этап - это нагрев (активация) свариваемых поверхностей, который обычно выполняется с применением нагретого инструмента. Второй этап - это удаление нагретого инструмента из зоны контакта поверхностей, его ещё называют «технологическая пауза», в ходе этого этапа должна сохраняться высокая температура торцев свариваемых труб. Третий этап - осадка свариваемых труб, которая выполняется путём приложения к ним сжимающего усилия [15].
Значительное влияние на качество выполняемого соединения полимерных труб, структуру и свойства материала соединения оказывают параметры режима сварки [8], [9], [12], [14], [17], [21].
Цель выпускной квалификационной работы - повышение производительности и качества сварочных работ при строительстве трубопроводов из полимерных материалов.
В выпускной квалификационной работе поставлена цель - повышение производительности и качества сварочных работ при строительстве трубопроводов из полимерных материалов.
По базовому варианту технологии сварка трубопровода происходит с использованием стальных труб и применением ручной дуговой сварки. Недостатками базовой технологии являются: низкая стабильность качества сварки, малая производительность работ, значительные финансовые затраты на обеспечение безопасности персонала.
В проектном варианте технологии предлагается провести сварку полимерного трубопровода.
На основании анализа способов сварки полимерных материалов принято решение использовать сварку нагретым инструментом. Для обеспечения качества сварки предложен способ, разработанный отечественными исследователями сварщиками.
В результате применения этой разработки следует прогнозировать снижение разбрызгивания и повышение качества наплавки, производительность будет повышена в два раза.
Предложены мероприятия по защите рабочего персонала и предприятия от возникающих пожаров, что выполнено путём идентификации опасных факторов пожара и назначения способов устранения этих факторов. Предложены стандартные средства и мероприятия по устранению опасности возникновения пожара и тушению пожара, если он произошёл.
При оценке экологичности проектного технологического процесса рассмотрены отрицательные воздействия результатов проведения процесса на окружающую среду - атмосферу, гидросферу и литосферу. Предложенные а разделе мероприятия позволяют выполнить экологические требования, предъявляемые предприятию со стороны природоохранных организаций.
Установлено, что устранение опасных и вредных производственных факторов, сопровождающих осуществление проектного технологического процесса, может быть осуществлено с применением стандартных средств и методик защиты.
В ходе проведения экономических расчётов установлено, что трудоёмкость выполнения операций технологического процесса уменьшилась на 43 %, а производительность труда увеличилась 75 %. За счёт снижения сопутствующих расходов и расходов на заработную плату технологическая себестоимость уменьшается на 41 %. Условно-годовая экономия при реализации проектного варианта технологии составляет 0,995 млн. рублей.
Годовой экономический эффект с учётом капитальных вложений составляет 0,917 млн. рублей. Затраты на внедрение проектной технологии окупятся за 0,2 года.
На основании вышеизложенного поставленную цель можно считать достигнутой.
Результаты выпускной квалификационной работы предлагаются к внедрению на предприятиях, выполняющих прокладку полимерных трубопроводов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
