Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
Раздел 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА РЕМОНТНОЙ СВАРКИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
1.1 Описание объекта исследования 7
1.2 Описание и анализ свойств материала изделия 8
1.3 Статистика и анализ дефектов магистральных нефтепроводов 10
1.4 Операции базового технологического процесса ремонтной сварки 12
1.5 Постановка задач на проектирование 21
Раздел 2. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕМОНТНОЙ СВАРКИ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА
2.1 Обоснование применяемого способа сварки 22
2.2 Улучшение показателей сварочного процесса 25
2.3 Описание операций технологического процесса ремонтной сварки трубопровода 30
Раздел 3 - ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
3.1 Технологическая характеристика объекта 35
3.2 Персональные риски, сопровождающие внедрение проектной технологии в производство 36
3.3 Предлагаемые мероприятия по снижению профессиональных рисков в ходе внедрения в производство проектной технологии 37
3.4 Предлагаемые мероприятия по обеспечению пожарной безопасности разрабатываемого технологического объекта 38
3.5 Оценка экологической безопасности разрабатываемого технологического объекта 39
3.6 Заключение по экологическому разделу 40
Раздел 4 - ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
4.1 Исходные данные для проведения экономического расчёта 41
4.2 Вычисление фонда времени работы оборудования 43
4.3 Расчёт времени, затрачиваемого для выполнения годовой программы, и коэффициента, учитывающего загрузку оборудования 44
4.4 Расчет заводской себестоимости базового и проектного вариантов технологии 46
4.5 Калькуляция заводской себестоимости сварки по базовому и проектному варианту технологии 50
4.6 Определение капитальных затрат по базовому и проектному вариантам технологии сварки 51
4.7 Расчёт показателей экономической эффективности проектного варианта технологии 54
4.8 Выводы по экономическому разделу 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 57
Магистральные трубопроводы зарекомендовали себя как самый безопасный, надежный и экономичный способ транспортировки газа и нефти на большие расстояния. Однако необходимость поддерживать высокий уровень готовности к аварийным ситуациям по-прежнему остается приоритетной задачей, особенно исходя из социальных, экологических и экономических последствий, которые могут возникнуть в результате потери герметичности трубопровода высокого давления. Поскольку риск таких последствий потенциально появляется с момента создания давления в трубопроводе, готовность к аварийным ситуациям актуальна на протяжении всего срока эксплуатации трубопровода.
Важная роль при выполнении ремонтно-восстановительных работ и реконструкции объектов линейной части магистральных трубопроводов отводится дуговым способам сварки. После проведения технической диагностики и выявления дефектов возникает вопрос об их классификации, а затем и о способах ремонта объектов. Поэтому одной из первоочередных задач является обеспечение исполнителей сварочных работ на действующих трубопроводах ведомственной нормативно-технической документацией, разработанной с учетом передового опыта эксплуатации магистральных трубопроводов, достижений научно-технического прогресса в области создания новой техники и технологий, а также международных требований и стандартов.
Старение трубопроводов, в первую очередь магистральных, влияет на надежность их эксплуатации и нередко сопровождается ростом аварийности [1].
При длительном сроке эксплуатации трубопроводов, а также под действием термических и механических нагрузок и влиянием окружающей среды могут происходить эрозионно-коррозионные процессы. Как отмечалось в работе [2], основной причиной отказов трубопроводов за 20 лет эксплуатации являются язвенная коррозия, составляющая 42,5 % общего числа всех зафиксированных случаев.
При существующих в настоящее время требованиях к запасу прочности в трубопроводах за пределами упругости работает только материал зон концентрации, основной же объем металла труб деформируется упруго.
Для возникновения разрушения в зоне дефекта пластичных трубных сталей требуется накопление соответствующего усталостного повреждения, т.е. наработка определенного количества циклов нагружения. Пренебрежение возможностью малоциклового разрушения сказывается не сразу и является одной из причин увеличения количества аварий, происходящих вследствие старении трубопроводов [3].
Ниже приведены результаты диагностирования технического состояния участка магистрального нефтепровода с помощью интеллектуального поршня фирмы «Rozen». Так, потери металла более 60 % толщины стенки трубы равны 0,9 %; 41...60 % — 5 %; 20...40 % — 45,5 %. Дефекты кольцевых швов составляют 10,8 %, поверхностных — 11 %, продольных — 7 %, спиральных 0,9 %, дефекты основного металла — 11,1 %, неклассифицированные — 7 %; аномальные виды дефектов — 0,8 %. Видно, что наибольшее количество дефектов приходится на потери (вынос) металла. В кольцевых сварных стыках выявлены недопустимые, согласно нормативным документам ВСН 006-89 и ВСН 012-88, дефекты, а также те, которые заложены во время строительства магистральных газопроводов (около 1 % всех выявленных дефектов). Обнаружено также множество поверхностных дефектов в сварных швах (12 %) и внутренних типа расслоения (11 %) в основном металле.
Данная ВКР посвящена разработке технологии ремонтной сварки на магистральных трубопроводах при заварке коррозионных дефектов.
Цель - повышение производительности и качества ремонтной сварки на магистральных трубопроводах.
Цель представленной ВКР - повышение производительности и качества ремонтной сварки на магистральных трубопроводах.
В работе выполнялись следующие задачи: 1) обосновать замену способа сварки на основе современных достижений сварочной науки и техники; 2) обосновать выбор сварочных материалов и оборудования для осуществления сварки и предложить оптимальные параметры режима сварки; 3) составить проектную технологию сварки с применением предложенных ранее технических решений.
В выпускной квалификационной работе предложены технологические мероприятия по повышению эффективности ремонтной сварки магистральных трубопроводов. В проектном варианте технологии предложено произвести замену ручной дуговой сварки на полуавтоматическую сварку проволокой сплошного сечения в среде защитных газов с импульсным управлением сварочной дугой.
Выявлены опасные и вредные производственные факторы, появление которых возможно при внедрении проектной технологии в производство. Проведён анализ возможности и мер по устранению и уменьшению опасных и вредных производственных факторов. В результате проведения этого анализа установлено, опасные и вредные производственные факторы могут быть устранены или уменьшены до необходимого уровня с применением стандартных средств безопасности и санитарии производства.
Проектный вариант сварки после своего внедрения в производство даст такие эффекты, как уменьшение трудоемкости на 58,3 %, увеличение производительности труда на 140 %. Величина годового экономического эффекта, полученная с учетом затрат на капитальные вложения в оборудование, составила более 4 млн рублей.
