Помощь студентам в учебе
Методика контроля состояния длительно эксплуатируемых магистральных газопроводов
|
Введение
1 Современное состояние диагностики и ремонта длительно
эксплуатируемых газопроводов
1.1 Сведения о состоянии и дефектах магистральных
газопроводов
1.2 Сведения о материале магистрального газопровода. . . . . . . . . . . . . 11
1.3 Базовый процесс контроля и исправления дефектов
на магистральном газопроводе
1.4 Анализ научных работ по вопросу ремонтной
сварки магистральных газопроводов
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы
2 Проектная технология сварки паропровода перегретого пара
2.1 Обзор методов диагностики состояния магистральных
трубопроводов.
2.2 Сущность метода дальнодействующего ультразвукового
контроля состояния трубопровода.
2.3 Чувствительность предлагаемого метода
2.4 Методика комплексного контроля трубопровода. . . . . . . . . . . . . . . 29
3 Безопасность и экологичность проектного технологического процесса
3.1 Технологическая характеристика объекта
3.2 Идентификация профессиональных рисков
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков
3.4 Обеспечение пожарной безопасности
3.5 Обеспечение экологической
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии
4.1 Исходная информация для выполнения экономической оценки предлагаемых технических решений
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования
4.3 Расчет штучного времени
4.4 Заводская себестоимость базового и проектного вариантов
технологии
4.5 Капитальные затраты по базовому и проектному вариантам
технологии
4.6 Показатели экономической эффективности
Заключение
Список используемой литературы и используемых источников
1 Современное состояние диагностики и ремонта длительно
эксплуатируемых газопроводов
1.1 Сведения о состоянии и дефектах магистральных
газопроводов
1.2 Сведения о материале магистрального газопровода. . . . . . . . . . . . . 11
1.3 Базовый процесс контроля и исправления дефектов
на магистральном газопроводе
1.4 Анализ научных работ по вопросу ремонтной
сварки магистральных газопроводов
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы
2 Проектная технология сварки паропровода перегретого пара
2.1 Обзор методов диагностики состояния магистральных
трубопроводов.
2.2 Сущность метода дальнодействующего ультразвукового
контроля состояния трубопровода.
2.3 Чувствительность предлагаемого метода
2.4 Методика комплексного контроля трубопровода. . . . . . . . . . . . . . . 29
3 Безопасность и экологичность проектного технологического процесса
3.1 Технологическая характеристика объекта
3.2 Идентификация профессиональных рисков
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков
3.4 Обеспечение пожарной безопасности
3.5 Обеспечение экологической
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии
4.1 Исходная информация для выполнения экономической оценки предлагаемых технических решений
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования
4.3 Расчет штучного времени
4.4 Заводская себестоимость базового и проектного вариантов
технологии
4.5 Капитальные затраты по базовому и проектному вариантам
технологии
4.6 Показатели экономической эффективности
Заключение
Список используемой литературы и используемых источников
Стабильное развитие современного общества требует неуклонного роста добычи энергоносителей - природного газа и нефти. Поставка энергоносителей на мировой рынок в этих условиях становится рычагом не только экономического, но и политического влияния. Самым эффективным энергоносителем является природный газ, поставки которого позволяют удовлетворить потребности домохозяйств и промышленности. Применение природного газа повышает эффективность передачи теплоты и позволяет использовать высокоэкономичные тепловые агрегаты, отвечающие последним требованиям экологических стандартов.
Магистральный газопровод – это ответственная металлическая конструкция, ошибки эксплуатации конторой неминуемо приведут к повышению техногенных рисков. Безаварийная эксплуатация магистрального газопровода обеспечивается при условии правильно проведённых строительных работ, а также своевременным выполнением ремонтных работ.
Постоянный контроль состояния линейной части магистрального трубопровода является основой его безопасной эксплуатации. При этом методики контроля должны постоянно совершенствоваться, чтобы отвечать современным экологическим и технологическим требованиям [3], [12]. При контроле состояния длительно эксплуатируемых трубопроводов применяется большое число разнообразных методик: вихревые токи, магнитные поля, ультразвуковое исследование, рентгеновский контроль, оптические методы, мягкое и жёсткое радиоактивное излучение и т.д. [12].
Основной причиной аварий на трубопроводах можно считать развитие коррозионных дефектов на её линейной части. Поскольку большая часть трубопроводов построена 15 и более лет назад, произошло разрушение из изоляционного покрытия, что вызывает ускорение коррозионных процессов в теле трубы. В период с 1991 года по 1996 год аварии по причине коррозионного растрескивания составляли 25 % от общего числа аварий на трубопроводе. В период с 1998 года по 2003 год доля таких аварий увеличилась до 30 %. Начиная с 2008 года доля аварий по причине коррозионного растрескивания неизменно повышается и сейчас составляет 50 % от общего числа аварий.
В процессе сварки происходит кратковременный нагрев металла до температур плавления и кипения, по причине неравномерности нагрева развиваются пластические деформации и остаточные напряжения. Сварные стыки в трубопроводе представляют собой концентратор напряжений, поэтому в зоне термического влияния наблюдается усиленное коррозионное растрескивание под напряжением [22].
Под действием остаточных растягивающих напряжений от выполнения сварных швов существенно снижается коррозионная стойкость трубопровода. Также остаточные растягивающие напряжения способствуют концентрации вредных примесей в металле, которые уменьшают сопротивление трубопровода знакопеременным нагрузкам [17], [18].
В начальный период эксплуатации трубопровода влияние сварных швов и дефектов в них на аварийность незначительна. В ходе продолжительной эксплуатации трубопровода в нём происходят процессы разрушения, игнорирование которых может привести к возникновению внештатных ситуаций. Это делает актуальным исследования в области повышения эффективности диагностики и оценки состояния длительно эксплуатируемых трубопроводов [14].
На основании вышеизложенного следует признать актуальной цель выпускной квалификационной работы – повышение производительности и достоверности контроля состояния длительно эксплуатируемых магистральных газопроводов.
Магистральный газопровод – это ответственная металлическая конструкция, ошибки эксплуатации конторой неминуемо приведут к повышению техногенных рисков. Безаварийная эксплуатация магистрального газопровода обеспечивается при условии правильно проведённых строительных работ, а также своевременным выполнением ремонтных работ.
Постоянный контроль состояния линейной части магистрального трубопровода является основой его безопасной эксплуатации. При этом методики контроля должны постоянно совершенствоваться, чтобы отвечать современным экологическим и технологическим требованиям [3], [12]. При контроле состояния длительно эксплуатируемых трубопроводов применяется большое число разнообразных методик: вихревые токи, магнитные поля, ультразвуковое исследование, рентгеновский контроль, оптические методы, мягкое и жёсткое радиоактивное излучение и т.д. [12].
Основной причиной аварий на трубопроводах можно считать развитие коррозионных дефектов на её линейной части. Поскольку большая часть трубопроводов построена 15 и более лет назад, произошло разрушение из изоляционного покрытия, что вызывает ускорение коррозионных процессов в теле трубы. В период с 1991 года по 1996 год аварии по причине коррозионного растрескивания составляли 25 % от общего числа аварий на трубопроводе. В период с 1998 года по 2003 год доля таких аварий увеличилась до 30 %. Начиная с 2008 года доля аварий по причине коррозионного растрескивания неизменно повышается и сейчас составляет 50 % от общего числа аварий.
В процессе сварки происходит кратковременный нагрев металла до температур плавления и кипения, по причине неравномерности нагрева развиваются пластические деформации и остаточные напряжения. Сварные стыки в трубопроводе представляют собой концентратор напряжений, поэтому в зоне термического влияния наблюдается усиленное коррозионное растрескивание под напряжением [22].
Под действием остаточных растягивающих напряжений от выполнения сварных швов существенно снижается коррозионная стойкость трубопровода. Также остаточные растягивающие напряжения способствуют концентрации вредных примесей в металле, которые уменьшают сопротивление трубопровода знакопеременным нагрузкам [17], [18].
В начальный период эксплуатации трубопровода влияние сварных швов и дефектов в них на аварийность незначительна. В ходе продолжительной эксплуатации трубопровода в нём происходят процессы разрушения, игнорирование которых может привести к возникновению внештатных ситуаций. Это делает актуальным исследования в области повышения эффективности диагностики и оценки состояния длительно эксплуатируемых трубопроводов [14].
На основании вышеизложенного следует признать актуальной цель выпускной квалификационной работы – повышение производительности и достоверности контроля состояния длительно эксплуатируемых магистральных газопроводов.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена цель – повышение производительности и достоверности контроля состояния длительно эксплуатируемых магистральных газопроводов.
Объектом исследования в рассматриваемом случае выступает длительно эксплуатируемый магистральный газопровод диаметром 1024 мм, на всём протяжении которого следует обнаруживать и исправлять различного рода дефекты, образовавшиеся в процессе длительной эксплуатации.
Технология ремонтной сварки трубопровода предусматривает последовательное выполнение операций: зачистка дефектного участка газопровода, предварительный подогрев места ремонтной сварки, заполнение выборки при помощи ручной дуговой сварки, механическая обработка заплавленной выборки, контроль качества ремонтной сварки.
Для повышения производительности и достоверности оценки состояния длительно эксплуатируемых газопроводов предложено применить дальнодействующий ультразвуковой контроль, позволяющий обнаруживать дефекты на участке трубопровода диной несколько десятков метров.
Для уточнения площади и величины поражения стенки трубы предложено использовать комплексную методику, предусматривающую использование дальнодействующего ультразвукового контроля и ультразвуковой толщинометрии.
Изучение особенностей технологического процесса ремонтной сварки позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы. На основании этих выделенных факторов предложен ряд стандартных средств и методик, позволяющих устранить опасный фактор или уменьшить его влияние на персонал до приемлемого уровня.
Годовой экономический эффект при внедрении проектной технологии составляет 5,66 млн. рублей.
Объектом исследования в рассматриваемом случае выступает длительно эксплуатируемый магистральный газопровод диаметром 1024 мм, на всём протяжении которого следует обнаруживать и исправлять различного рода дефекты, образовавшиеся в процессе длительной эксплуатации.
Технология ремонтной сварки трубопровода предусматривает последовательное выполнение операций: зачистка дефектного участка газопровода, предварительный подогрев места ремонтной сварки, заполнение выборки при помощи ручной дуговой сварки, механическая обработка заплавленной выборки, контроль качества ремонтной сварки.
Для повышения производительности и достоверности оценки состояния длительно эксплуатируемых газопроводов предложено применить дальнодействующий ультразвуковой контроль, позволяющий обнаруживать дефекты на участке трубопровода диной несколько десятков метров.
Для уточнения площади и величины поражения стенки трубы предложено использовать комплексную методику, предусматривающую использование дальнодействующего ультразвукового контроля и ультразвуковой толщинометрии.
Изучение особенностей технологического процесса ремонтной сварки позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы. На основании этих выделенных факторов предложен ряд стандартных средств и методик, позволяющих устранить опасный фактор или уменьшить его влияние на персонал до приемлемого уровня.
Годовой экономический эффект при внедрении проектной технологии составляет 5,66 млн. рублей.