Введение 5
1 Современное состояние вопроса 8
1.1 Сведения о состоянии и дефектах
магистральных трубопроводов 8
1.2 Сведения о базовом процессе контроля и исправления
дефектов трубопровода 11
1.3 Анализ содержания источников научно-технической информации по вопросу диагностики состояния и ремонтной
сварки трубопроводов 16
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 18
2 Технология неразрушающего контроля состояния труб 19
2.1 Обзор методов диагностики состояния магистральных
трубопроводов 19
2.2 Сущность метода 21
2.3 Виды отражателя на трубопроводе 23
2.4 Чувствительность предлагаемого метода 25
2.5 Представление информации о несплошностях 26
2.6 Методика комплексного контроля трубопровода 29
Заключение по второму разделу 31
3 Безопасность и экологичность предлагаемых технических решений . . . 32
3.1 Технологическая характеристика объекта 32
3.2 Профессиональные риски при реализации предложенных
технических решений 33
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 34
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 35
3.5 Обеспечение экологической безопасности
технологического объекта 37
3.6 Заключение по разделу 38
4 Экономическая эффективность предлагаемых технологических решений
4.1 Вводная информация для выполнения экономических расчётов . . 39
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 41
4.3 Расчет штучного времени 42
4.4 Расчет заводской себестоимости вариантов технологии сварки . . . 46
4.6 Размер капитальных затрат реализации операций по базовому и
проектному вариантам 52
4.6 Расчётное определение показателей экономической
эффективности предлагаемых решений 57
Заключение по экономическому разделу 60
Заключение 60
Список используемой литературы 61
Стабильная поставка энергоресурсов потребителям в Российской Федерации, странах Европы и зависит от состояния (безопасность и надежность) системы магистральных трубопроводов. По имеющимся в настоящее время статистическим данным наблюдается стабильный рост добычи и поставок объемов газа и нефти. Так, к 2020 году планируемый объём добычи газа должен составить 670 млрд м3 [1]. При макроэкономическом планировании следует учитывать тот факт, что существующая сейчас газотранспортная система имеет давнюю историю и создана еще в Советском Союзе. В связи с распадом СССР она претерпела значительные изменения, и поддержание её работоспособности требует привлечения интеллектуальных, финансовых, производственных и политических ресурсов.
Магистральные газопроводы в несколько ниток проходят в настоящее время по территории многих стран, контроль их состояния зависит от зарубежных партнёров, а крупные аварии могут повлечь за собой серьёзные политические последствия. В ближайшее время срок эксплуатации магистральных газопроводов бывшего СССР достигнет 40 лет.
Поддержание состояния магистральных трубопроводов требует постоянного совершенствования методик контроля труб. Для этого применяются современные разработки и достижения в области контроля качества - рентгеновские, ультразвук, тепловые, оптические, различные виды жесткого и мягкого радиационного излучения, вихревые токи, магнитные поля [2].
Магистральный трубопровод является ответственной металлической конструкцией, эксплуатация которой сопровождается возникновением техногенных рисков. Длительная безаварийная эксплуатация магистрального трубопровода в первую очередь зависит от правильности его строительства. Особую опасность представляют участки трубопровода, на которых допущены различные нарушения технологии укладки и сварки. Эта опасность усугубляется на трубопроводах, проходящих пересечённой, заболоченной и горной местностях. Сварные стыки являются концентраторами остаточных напряжений в зонах термического влияния. Локальные напряжения в металле могут считаться главной причиной образования и развития дефектов коррозионного растрескивания под напряжением [3].
Сварка предполагает нагрев металла до высоких (плавление и кипение) температур. При этом в металле конструкций протекают физико-химические превращения, которые проходят на фоне интенсивных пластических деформаций, которые были вызваны неравномерностью нагрева. В результате пластических деформаций и усадки сварных швов в конструкции возникают существенные поперечные укорочения, которые приводят к получению поля остаточных напряжений. Таким образом, создаются условия для получения трещин в результате сварки трубопровода и его последующей эксплуатации.
Отрицательная роль остаточных сварочных напряжений при эксплуатации магистрального трубопровода проявляется в существенном снижении коррозионной стойкости его конструкции. Под действием растягивающих напряжений формируются концентрации вредных примесей, которые приводят к снижению сопротивления материала знакопеременным нагрузкам [4, 5].
Строительству магистрального трубопровода предшествует тщательная проработка всего проекта, наукоёмкий анализ и построение оптимальной технологии, обоснованный выбор материалов для изготовления. В таких условиях удаётся получить существенное увеличение ресурса трубопровода и срока его безаварийной эксплуатации. Тем не менее, полное устранение негативного воздействия сварки на конструкцию недостижимо. В начальный период эксплуатации трубопровода отрицательное воздействие сварки сказывается незначительно. Продолжительная эксплуатация трубопровода приводит к необратимым изменениям в материале конструкции, которые уже не могут игнорироваться. В связи с этим на передний план выходят методики обнаружения и идентификации в конструкциях трещин и аналогичных дефектов. Это является особенно актуальным при диагностике и оценке состояния длительно эксплуатируемых конструкций и сооружений [6].
Указать наличие дефектов и их расположение на магистральном трубопроводе достаточно сложно даже с применением самых современных методов трубной диагностики. Вот почему работы в области повышения производительности и достоверности контроля состояния магистральных трубопроводов остаются актуальными.
Цель выпускной квалификационной работы - повышение производительности и достоверности контроля состояния магистральных трубопроводов.
Поставленная в выпускной квалификационной работе цель - повышение производительности и достоверности контроля состояния магистральных трубопроводов.
Объектом исследования является магистральный газопровод диаметром 1024 мм, на котором выполняют обнаружение и исправление дефектов. Технология ремонтной сварки предусматривает использование ручной дуговой сварки штучными электродами. При этом выполняются следующие операции: зачищают дефектный участок трубопровода, выполняют предварительный подогрев, выполняют механическую выборку дефекта, заплавляют выборку, выполняют механическую обработку сварного шва, контролируют качество ремонтной сварки.
В ходе выполнения раздела исполнительного блока были решены следующие задачи: 1) выполнить анализ и обосновать выбор методики диагностики состояния магистрального трубопровода; 2) повысить эффективность диагностики состояния магистрального трубопровода.
Выполнен анализ проектной технологии ремонтной сварки на предмет наличия опасных и вредных производственных факторов.
Рассчитанный годовой экономический эффект с учетом капитальных вложений составляет 5,3 млн. рублей.
С учётом вышеизложенного можно сделать вывод о том, что поставленная цель выпускной квалификационной работы достигнута.
Полученные результаты выпускной квалификационной работы рекомендуются к использованию в производстве при контроле состояния длительно эксплуатируемых магистральных трубопроводов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
