Только PDF
Введение 6
Современное состояние диагностики и ремонта длительно
эксплуатируемых магистральных трубопроводов 8
1.1 Описание трубопровода и обнаруживаемых дефектах 8
1.2 Сведения о материале нефтепровода 13
1.3 Выявление и исправление дефектов на магистральном трубопроводе 15
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 19
2 Повышение производительности и достоверности контроля состояния длительно эксплуатируемых магистральных трубопроводов 21
2.1 Анализ применяемых методик 21
2.2 Сущность предлагаемого метода 23
2.3 Повышение чувствительности метода 26
2.4 Комплексная методика оценки состояния трубопровода. 29
3 Обеспечение безопасности и экологичности предлагаемых технических решений 33
3.1 Конструктивно-технологическая характеристика
рассматриваемого объекта 33
3.2 Идентификация профессиональных и производственных рисков 34
3.3 Методики и технические средства для устранения
профессиональных рисков 37
3.4 Пожарная безопасность рассматриваемого технологического объекта 38
3.5 Вопросы обеспечения экологической безопасности
40
4 Экономическое обоснование предлагаемых в выпускной
квалификационной работе решений 42
4.1 Анализ исходной информации по базовой и проектной технологиям 42
4.2 Оценка фонда времени работы оборудования 44
4.3 Оценка штучного времени при выполнении операций проектного
и базового вариантов технологии 45
4.4 Расчёт заводской себестоимости при осуществлении операций
технологического процесса по рассматриваемым вариантам 47
4.5 Капитальные затраты при реализации проектного и базового вариантов технологии 51
4.6 Показатели экономической эффективности 53
Заключение 55
Список используемой литературы и используемых источников 57
Современно общество продолжает увеличивать потребление
энергетических ресурсов, основным источником которых являются
углеводороды – нефть и природный газ. Поставка этих природных ресурсов в
настоящее время продолжает оставаться основным источником благополучия
и политической стабильности в Российской Федерации. Основным средством
доставки газа и нефти на значительные расстояния является магистральные
трубопроводы, строительство и обслуживание которых требует привлечения
значительных финансовых и трудовых ресурсов.
При диагностике состояния и ремонте магистрального трубопровода
возможные ошибки могут привести к значительным техногенным рискам,
поэтому следует проводить своевременные ремонтные работы.
В источнике [14] отмечается, что ежегодный объём требуемого
ремонта на магистральных трубопроводах составляет порядка 10 тысяч
километров, при этом средства, полученные от продажи нефти и газа
позволяют поставщику провести ремонт порядка 2 тысяч километров. В
связи с этим стремительно стареющие трубопроводы нефтепроводы из
источника дохода превращаются в источник убытка, отрицательное влияние
которого на бюджет Российской Федерации ежегодно будет только расти.
Также следует отметить повышающиеся экологические требования,
которые вызывают необходимость совершенствования методик контроля
состояния магистральных трубопроводов [6], [15]. Для оценки состояния
трубопроводов в настоящее время нашли применение различные методы,
среди которых следует отметить вихретоковой, магнитный, оптический,
рентгеновский [15], [32].
В связи с тем, что эксплуатация большинства трубопроводов
проходила в течение более чем 15 лет, в них развиваются коррозионные
дефекты. При этом доля коррозионных дефектов неуклонно растёт. Так, в
период с 1998 по 2007 год количество аварий по причине коррозионных дефектов составило 30 % от общего числа аварий на магистральных
трубопроводах. Начиная с 2008 года доля аварий, произошедших по причине
коррозионных дефектов, увеличилась до 50 % [13].
Действие растягивающих напряжений и наличие в металле трубы
вредных примесей ускоряют коррозионное разрушение [17], [18], [33].
В результате совокупного действия глобального потепления и старения
трубопровода следует ожидать увеличения количества аварий, в том числе и
со смертельными исходами. Также следует указать усиливающееся
отрицательное воздействие на коррозионные процессы блуждающих токов,
которые возникают от соседства трубопровода с железными дорогами и
линиями электропередач.
Магистральный трубопровод работает в условиях перманентного
старения и накопления дефектов, влияние которых на первом этапе
эксплуатации незначительно. Однако в ходе продолжительной работы
дефекты развиваются и игнорирование их наличия может повлечь тяжелые
последствия [16]. При этом необходимости сразу исправлять обнаруженные
дефекты, большинство из них позволяет продолжать безопасную
эксплуатацию трубопровода. Необходимо своевременно диагностировать
состояние трубопровода и проводить своевременное устранение тех
дефектов, размеры которых достигли критических значений.
Необходимо проведение исследований в направлении повышения
производительности диагностических и ремонтных мероприятий на
магистральных трубопроводах [13], [24].
На основании вышеизложенного следует признать актуальность цели
выпускной квалификационной работы – повышение производительности и
достоверности оценки состояния длительно эксплуатируемых магистральных
трубопроводов.
Достижение поставленной цели требует изучения источников научно-технической информации по рассматриваемому вопросу и ознакомления с
результатами работ отечественных и зарубежных исследователей
Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена решению
вопроса повышения эффективности сварочных технологий при выполнении
контроля состояния и ремонта длительно эксплуатируемых магистральных
трубопроводов.
Объектом исследования в настоящей выпускной квалификационной
работе выступает стареющий магистральный трубопровод диаметром
1024 мм, выполненный из стали 17Г1С-У.
При анализе литературных данных по статистике аварий на
магистральных трубопроводах показано, что самым распространённым
видом дефекта является коррозионное поражение труб. Технология заварки
дефекта предусматривает определение границ дефектного участка, выборка
дефектного участка с применением пневматической шлифовальной машины,
предварительный погрев, заплавление выборки с применением ручной
дуговой сварки, зачистку поверхности заплавленного места, контроль
качества.
Технология исправления коррозионного дефекта на магистральном
трубопроводе укрупнённо может быть представлена как набор из пяти
операций. На первой операции технологического процесса выполняют
зачистку дефектного места. Для этого применяется машинка радиальная
шлифовальная. На второй операции технологического процесса проводят
предварительный подогрев места ремонтной сварки. Для этого применяется
набор газовых горелок и система подготовки газовой смеси. На третьей
операции технологического процесса выполняется заварка дефекта. Для
этого применяется сварочный выпрямитель, формирователь импульсов,
механизм подачи сварочной проволоки и система подготовки защитного газа.
На четвёртой операции технологического процесса выполняется
механическая обработка места ремонтной сварки. Для этого применяется
машинка угловая шлифовальная. На пятой операции технологического
процесса происходит контроль качества. Для этого применяется набор для
проведения визуально-измерительного контроля и ультразвуковой
дефектоскоп.
При анализе опасных и вредных производственных факторов, которые
сопровождают выполнение операций проектного технологического процесса,
идентифицированы негативные производственные факторы, предложены
технические средства и организационные мероприятия по защите от них.
Выполнена оценка проектной технологии на предмет обеспечения
экологической безопасности. Предложены организационные мероприятия по
защите окружающей среды от возникающих при реализации проектной
технологии негативных антропогенных факторов.
Проведенные экономические расчёты позволяют судить о высокой
эффективности предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной
работе решениях. Производительность труда повышается на 567 %.
Уменьшение технологической себестоимости составило 49 %. При этом за
счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось
получить годовой экономический эффект в размере 5,66 млн. рублей.
Средства, затраченные на внедрение предлагаемых в настоящей выпускной
квалификационной работе решений, будут окуплены за 0,1 года.
Таким образом, внедрение предлагаемых в настоящей выпускной
квалификационной работе решений в производство позволяет получить
доказанный расчётным путём экономический эффект. Доказана
экономическая и технологическая эффективность предлагаемых в настоящей
выпускной квалификационной работе решений.
На основании вышеизложенного следует считать поставленную цель
выпускной квалификационной работы достигнутой.
Результаты настоящей выпускной квалификационной работы
рекомендуются к внедрению на предприятиях, которые выполняют
строительство и ремонт магистральных трубопроводов.
1. Абакумов А. А. Магнитная диагностика газонефтепроводов. М. :
Энергоатомиздат, 2001. 315 с.
2. Белов С. В. Охрана окружающей среды. М. : Машиностроение, 1990.
372с.
3. Бут В. С., Олейник О. И. Развитие технологий ремонта дуговой
сваркой магистральных трубопроводов в условиях эксплуатации //
Автоматическая сварка. 2014. № 5. С. 42–50.
4. Варламов Д. П., Канайкин В. А., Матвиенко А. Ф. Анализ стресскоррозионной дефектности магистральных газопроводов. Екатеринбург,
2010. 190 с.
5. Варламов Д. П., Канайкин В. А., Матвиенко А. Ф. Мониторинг
дефектности магистральных газопроводов. Екатеринбург: УрО РАН, 2008.
120 с.
6. Варламов, Д.П. Повышение надежности магистральных
газопроводов при использовании многократной внутритрубной
дефектоскопии / Д.П. Варламов, В.Н. Дедешко, В.А. Канайкин, О.И. Стеклов
// Автоматическая сварка. – 2012. – № 3. – С. 28–34.
7. Горина Л. Н. Обеспечение безопасных условий труда на
производстве: учебное пособие. Тольятти : ТолПИ, 2000. 68 с.
8. Икэда Т., Канэхара Р., Миядзава М. Техника контроля
направленными волнами для эксплуатационного контроля заводских
трубопроводов // Hinakai Kensa. 2005. № 11. P. 595–599.
9. Климов А. С. Выпускная квалификационная работа бакалавра:
учебно-метод. пособие по выполнению выпускной квалификационной
работы бакалавра. Тольятти : ТГУ, 2021. 62 с.
10. Корчемкин А. Е. Современное состояние сварки магистральных
трубопроводов // Записки горного института. 2004. № 7. С. 175–177.
58
11. Краснопевцева И. В. Экономическая часть дипломного проекта :
метод. указания. Тольятти : ТГУ, 2008. 38 с.
12. Кудинова Г. Э. Организация производства и менеджмент : метод.
указания к выполнению курсовой работы. Тольятти : ТГУ, 2005. 35 с.
13. Лисанов М. В., Савина А. В., Дегтярев Д. В. Анализ российских и
зарубежных данных по аварийности на объектах трубопроводного
транспорта // Безопасность труда в промышленности. 2010. № 7. С. 16–22.
14. Лисин Ю. В. Совершенствование методов подготовки и проведения
капитального ремонта магистральных нефтепроводов: диссертация на
соискание учёной степени кандидата технических наук. Москва: АК
«Транснефть». 1999.
15. Мазур, И.И. Иванцов О. М. Безопасность трубопроводных систем.
М.: ИЦ «Елина», 2004....36