Введение
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 15
1.1 Общая информация о используемых трубах 15
1.2 Маркировка и прочностные характеристики труб для магистральных
трубопроводов 17
1.3 Напряженно-деформированное состояние металла трубопроводов 33
1.4 Усталость стали 36
1.5 Влияние старения на прочностные свойства стали 41
1.6 Сведения о структуре стали и ее изменении при нагружении 43
1.7 Структура стали до нагружения 44
1.8 Изменения структуры стали в процессе нагружения 49
1.9 Методология продления ресурса металла нефтегазопроводов 50
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 61
2.1 Сталь конструкционная 17ГС 61
2.2 Расчёт элементов конструкций на долговечность 62
ГЛАВА 3. РАСЧЕТЫ И АНАЛИТИКА 66
3.1 Анализ изменения прочностных характеристик стали 17ГС 66
3.2 Расчет критической длины трещины с приминением коэффициента
интенсивности 70
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 72
ГЛАВА 5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 75
5.1 Оборудование 76
5.2 Автотранспорт 76
5.3 Расчет амортизационных отчислений 77
5.4 Расчет затрат на материалы 78
5.6 Расчет затрат на оплату труда 79
5.7 Расчет затрат на страховые взносы 80
5.8 Расчет общих затрат 81
ГЛАВА 6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ
ВНУТРИТРУБНОЙ ДИАГНОСТИКИ 83
6.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению 84
6.1.1. Отклонение показателей климата на открытом воздухе 84
6.1.2. Нормирование уровня шума 89
6.1.3. Загазованность воздушной среды 90
6.1.4. Утечки токсичных и вредных веществ в атмосферу 93
6.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению 94
6.2.1. Движущиеся машины и механизмы производственного оборудования ... 94
6.2.2. Высокое давление газопровода 95
6.3 Экологическая безопасность 96
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 98
6.5 Законодательное регулирование проектных решений 101
Заключение 104
Список использованной литературы 105
Эксплуатационная надежность трубопроводной системы во многом определяется неизменностью прочностных свойств металла труб и склонностью его к хрупкому разрушению на протяжении всего жизненного цикла системы. Основная часть отечественных трубопроводов изготовлена из сталей 14ХГСА, 10Г2С, 19Г, 17ГС, 17Г1С. Трубы из этих сталей находятся в эксплуатации 20.. .40 лет и более. Известно, что свойства сталей меняются во времени в результате перераспределения в твердом растворе атомов углерода и азота. Это явление называют старением. В металле труб газопроводов при длительной эксплуатации под воздействием изменяющихся параметров внешней среды и транспортируемого продукта происходят медленные процессы изменения металлографической структуры, обусловленные различного вида воздействиями на металл труб. Воздействие на металл влажного грунта после повреждения изоляционного покрытия приводит к коррозионным повреждениям структуры металла. При воздействии температуры могут происходить локальные деформационные процессы за счет линейного расширения. Длительное воздействие повышенной температуры, даже не слишком высокой (30.40 °С), может привести к старению низколегированных низкоуглеродистых трубных сталей. Еще одним важным источником структурных изменений металла является длительное влияние взаимодействия со сталью труб транспортируемого углеводородного продукта, часто содержащего в своем составе некоторое количество водорода, сероводорода, воды. Диссоциированный водород имеет высокую проникающую способность, поэтому, проникая внутрь металла, повышает в нем внутренние напряжения. Приведенные воздействия на газопроводы, приводящие к структурным изменениям металла, в реальных условиях длительной эксплуатации выглядят намного сложнее, так как являются результатом совместного влияния сразу нескольких видов.
Структурные изменения могут влиять на прочность труб неоднозначно: на начальных стадиях их воздействие, как правило, упрочняет металл, со временем происходит его разупрочнение с образованием повреждений, которые могут стать причиной разрушения металла труб.
В ходе выполнения магистерской диссертации были подробно описаны требования к механическим свойствам сталей, таким как временное сопротивление разрыву, предел текучести, предел прочности, относительное удлинение согласно ГОСТ 20295-91, так же были предоставлены требования к механическим свойствам соединительных деталей. Было подробно описано напряжённо-деформированное состояние трубопровода, которое приводит к возникновению напряженного состояния металла и следовательно к деградации прочностных характеристик трубных сталей. Рассмотрен механизм усталостного разрушения стали, в ходе которого происходит зарождение трещин в структуре металла и в дальнейшем приводит к его разрушению и следовательно к авариям на магистральных газонефтепроводах. Проведен анализ изменения прочностных характеристик стали 17ГС в процессе длительной эксплуатации. В результате анализа можно сказать, что при длительной эксплуатации трубопроводов возможны два вида негативных факторов, связанных с изменением прочностных свойств стали, это её охрупчивание и снижение прочности в результате перестаривания. Предоставлена методика расчета дефектов в стали трубопроводов, обнаруженных в результате внутритрубной диагностики. На основе этой методики можно оценить опасность дефекта, а так же рассчитать безопасный режим эксплуатации трубопровода при наличии дефекта.
