Определение безопасного срока эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов в условиях механохимической коррозии и повышенных температур
Цель работы — обеспечение работоспособности и безопасности эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов регламентацией прогнозируемого и остаточного ресурсов, определяемых на основе установленных закономерностей долговечности их конструктивных элементов в условиях одновременного действия коррозии и повышенных температур. Базируясь на известных положениях теории пластичности… Читать ещё >
Содержание
- 1. Проблемы обеспечения безопасности эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов в условиях одновременного действия механических нагрузок
- 1. 1. Объект исследования
- 1. 2. Условия эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов
- Выводы по разделу
- 2. Математическая модель повреждаемости конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов при одновременном действии механических нагрузок, коррозии и повышенных температур
- 2. 1. Основные факторы повреждаемости металла нефтегазового оборудования и трубопроводов
- 2. 2. Кинетическое уравнение повреждаемости металла нефтегазового оборудования и трубопроводов в условиях механохими-ческой коррозии и повышенных температур
- Выводы по разделу
- 3. Исследования влияния повышенной температуры на характеристики несущей способности конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов
- 3. 1. Оценка температурного коэффициента снижения несущей способности конструктивных элементов. ч '
- 3. 2. Влияние повышенных температур на деформационное старения листовых сталей, предназначенных для изготовления конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов
- 3. 3. Оценка трещиностойкости конструктивных элементов при повышенных температурах
- Выводы по разделу
4. Разработка методов расчета долговечности и ресурса конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов в условиях одновременного действия механических напряжений, коррозионных рабочих сред и повышенных температур
4.1. Особенности расчета на прочность конструктивных элементов при повышенных температурах
4.2. Влияние механохимической коррозии на долговечность конструктивных элементов
4.3. Анализ кинетики изменений напряжений и долговечности конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов, работающих в условиях одновременного действия механических напряжений, коррозионных рабочих сред и повышенных температур.
Выводы по разделу
Список литературы
- Ажогин Ф.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей. М.: Металлургия, 1974. — 256 с.
- Адамович В. К. Паничкин Ю.Н. К вопросу об экстраполяции результатов испытаний на длительную прочность. Проблемы прочности (К), 1972, № 2. — С. 32−36.
- Андропов Л.И. Теоретическая электрохимия. М.: Высшая школа, 1969. -510 с.
- Антикайн П.А. Металлы и расчет на прочность элементов паровых котлов. М.: Энергия, 1969. 445 с.
- Бидерман В.Л. Механика тонкостенных конструкций. М.: Машиностроение, 1977. — 448 с.
- Бояршинов C.B. Основы строительной механики машин. -М.: Машиностроение, 1973. 456 с.
- Безопасность жизнедеятельности / C.B. Белов, A.B. Иль-ницкая, А. Ф. Козьяков и др.- под общ. ред. C.B. Белова. М.: Высшая Школа, 2001.-485 с.
- Берлинер Ю.И. Волнистые компенсаторы для нефтяной и газовой промышленности. -М.: Недра, 1979. 142 с.
- Белашев А.Д. Эксплуатация баллонных и групповых резер-вуарных установок сжиженного газа. Л.: Недра, 1979. — 158 с.
- Бартенев Г. М. Прочность и механизм разрушения полимеров. М.: Химия, 1984. — 280 с.
- Волков Л.П., Колоколова H.H., Волова А. Г., Булгаченко А. Ф. Статистическая оценка состояния предразрушения при циклическом нагружении // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1991. — № 3. — С. 36.
- Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металлорургия, 1981. — 271 с.
- Гольденблат И.И., Бажанов В. П., Копнов В. А. Длительная прочность в машиностроении. М.: Машиностроение, 1977. — 248 с.
- ГОСТ 24 305 80 / СТ СЭВ-799−77. Аппараты колонные стальные сварные. Технические требования. — М.: Изд. во стандартов, 1980.-7 с.
- ГОСТ 24 304 80 / СТ СЭВ — 798 — 77. Аппараты теплооб-менные кожухотрубчатые стальные. Технические требования. — М.: Изд — во стандартов, 1980. — 8 с.
- Гаррисон У.Г., Анализ крупных аварий на предприятиях переработки углеводородов за 30 лет // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1988. № 9. — С. 114 — 117.
- Горкунов Э. С. Драгошанский Ю.Н., Миховски М. Эффект Баркгаузена и его использование в структуроскопии ферромагнитных материалов. Влияние упругой и пластической деформаций обзор 11 // Дефектоскопия. 1999. — № 7. — С. 3 -32.
- Гусенков А.П. Прочность при изометрическом и неизотермическом малоцикловом нагружении. М.: Наука, 1979. — 295 с.
- Давыдов В.П., Кирьянов Ю. Г. Анализ аварийности и травматизма на предприятиях, подконтрольных Госгортехнадзору России // Безопасность труда в промышленности. 1999. — № 4. — С. 2−4.
- Закономерности ползучей и длительной прочности, под общ. ред. С. А. Шестерикова. -М., Машиностроение, 1983. 10 с.
- Зайнуллин Р.С., Гумеров А. Г., Вахитов А. Г. и др. Расчеты ресурса оборудования и трубопроводов с учетом механохимической коррозии и неоднородности. М.: Недра, 2004. — 195 с.
- Зайнуллин P.C., Гумеров А. Г., Морозов Е. М., Галюк В. Х. Гидравлические испытания действующих нефтепроводов. М.: Недра, 1990.-224 с.
- Зайнуллин P.C. Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости. Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 1997.-426 с.
- Зайнуллин P.C., Гумеров А. Г., Халимов А. Г. и др. Оценка технического состояния и ресурса нефтегазохимического оборудования и трубопроводов. М.: Недра, 2004. — 286 с.
- Золоторевский B.C. Механические свойства металлов: Учебник для ВУЗов. 2-е. изд. М.: Металлургия, 1983. — 352 с.
- Зайнуллин P.C., Вахитов А. Г., Тарабарин О. И., Вячин П. Ю. и др. Расчеты ресурса оборудования трубопроводов с учетом фактора времени. М.: Недра, 2003. — 50 с.
- Зайнуллин P.C., Медведев А. П., Никитин Ю. Г. и др. Определение безопасного срока эксплуатации действующих трубопроводов в условиях коррозийного износа // Прикладная механика механохимического разрушения, 2004. -№ 1. — С. 10−15.
- Иванова B.C., Кузеев И. Р., Закирничная М. М. Синергетика и фракталы. Универсальность механохимического поведения материалов. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. — 363 с.
- Иванов В.Н., Селиванов В. В. Динамика разрушения деформируемого тела. -М.: Машиностроение, 1987. 272 с.
- Конструирование и расчеты машин химических производств / Под ред. Э.Э. Кольмана-Иванова. М.: Машиностроение, 1985. -408 с.
- Крюков Н.П. Аппараты воздушного охлаждения. М.: Химия, 1983. -168 с.
- Кнотт Дж. Микромеханика разрушения и трещиностой-кость / Механика разрушения / Разрушение материалов. Под ред. Д.Тэплина. М.: Мир, 1979. — С. 27 -29.
- Коллакот Р. Диагностика повреждений: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.-519 с.
- Лифшиц В.И., Татаринов В. Г. Основные положения определения остаточного ресурса сосудов и аппаратов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2000. — № 8. — С. 8−10.
- Лутошкин Г. С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды / 3-е Изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1983- - 224 с.
- Медведев В.Ф. Сбор и подготовка нефти и воды. М.: Недра, 1986.-221 с.
- Морозов Е.М. Техническая механика разрушения. Уфа.: МНТЦ «БЭСТС», 1997. — 389 с.
- Матохин Г. В., Матохин A.B., Гридасов A.B. Диагностика и оценка остаточного ресурса элементов конструкций из низколегированных сталей // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. -1991.- № 3. с. 28−35.
- Митрофанов A.B., Киченко С. Б. Расчет остаточного ресурса сосудов, работающих под давлением // Безопасность труда в промышленности. 1999. — № 12. — С. 26 -28.
- Магалиф В.Я., Якобсон Л. С. Расчеты трубопроводов на вычислительных машинах. М.: Энергия, 1969. — 296 с.
- Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975. — 400 с.
- Миненков Б.В., Стасенко И. В. Прочность деталей из пластмасс. М.: Машиностроение, 1977. — 264 с.
- Мэнсон С. Температурные напряжения и малицикловой усталость . -М.: Машиностроение, 1974. -344 с.
- Нормы Американского общества инженеров-механиков для котлов и сосудов высокого давления. М.: ЦНИИавтомининформ, 1974. — вып. 4.
- Нормы расчета на прочность элементов реакторов, парогенераторов, сосудов и трубопроводов атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок. М.: Металлургия, 1973.-408 с.
- Новоселов В.Ф. Трубопроводный транспорт нефти и газа. Технологический расчет нефтепродуктопроводов: Учебное пособие. -Уфа: Изд. Уфимс. нефт. ин-та, 1986. 93 с.
- Наймарк О.Б., Беляев В. В. О стадийности процесса разрушения при квазистатических и ударно-волновых нагрузках // Деформирование и разрушение структурно-неоднородных материалов и конструкций. Свердловск: УрО АН СССР, 1989. — С. 107−116.
- Наймарк О.Б., Зильбершмидт В. В., Филимонова JI.B. К описанию деформационных процессов при мартенситных превращениях // Деформирование и разрушение структурно-неоднородных материалов и конструкций. Свердловск: УрО АН СССР, 1989. — С. 116−123.
- Наймарк О.Б. Кинетические переходы в средах с дефектами, деформационные свойства и разрушение твердых тел // Проблемы нелинейной механики деформируемого тела. Свердловск: УрО АН СССР, 1990. — С. 23−41.
- Новиков H.H. Дефекты кристаллического строения металлов. М.: Металлургия, 1983. — 232 с.
- Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов системных электрических установок ПНАЭ Г-7−002−86 // Госатомэнергонадзор. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 525 с.
- Нахалов В.А. Надежность швов труб теплоэнергетических установок. -М.: Энергоатомиздат, 1983. 184 с.
- Постнов В.А., Хархурим И. Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. JI.: Судостроение, 1974. — 342 с.
- Пуарье Ж.П. Высокотемпературная пластичность кристаллических тел. М.: Металлургия, 1982. — 272 с.
- Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. — 2 с.
- Работнов Ю.Н., Милейко С. Т. Кратковременная ползучесть. М.: Наука, 1970.-220 с.
- Расчет машиностроительных конструкций на прочность и жесткость // H.H. Шапошников, Н. Д. Тарабасов, В. Б. Петров, В.И. Мя-ченков. М.: Машиностроение, 1981. — 333 с.
- Расчет и конструирование трубопроводов: Справочное пособие // Под ред. Б. В. Зверькова. Д.: Машиностроение, Ленинград, отд-ние, 1979. -245 с.
- Расчеты на прочность в машиностроении // С. Д. Пономарев, B. JL Бидерман, К. К. Лихарев и др. М.: Машгиз, 1956. — т. 2. — 884 е.- 1958.- т. 2.- 974 с.
- Ржаницын А.Р. Теория ползучести. М.: Стройиздат, 1968. -416 с.
- Прочность. Устойчивость. Колебания. М.: Машиностроение, 1968.-831 с.
- Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник // под ред. В. И. Мяченкова. М.: Машиностроение, 1989. — 520 с.
- Рахмилевич 3.3., Радзин И. М., Фарамазов С. А. Справочник механика химических и нефтехимических произволств.-М.: Химия, 1985.-592 с.
- Родионова С.С., Кузнецов И. А., Горкунов Э. С. Влияние холодной пластической деформации на физические свойства латуни // Дефектоскопия. 1998. — № 3. — С. 25−32.
- Родионова С.С., Кузнецов И. А., Горкунов Э. С. Физико-химические свойства стали 10ГНА после деформационно-термического упрочнения // Дефектоскопия.-1998. № 6. — С. 60−70.
- Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: Справочник / Г. Г. Рабинович, П. М. Рябых, П. А. Хохряков и др.- // под ред. E.H. Судакова. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1979.-568 с.
- Романов О.Н., Никифорнин Г. Н. Механика коррозионного разрушения конструкционных металлов. М.: Металлургия, 1986. — 294 с.
- Светлицкий В.А. Механика трубопроводов и шлангов. М.: Машиностроение, 1982. — 280 с.
- Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов: Пер. санг. М.: Мир, 1979.-392 с.
- Семишкин В.П. Напряженное состояние толстостенного тора, нагруженного внутренним давлением // Изв. вузов. Машиностроение.- 1978 № 2.- С. 10−13.
- Соколовский В.В. Теория пластичности. М.: Высшая школа, 1969. — 608 с.
- Соснин О.В. Энергетический вариант теории ползучести и длительной прочности. Ползучесть и разрушение неупрочняющихся материалов. Сообщение 1 //Проблемы прочности. 1973. — № 5. — С. 4549.
- Стасенко И.В. Расчет трубопроводов на ползучесть. М.: Машиностроение, 1986. — 256 с.
- Сидорин В.П. Комбинированная установка ЛК-бу. М.: Химия, 1985.-80 с.
- Соколкин Ю.В., Шестаков П. Д. Кинетика процесса накопления циклических повреждений // Деформирование и разрушение структурно-неоднородных материалов и конструкций. Свердловск: УрО АН СССР, 1989.-е. 27 — 32.
- Стеклов О.И. Мониторинг крупногаборитных сварных конструкций, эксплуатирующихся при воздействии экологически и корро-зионно-опасных сред//Сварочное производство. 1992. — № 8. — С. 4−6.
- Стеклов О.И. Техническая характеристика оборудования и сооружений нефтегазового и нефтегазохимического комплексов // Дефектоскопия. 1996. — № 9. — с. 113−121.
- Стасенко И.В. Установившаяся ползучесть тонкостенной трубы в общем случае действия сил // Изв. вузов. Машиностроение. -1973.-№ 7.-С. 21—25.
- Стасенко И.В. Установившаяся ползучесть толстостенной трубы // Изв. вузов. Машиностроение. 1974. — № 2. — С. 14—17.
- Стасенко И.В. Поверхность постоянной мощности диссипации для тонкостенной трубы // Изв. вузов. Машиностроение. -1975. -№ 5.-С. 20−24.
- Стасенко И.В. Модифицированная формулировка теории упрочнения // Изв. вузов. Машиностроение. 1975. — № 8. — С. 171 173.
- Стасенко И.В. Предельное состояние толстостенного трубопровода // Вестник машиностроения. 1975.- № 8.- С. 12−13.
- Стасенко И.В. Установившаяся ползучесть толстостенной трубы в общем случае действия сил // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение. — 1977. — вып. 18. — С. 267−273.
- Стасенко И. В. Оценка напряжений в толстостенных криволинейных трубах // Изв. вузов. Машиностроение. 1980. — № 9. — С. 36−38.
- Стасенко И.В. Неустановившаяся ползучесть трубопроводных систем// Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, — 1981.-вып. 22. — С. 97−109.
- Стасенко И. В., Маурин А. С. Установившаяся ползучесть тонкостенных труб при комбинированном нагружении // Проблемы прочности. 1977. — № 6. — С.3−26.
- Стасенко И. В., Семишкин В. П. Неустановившаяся ползучесть толстостенных труб при комбинированном нагружении // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, — 1978.- вып. 19.- С. 110−122.
- Стасенко И. В., Семишкин В. П. Ползучесть неравномерно нагретых толстостенных труб // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, 1980. — вып. 21. — С. 111−117.
- Стасенко И. В., Семишкин В. П. Кинетика напряженного состояния в толстостенных трубах при неустановившейся ползучести // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение. — 1983. — вып. 24. — С. 140−147.
- Теплообменные аппараты холодильных установок / Г. Н. Данилова, С. Н. Богданов, О. П. Иванов и др.- под общ. ред. д-ра техн. наук Г. Н. Даниловой. 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение, Ленинград отд-ние, 1986. — 303 с.
- Тарабарин. .И., Вячин П. Ю., Пирогов А. Г., Влияние температуры на степень деформационного старения трубных сталей // Прикладная механика механохимического разрушения. 2004. — № 1. — С. 28
- Термопрочность деталей машин / под ред. И. А. Биргера, Б. Ф. Шорра. М.: Машиностроение, 1975. — 455 с.
- Тайрс С., Отани Р. Теория высокотемпературной прочности материалов. М.: Металлургия, 1986. — 280 с.
- Фарамазов С.А. Ремонт и монтаж оборудования химических нефтеперерабатывающих заводов. М.- Химия, 1980 — 312 с.
- Фарамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация. М.: Химия, 1984. -328 с.
- Федосенко Ю.К. Вопросы теории вихретоковой дефектоскопии накладными преобразователями. Строгое математическое решение двумерных задач // Дефектоскопия. 1982. — № 2. — С. 2−10.
- Хапонен H.A., Иванов Г. Д., Худошин A.A. Перспективы развития неразрушающего контроля // Безопасность труда в промышленности. 2001. — № 1. — С. 48−50.
- Химченко Н.В., Бобров В. А. Неразрушающий контроль в химическом и нефтяном машиностроении. М.: Машиностроение, 1978. — 264 с.
- Халимов А.Г. Обеспечение работоспособности сварного нефтехимического оборудования из хромомолибденовых сталей мартен-ситного класса: Дисс. д-ра техн. наук. Уфа: УГНТУ, 1997.
- Хажинский Г. М. О теории ползучести и длительной прочности металлов // Изв. АН СССР. МТТ. 1971. — № 6. — С.29−36.
- Хилл Р. Математическая теория пластичности. М.: ГТТИ, 1956.-407 с.
- Худсон Д. Статистика для физиков. М.: Мир, 1967.242 с.
- Шестериков С. А. Релаксация и длительная прочность трубок при сложном нагружении. Научные труды Института механики МГУ. 1973.-№ 23,
- Шорр Б. Ф. Основы расчета на ползучесть неравномерно нагретых деталей//Прочность и деформация в неравномерных температурных полях. М.: Атомиздат, 1962. С. 183−239.
- Чуракаев А.М. Переработка нефтяных газов. М.: Недра, 1983.-279 с.
- Чалек И. Ползучесть металлических материалов. М.: Мир, 1987.-304с.
- Юргенсон X. Гибкость и прочность трубопроводов. -М.: Госэнергоиздат, 1959. 216 с.
- Kornecki A. Stress Distribution in a Pressurized Thick -Walled Toroidal Shell. College of Aeronautics. Cranfield, Note 137, Jan., 1963, pp.1−16.
- Rabotnov Yu. N. Redistribution of Reactions at Transient Power-Law Creep. Creep in structures. — 970. — pp. 153—166.
- Spence J. An upper bound analysis for the deformation of smooth pipe bends in creep. — Creep in structures. 1970. — pp. 234—246.
- Wilson E. L., Bathe K. J. and Peterson E. E. Finite element analysis of linear and nonlinear heat transfer. // Nuclear Engineering and design. 1974. — vol. 29. — pp. 110—124.