Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Влияние изменения высотного положения трубопровода на общую механохимическую коррозию и его ресурс

Диссертация: Влияние изменения высотного положения трубопровода на общую механохимическую коррозию и его ресурс
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В настоящее время и в ближайшие десятилетия обеспечение эксплуатационной надежности линейной части магистральных трубопроводов будет оставаться сложной инженерной задачей и актуальной научной проблемой. Особенно она актуальна для Западно-Сибирского нефтегазового региона, где грунты, склонные к морозному пучению и слабые воданасыщенные грунты составляет значительную часть территории. В таких… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОРРОЗИОННОГО ИЗНОСА МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 1. 1. Анализ состояния и причин отказов на магистральных газопроводах Тюменского нефтегазового региона
    • 1. 2. Виды коррозии и коррозионных повреждений
    • 1. 3. Исследование Факторов, определяющих общую механохимическую коррозию на наружной поверхности трубопроводов
    • 1. 4. Выводы по главе. Цель и задачи исследования
  • ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА НА СПЛОШНУЮ МЕХАНОХИМИЧЕСКУЮ КОРРОЗИЮ.,
    • 2. 1. Виды и механизм коррозионного повреждения металла
    • 2. 2. Механохимическая коррозия металлов и механохимический эффект (МХЭ)
    • 2. 3. Расчет толщины стенки трубопровода, подверженной общей механохимической коррозии
    • 2. 4. Влияние изменения высотного положения трубопровода на МХЭ
  • ВЫВОДЫ ПО 2 ГЛАВЕ
  • ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОСАДКИ ТРУБОПРОВОДА В СЛАБОНЕСУЩЕМ ГРУНТЕ НА МХЭ И РАСЧЕТ СРОКА ЕГО СЛУЖБЫ
    • 3. 1. Механизм процесса осадки трубопровода в слабонесущих грунтах
    • 3. 2. Расчет влияния осадки трубопровода на МХЭ
    • 3. 3. Изменение толщины стенки трубопровода по его образующим в зависимости от времени
    • 3. 4. Расчет механических напряжений в стенке трубопровода и определение срока его службы с учетом МХЭ
    • 3. 5. Расчет изменения толщины стенки для любой образующей трубопровода
  • ВЫВОДЫ ПО 3 ГЛАВЕ
  • ГЛАВА 4. ВЛР1ЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВЫСОТНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА, ВОЗНЖАЮЩЕГО ПРИ ПРОМЕРЗАНИИ И
  • ОТТАИВАНИИ ГРУНТОВ, НА МХЭ И НА СРОК ЕГО СЛУЖБЫ
    • 4. 1. Морозное пучение грунтоЁ.,
    • 4. 2. Расчет изгибающего момента трубопровода при промерзании и оттаивании грунтов
    • 4. 3. Определение толщины стенки трубы по ее образующим с учетом МХЭ для участков трубопровода в пучинистом и непучинистом грунте
    • 4. 4. Расчет механических напряжений в стенке трубопровода и определение срока его службы
  • ВЫВОДЫ ПО 4 ГЛАВЕ

Влияние изменения высотного положения трубопровода на общую механохимическую коррозию и его ресурс (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Эксплуатационная надежность магистральных газопроводов является наиболее сложной проблемой трубопроводного транспорта и поэтому постоянно находится в центре внимания руководства отрасли и всех производственных подразделений. Несмотря на повышенные требования к качеству металла труб, наружной и внутренней изоляции и различного вида защитам, статистические данные свидетельствуют о том, что аварии и отказы до настоящего времени имеют место.

Анализ статистических данных аварий и отказов на магистральных газопроводах однозначно выделяет основную причину коррозию металла труб.

Так, по причине наружной коррозии металла на магистральных газопроводах ОАО «Газпром» в 2000 году произогцло 51,7% аварий от общего числа, а число отказов за 17 лет достигло 30%. Такого порядка цифры причин коррозионного повреждения трубопроводов подтверждаются многими специалистами трубопроводного транспорта — Черняевым К. В., Важениным Ю. И., Пиласевичем, Салюковым В. В., Малюшиным H.A. и др.

Факторы, определяющие скорость коррозии стенок трубопровода, известны, однако степень их изученности неодинакова. Наименее изученными остается влияние грунтового фактора. Объясняется это сложностью процесса взаимодействия трубопроводов с грунтом. Напряжения, возникающие в трубопроводах и грунтах, смещают трубопроводы, изменяя, их плановое и высотное положение. Такие деформации характерны для районов глубокого сезонного промерзания, мерзлых и слабонесущих грунтов.

Решение проблемы особенно актуально для Тюменского нефтегазового района, где вечномерзлые грунты залегают около 1 млн. кмЛ, а доля грунтов с глубоким сезонным промерзанием составляет более 70% талых.

Существующие методы прогноза и оценки скорости коррозионных процессов не учитывают процесс взаимодействия трубопровода с грунтами, а значит и изменение его высотного положения по отношению к проектному.

Учет этих изменений в грунтах, склонных к морозному пучению и слабонесущих грунтах, является сложной и актуальной задачей.

Актуальность работы.

В настоящее время и в ближайшие десятилетия обеспечение эксплуатационной надежности линейной части магистральных трубопроводов будет оставаться сложной инженерной задачей и актуальной научной проблемой. Особенно она актуальна для Западно-Сибирского нефтегазового региона, где грунты, склонные к морозному пучению и слабые воданасыщенные грунты составляет значительную часть территории. В таких грунтах принципиально меняется характер взаимодействия трубопровода с грунтами. Обусловленное этим коррозионное пучение и просадки изменяют высотное положение трубопровода и радиусы его изгиба, существенно влияют на скорость коррозионных процессов.

Диссертационная работа является частью исследований, выполненных по комплексной программе «Энергетическая стратегия России», принятой правительством в 1994 гпо программе «Высоконадежный трубопроводный транспорт», принятой совместно Правительствами России и Украины в 1993 г., а также программе Минтопэнерго «Надежность и безопасность трубопроводного транспорта Западной Сибири», принятой в 1994 году.

Научная новизна.

— Выявлена роль изменения высотного положения трубопровода на общую механохимическую коррозию.

— Изучена общая механохимическая коррозия в случаях промерзания и оттаивания пучинистых грунтов и осадки трубопровода в слабонесущих грунтах.

Практическая ценность.

Результаты исследования, полученные автором, позволяют раскрыть положение пункта 8.25 СНиПа 2.05.06−85 «Магистральные трубопроводы» в части учета влияния морозного пучения грунтов на формирование напряженно-деформированного состояния стенки трубопровода. Это позволяет уже на стадии проектирования включать в проекты противопучинистые мероприятия на опасных участках трассы трубопровода с их дальнейшим мониторингом.

Задача определения максимальных изгибающих моментов и соответствующих эквивалентных напряжений доведена до инженерного решения методом рационального планирования эксперимента.

Предложенная автором методика расчета напряженно-деформированного состояния стенки трубопровода апробирована на участке отвода к Ханты-Мансийску газопровода «Уренгой-Челябинск» институтом «Нефтегазпроект».

На защиту выносятся.

1. Физико-математическая модель взаимодействия трубопровода с промерзающим грунтом, учитывающая его физико-механические и реологические свойства.

2. Количественные оценки изгибающих моментов и положения опасных сечений в трубопроводе при воздействии сил морозного пучения.

3. Методика определения напряженно-деформированного состояния стенки трубопровода с учетом конкретных свойств грунтов вдоль его трассы.

Апробация работы 7.

Основные положения диссертационной работы докладывались на расширенном заседании кафедры «Механика грунтов и оснований нефтяной и газовой промышленности» ТГНГУнаучно-технической конференции «Научные проблемы Западно-Сибирского нефтегазового региона: гуманитарные, естественные и технически аспекты» в г. Тюмени, 1999 г.- на научно-технической конференции Института транспорта ТГНГУ «Проблемы транспорта в Западно-Сибирском регионе», Тюмень, 2000 г.- на международном совещании «Проблемы магистрального и промыслового транспорта углеводородов», Тюмень, 2000 г.- на научном семинаре по механике грунтов и проблемам фундаментостроения, г. Одесса, 2001 г.- на научно-практической конференции «Нефть и газ: энергоресурсосберегающие технологии», Тюмень 2001 г.

Экспериментальная и теоретическая части работы выполнены в Тюменском государственном нефтегазовом университете.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ по РАБОТЕ.

1. Впервые выявлено влияние изменения высотного положения трубопровода на скорость сплошной механохимической коррозии на его внешней поверхности.

2. Получены уравнения, связьшающие среднее напряжение в стенке трубопровода с функцией прогиба А (х-т).

3. Разработана методика определения толщины стенки трубопровода по его образующим с учетом влияния изменения его высотного положения на МХЭ.

4. Получены функциональные зависимости для определения толщины стенки трубопровода по его образующим с учетом уменьшения изгибной жесткости Е1.

5. Рассчитано напряженное состояние стенки при монотонном и малоцикловом механическом нагружении трубопровода (с учетом МХЭ) и проведена оценка его полного и остаточного ресурса.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Г. В. Основы учения о коррозии и защите металлов. М., 1946.
  2. Г. В. Теория и методы исследования коррозии металлов. М., 1945.
  3. A.B., Потапов В. Д., Державин Б. П. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1995. — 560 с.
  4. Л.И. Теоретическая электрохимия. М.: Высшая школа, 1969. -5 10с.
  5. A.B. Технологическое обеспечение качества функционирования нефтегазопромыслового оборудования оболочкового типа. Автореферат дис.. доктора техн. наук: 05,04,0. -М., 1984. -3 8 с.
  6. A.M., Дедешко В. Н., Салюков В. В. Состояние эксплуатации и капитального ремонта магистральных трубопроводов в 19 987. НТС «Ремонт трубопроводов». М.: ИРЦ Газпром, 1999. — № 1−2. — С. 18−25.
  7. VAi' 8. Бородавкин П. П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве. -М. Недра, 1986. 224 cv Вялов С. С. Реологические основы механики грунтов. — М.: Высшая школа, 1978. — 447 с.
  8. П.П., Березин В. Л. Сооружение магистральных трубопроводов. М.: Наука, 1977. — 407 с.
  9. П.П., Синюков A.M. Прочность магистральных трубопроводов. М. Недра, 1984. — 245 с.
  10. П.Владимиров В. И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. — 280 с.
  11. С.С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высшая школа, 1978.-447 с.
  12. П.Гольдштейн М. Н., Кушнер С. Г., Шевченко М. И. Киев: Буд1вельник, 1977.-208 с.
  13. И.Гольдштейн М. Н., Царьков A.A., Черкасов И. И. Механика грунтов, основания и фундаменты. М.: Транспорт, 1981. — 320 с.
  14. Y 15. Горковенко А. И. Исследование влияния сил морозного пучения грунтовна напряженно-деформированное состояние трубопровода. Дис.. канд. техн. наук. — Тюмень., 1999. — 115 с.
  15. ГОСТ 12 248 96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости / МНТКС. — М.: Издательство стандартов, 1997.
  16. Г0СТ 24 756−81 (CT СЭВ 1644−79). Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. М.: Изд-во стандартов, 1981. — 15 с: ил-(Гос. стандарты СССР).
  17. ГОСТ 25 100 95. Грунты. Классификация / МНТКС. — М.: Издательство стандартов, 1995.
  18. Э.М. В кн.: Труды третьего международного конгресса по коррозии металлов. -М.: Мир, 1968. — с. 365−372.
  19. Э.М. //Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности, 1972. -№ 10.-С. 6−8.
  20. Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металлургия, 1974. — 231 с, ил.
  21. Э.М., Амосов Б. В., Мацкевич A.C. Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности, 1975. — № 6. — С.5−7.
  22. Э.М., Зайнулин P.C. К методике длительных коррозионно-механических испытаний металла газопромысловых труб // Заводская лаборатория. 1987. — № 4. — С. 63−65.
  23. Э.М., Зайнулин P.C. Определение прибавки к толщине стенок сосудов и трубопроводов на коррозионный износ // Химическое и нефтяное машиностроение. 1983. — № 11. — С. 38−40.
  24. Э.М., Зайнулин P.C. Оценка скорости коррозии нагруженных элементов трубопроводов и сосудов давления // Физико-химическая механика материалов. 1984. — № 4. — С. 95−97.
  25. Э.М., Зайнулин P.C., Зарипов P.A. //Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности, 1977, № 9. С.3−5.
  26. Э.М., Зайнулин P.C., Зарипов P.A. Долговечность сосудов высокого давления в условиях механохимической коррозии // Коррозия и защита. 1977. — № 9. — С. 3−5.
  27. Э.М., Зайнулин P.C., Зарипов P.A. Кинетика механохимического разрушения и долговечность растянутых конструктивных элементов при упруго-пластических деформациях // Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. 1983. — № 7. — С. 2−4.
  28. Э.М., Зайнулин P.C., Зарипов P.A. Кинетика механохимического разрушения и долговечность растянутых конструктивных элементов при упруго-пластических деформациях // Физико-химическая механика материалов. 1984. — № 2. — С. 14−17.
  29. Э.М., Зайнулин P.C., Шаталов А. Т., Зарипов P.A. Прочность газопромысловых труб в условиях коррозионного износа. М.: Недра, 1984.-75 с.
  30. Э.М., Сторонский В. И., Карпенко Г.В.// Физико-химическая механика материалов, 1968. № 3. — С. 324−329.
  31. Э.М., Мубинов Д. М. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1977. — № 12. — С.5−8.
  32. В.А., Иванцов О. М. Время новому поколению газопроводов. -М.: Газовая промышленность, 1996. № 4.
  33. В.М. Изгиб тонких пластин, подверженных коррозионному износу // Динамика и прочность машин. Харьков. — 1975. — Вьш.21 — с. 16−19.
  34. Защита от коррозии промысловых сооружений в газовой и нефтедобывающей промышленности / Легезин Н. Е. и др. М.: Недра, 1973.- 168 с.
  35. И.А., Мосягин М. Н., Кутузова Т. Т. Критерии оценки технического состояния линейной части газопроводов // Третья международная конференция «энергодиагностика и condition monitoring». Нижний Новгород, 2000. — том 4. — ч.1. — С.35−40.
  36. И.А., Мосягин М. Н., Хабибуллин Ф. Х., Горковенко А. И. Эксплуатационная надежность трубопроводов с учетом реологических свойств грунтов. Материалы международного совещания. Тюмень: ТюмГНГУ, 2000 г.
  37. И.А., Мосягин М. Н., Хабибуллин Ф. Х., Гостев В. В. Результаты исследования несущей способности и динамической вязкости глинистых грунтов с учетом температурного фактора. «Нефть и газ» № 4, 2001 г.
  38. Д. А., Яковлев Е. И. Современные методы диагностики магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1987. — 232 с.
  39. Г. В. Прочность стали в коррозионной среде. Киев: Машгаз, 1963.
  40. В.Г., Клецев СИ. и др. Долговечность пластин и оболочек в условиях коррозионного воздействия среды // Прочность и долговечность конструкций. Киев: Наукова думка, 1980. — С. 35−45.
  41. В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. М.: Машиностроение, 1977. — 232 с.
  42. П., Демер Л. Влияние среды на механические свойства металлов. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1964. — 87 с. — ил.
  43. Ю.И., Альтшулер Б. Н., Легезин Н. Е. и др. //Коррозия и защита трубопроводов, скважин, газопромыслового и газоперерабатывающего оборудования. ВНИИЭгазпром, 1975. — № 5. — С.З.
  44. СЛ., Горковенко А. И., Мосягин М. Н., Хабибуллин Ф. Х. Установка для моделирования теплосилового взаимодействия трубопровода со слабым глинистым грунтом. «Вестник одесской государственной академии строительства и архитектуры», 2001 г
  45. УбО.Логан Х. Л. Коррозия металлов под напряжением. М.: Металлургия, 1970.-340 с.
  46. С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость. М.: Машиностроение, 1974. — 344 с.
  47. В.Ф. Борьба с коррозией в нефтедобывающей промышленности. -М.: изд. ЦНИИ Нефтегаз, 1965.
  48. Несущая способность труб магистральных трубопроводов и Условия их неразрушимость / М. П. Анучкин, А. С. Болотов, З. Г. Беликова, Н. И. Аненков. Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений. М.: ВНИИГЭГазПром, 1970. — 44 с.
  49. АА64.Орлов В. О., Дубнов Ю. Д., Мренков Н. Д. Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений. Л.: Стройиздат, 1977. — 184 с.
  50. Основы геокриологии / Ершов Э. Д. Часть 5. М.: издательство МГУ, 1999.-526 с.
  51. Отчет по договору 164/92 Результаты коррозионного обследования водовода от водозабора Табь Яха, их оценка и прогноз его работоспособности. — Тюмень: ТюменьНИИГипрогаз, 1992.
  52. Л.Н. Коррозия под напряжением. Киев: Виш-а школа, 1986. — 142 с.
  53. A.B. Оценка прочности коррозионно изношенных трубопроводов, усиленных полимерными материалами. Дне.. канд. техн. наук. — Тюмень, 1999.
  54. Г. С., Яковлев А. П., Матвеев В. В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наукова думка, 1988. — 736 с.
  55. .П., Бикечентай Р. П., Романов Б. А. Термодинамика и теплопередача. М.: Недра, 1987. — 349 с.
  56. В.В. Качество строительства и надежность трубопроводов в условиях Севера. Обзорная информация ВНИИОЭНГ. Сер. Нефтепромысловое строительство. Вып. 4(18). — М.: ВНИИОЭНГ, 1982. -34 с.
  57. Прочность конструкций при малоцикловом нагружении / Н. А. Махутов, А. З. Воробьев, М. М. Гаденин и др. М: Наука, 1983. — 271 с.
  58. И.Л. Коррозия и заш, ита металлов. М.: Металлургия, 1970. -448 с. — ил.
  59. A.B., Тимербулатов М. Г. В кн.: Коррозия металлов под напряжением и способы заш, иты. — М.: Машгиз, 1950 (ЦНИИТМАШ. Кн.3 1).-С.92−108.
  60. Л.С., Ефремов А. П. Защита нефтегазопромыслового оборудования от коррозии. М.: Недра, 1982. — 232 с.
  61. В.В. Оценка ресурса частично восстановленного магистрального газопровода. Дне.. канд. техн. наук. — Тюмень, 2001.
  62. А.Е., Демченко А. Т., Дворянчиков Н. В., Джинчвелашвили Г. А. Строительная механика. М.: Высшая школа, 2000. — 416 с.
  63. С. Механизм коррозионного разрушения металлов / №А-59 371. Пер. ст. из журн. «Нихон Киндзоку гаккай кайхо» 1974. — Т. 13, № 1 1.-С. 779−787.
  64. Дж. Основы учения о коррозии и защите металлов. М.: Мир, 1978.-224 с.
  65. A.A. Молекулярно-кинетическая теория металлов. М.: Наука, 1966. -488с.-ил.81 .СНиП 2.02.01 83*. Основания зданий и сооружений / Минстрой России. -М. :ГПЦПП, 1995.-48 с.
  66. СНиП 2.02.04−88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. — 56 с.
  67. СНиП 2.05.06 85*. Магистральные трубопроводы / Госстрой России. -М.:ГУПЦПП, 1998.-60 с.
  68. О.И., Бадаев A.C. К методике испытаний на коррозию под напряжением при одноосном изгибе с «постоянной деформацией» // Заводская лаборатория. 1970. — № 8. — С. 983−984.
  69. Г. А. Строительная механика трубопровода. М.: Недра, 1967. -311 с.
  70. СП., Гудьер Дж. Теория упругости. М.: Наука, 1975. — 576 с.
  71. Ф. Коррозия и защита от коррозии. Коррозия металлов и сплавов. Методы защиты от коррозии. М., Л.: Химия, 1966. — 848 с.
  72. П.Д. Теория коррозии и защиты металлов. М.: изд. АН СССР, 1960.-592 с.
  73. Н. Д. Чернова Т.П., Коррозионно стойкие сплавы. М.: Металлургия, 1973. — 232 с.
  74. К. Электрохимическая кинетика. М.: Химия, 1967. — 856 с. — ил.
  75. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1962.-ТОМ.2.
  76. V 93. Хабибуллин Ф. Х. Исследование влияния температурного фактора на надежность трубопроводов в условиях слабых грунтов. Дис.. канд. техн. наук. — Тюмень., 2001. — 120 с.
  77. Ф.Х., Иванов И. А., Горковенко А. И. Взаимодействие трубопровода с вязкопластичным грунтом. «Проблемы транспорта в Западно-Сибирском регионе», Тюмень 2000 г.
  78. Ф.Х., Мосягин М. Н., Горковенко А. И. Экспериментальные исследования реологических свойств грунтов. «Проблемы транспорта в Западно-Сибирском регионе», Тюмень 2000 г.
  79. Л.Я. Долгосрочный прогноз опасности грунтовой коррозии металла. М.: Недра, 1965.97. цытович П. А. Механика грунтов. М.: Госстройиздат, 1963. — 635 с.
  80. А.С., Гумеров А. Г., Молдаванов О. И. Диагностика магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1992. — 251 с.
  81. Ю.Р. Коррозия и окисление металлов. М.: Машгиз, 1962. — 856 с. — ил.
  82. BarnarttS.-Corrosion, 1962.-v.8. № 9.-p. 322t-331t.
  83. Extended Abstacts the 4-th International Congress on Metallic Corrosion. 1969, Amsterdam, Houston, USA.
  84. Fessler R.R. Pipe Line Industry, 1976. March. p. 37−39.
  85. Franse W. Anti-corrosion methods and materials, 1969. — v. 16. — № 10. — p. 15−16.
  86. Grafen H. Corrosion Sci, 1967. — v.7. — № 4. — p. 177−195.
  87. Green N.D., Saltzman G.A. Corrosion, 1964. -v.20. — № 9. — p. 27−32.
  88. Hackerman N. Corrosion, 1962. — v. 18. — № 9. — p. 332t-337t.
  89. Hawkes G.A. British Corrosion J., 1968. — v.3. — № 5. — p. 258−261.110
  90. Kramer I.R., Kumar A. Corrosion Fatique: Chemistry, Mechanics and Microstructure. Eds: O. Devereux, A.I. Mc Evily and R.W.Staehle, NACE, Houston, 1973.
  91. McLaughlin Bruce D. Corrosion, 1971. — v.27. — № 2. — p. 84−90.
  92. SwannP.R.-Corrosion, 1963.-v. 19.-p. 102−112.
  93. Talbot J. Corrosion, 1967. — v. 15. — № 2. — p. 43−48.
  94. Tromans D., Nutting J. Corrosion, 1965. — v.21. — № 5. — p. 143−160.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?