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

Повышение надежности трубопроводных коммуникаций технологических установок

Диссертация: Повышение надежности трубопроводных коммуникаций технологических установок
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Современное состояние трубопроводных коммуникаций характеризуется как крайне сложное. Физический износ трубопроводов на предприятиях АО «Башнефтехим» приближается к 90%. Уровень технической оснащенности отечественных технологических трубопроводов значительно ниже достигнутого в мировой практике. Не отвечает современным требованиям качество применяемых материалов, металла, а также оснащенность… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Трубопроводные системы технологических установок
    • 1. 1. Роль и место трубопроводного транспорта на нефтепере- 7 рабатывающих и нефтехимических заводах
    • 1. 2. Техническое состояние внутризаводских коммуникаций и 18 экологические последствия аварий
    • 1. 3. Методы расчета на прочность и долговечность трубопро- 25 водов как оболочковых и рамных конструкций
  • Выводы
  • 2. Классификация трубопроводов по показателям надежности
    • 2. 1. Методика сбора и обработки информации для определе- 41 ния показателей надежности
    • 2. 2. Основные понятия и показатели надежности
    • 2. 3. Анализ и классификация трубопроводных систем по по- 51 казателям надежности
  • Выводы
  • 3. Влияние характера деформирования аппаратов на техноло- 56 гические трубопроводы (на примере установки замедленного коксования)
    • 3. 1. Технология получения нефтяного кокса в реакторах за- 56 медленного коксования
    • 3. 2. Анализ деформирования шлемовых трубопроводов
    • 3. 3. Оценка долговечности трубопроводов, работающих в ре- 74 жиме циклических нагрузок
  • Выводы
  • 4. Расчет трубопроводов как пространственных конструкций с 86 учетом энергии упругой деформации
    • 4. 1. Анализ напряженно-деформированного и дефектного со- 86 стояния пространственных трубопроводных систем
    • 4. 2. Учет энергии упругой деформации
    • 4. 3. Разработка методики расчета трубопроводов с учетом 94 энергии упругой деформации реализуемой в условиях нестационарности
  • Выводы

Повышение надежности трубопроводных коммуникаций технологических установок (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Транспортировка углеводородного сырья на различные технологические установки нефтеперерабатывающих предприятий осуществляется, как правило, трубопроводным транспортом. Насыщенность предприятий трубопроводами различна и зависит от характера самого предприятия.

Внутризаводские трубопроводы работают при различных температурах перекачиваемой среды — от отрицательных (холодный аммиак) до +900°С (печи пиролиза). Специфические условия работы режимов эксплуатации трубопроводных коммуникаций, неопределенность напряженного состояния, вызванная сложной схемой воздействия силовых факторов и разнообразием нагрузок, а также неоднотипность конструкций отличает их от других сооружений.

Современное состояние трубопроводных коммуникаций характеризуется как крайне сложное. Физический износ трубопроводов на предприятиях АО «Башнефтехим» приближается к 90%. Уровень технической оснащенности отечественных технологических трубопроводов значительно ниже достигнутого в мировой практике. Не отвечает современным требованиям качество применяемых материалов, металла, а также оснащенность средствами автоматизации.

Эксплуатация такого трубопроводного транспорта создает угрозу функционирования предприятий, повышает риск возникновения аварий. Недостаток оборотных средств на предприятиях не позволяет обновлять существующие коммуникации. В связи с изменением структуры потребления сырья на предприятиях компании «Башнефтехим» учащаются пуски-остановы технологических установок. На фоне этих проблем появляются дефекты, причины образования которых не находят объяснения. К таким дефектам относятся трещины и износ, возникающие в одних и тех же местах. Существует предположение, что дефекты такого рода возникали и ранее, когда установки были загружены на полную мощность и работали в стационарном режиме. Так как износ оборудования и коммуникаций был далек до критического* дефекты без видимых причин возникновения не привлекали к себе пристального внимания. В настоящее время, образующиеся на трубопроводе трещины, пластическая деформация, коррозия, обусловленные нестационарной работой оборудования, неопределенностью напряженного состояния, вызванного сложной схемой воздействия силовых факторов и разнообразием нагрузок, требуют тщательного исследования и изучения, поскольку трубопроводные коммуникации являются транспортерами взрывои пожароопасных веществ.

Учитывая сложную ситуацию на производстве, необходим такой подход, который позволил бы обеспечить работоспособность и безопасность имеющихся на сегодняшний день внутризаводских коммуникаций. Выше изложенное обусловило выбор темы диссертационной работы.

Цель работы:

На основании исследования режимов эксплуатации коммуникаций разработать методику повышения эксплуатационной надежности трубопроводов.

Задачи исследований:

1. Определить характер поведения технологических трубопроводов с учетом нестационарной работы технологического оборудования.

2. Провести анализ влияния гидродинамических условий потоков на выход из строя сопряженных трубопроводных коммуникаций в реальных условиях эксплуатации.

3. Разработать методику исследования трубопроводных коммуникаций с учетом влияния распределения энергии упругой деформации на прирост трещин. 6.

4. Разработать рекомендации для практической реализации результатов исследований.

Научная новизна:

1. Впервые установлена взаимосвязь гидродинамической нестационарности работы реакторов с механизмом деформации трубопроводных коммуникаций и объяснена природа возникновения дефектов.

2. Для трубопроводных коммуникаций показано, что проектирование трубопроводов без учета распределения энергии упругой деформации может привести к реализации этой энергии при пусках и остановах в виде прироста трещины.

Разработанная автором методика принята для внедрения на АО «Уфаоргсинтез».

По теме диссертации опубликовано 5 работ (общим объемом 5,75 печатных листов). Основные положения доложены на международных научно-технических конференциях (г. Уфа).

Диссертация состоит из введения, 4 разделов, выводов, списка использованной литературы, приложений. Общий объем работы: 132 страницы, 16 таблиц, 22 рисунка.

Общие выводы.

1. Исследования показали, что при эксплуатации технологических установок нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий могут иметь место, как минимум, два нестационарных изменения напряженного состояния трубопроводных коммуникаций за счет:

— неучтенного при проектировании пространственного движения сопряженных аппаратов;

— высоких уровней накопленной энергии упругой деформации, реализуемой при пусках-остановах вследствие нестабильности загрузки сырьем или ремонтах.

2. Обнаружено, что при эксплуатации реакционный аппарат УЗК за счет случайного характера движения высокотемпературной струи сырья, испытывает сложное пространственное движение не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости, что не позволяет использовать стандартный проектировочный расчет и для сопряженных с аппаратами трубопроводов. Причем за цикл коксования таких отклонений может быть до 100 тыс.

3. Предложена классификация трубопроводов по наработке до отказа, позволяющая определить трубопроводы, требующие к себе пристального внимания.

4. При анализе работы трубопроводов выявлены случаи периодического возникновения дефектов, которые невозможно объяснить с помощью расчетных схем принятых при проектировании. Для объяснения выдвинута гипотеза об участии энергии упругой деформации трубопровода как пространственной структуры, развития дефектов в результате высвобождения ее при остановах. При этом получено расчетное уравнение, позволяющее прогнозировать рост трещины.

5. На основе исследований напряженно-деформированного и дефектного состояния пространственных трубопроводных систем разработана ме.

107 тодика расчета долговечности трубопроводов с учетом энергии упругой деформации, реализуемой в условиях нестационарной работы технологического оборудования.

6. Для исследованных в работе трубопроводов разработаны рекомендации по повышению эксплуатационной надежности, которые использованы при ремонтно-восстановительных работах на зоне № 4 АО «Башнефтехим».

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.А. Оценка надежности и экономического риска в трубопроводных системах. // Газовая промышленность, 1997, № 2, — с. 13−16.
  2. A.C. О диагностике, расчете и прогнозировании прочности труб и сварных конструкций. // Нефтяное хозяйство, 1994, № 8, — с. 50 — 52.
  3. К. Коатес, Васильев Г.Г., Кленин В. И. Современные технологии для мониторинга и восстановления трубопроводов. // Нефтяное хозяйство, 1994, № 4,-с. 65 -68.
  4. С.Л., Гриценко И. Ф., Генералов A.B., Меняйло В. И., Аль-дебенев В.Н. Диагностика: Система диагностики промысловых трубопроводов. // Нефтяное хозяйство, 1993, № 6, — с. 44 — 46.
  5. Оценка сопротивляемости сварного нефтегазового оборудования коррозионно-механическому разрушению. Стеклов О. И., Зорин Е. Е., Бодри-хин Е.Е., Воробьева P.A. // М.: ВНИИОЭНГ. Сер. «Борьба с коррозией и защита окружающей среды», 1989, — 50 с.
  6. P.A., Кротова М. В., Баклаженко В. Д., Вахрушева Л. П. Оценка диагностики магистральных нефтегазопроводов. // Газовая промышленность, 1995,-№ 10, — с. 6 — 8.
  7. К.В. Роль и задачи диагностики нефтепроводов России. // Газовая промышленность,. -.1995, № 8, с. 41 — 43.
  8. Д. Российские трубные заводы пострадали больше других. // Рынок нефтегазового оборудования, 1997, № 1, — с. 34 — 37.
  9. Ф. Маршал, Разработка плана эффективного ремонта трубопроводов. // Нефтегазовые технологии, 1997, № 2, — с. 29 — 33.
  10. С. Трейси. Влияние отслоения изоляции трубопровода на катодную защиту. // Нефтяные технологии, 1997, № 3, — с. 41 — 45.
  11. В.А., Чепурский В. Н., Черняев К. В. Автоматизированная экспертно техническая система диагностики магистральных трубопроводов. // Трубопроводный транспорт нефти, 1994, — № 11, — с. 5 — 10.
  12. Г. Н., Захаров М. Н., Лукьянов В. А., Пудяков B.JI. Оценка работоспособности участков нефтепродуктопроводов с дефектами труб. // Транспорт и хранение нефтепродуктов, 1997, № 7, — с. 14 — 18.
  13. С.В. Гидроакустическое обследование подводных переходов трубопроводов. // Газовая промышленность, 1994, № 3, — с. 13 — 14.
  14. А.И. Современные методы диагностики трубопроводов и оборудования. // Газовая промышленность, 1996, № 3 — 4, — с. 57 — 58.
  15. С. Надежность трубопроводов задача общая. // Рынок нефтегазового оборудования, — 1997, — № 1, — с. 38 — 39.
  16. A.A. ОРКО современное решение проблем тампонирования трубопроводов. // Рынок нефтегазового оборудования, — 1997, — № 5, — с. 63.
  17. Г. Х., Шпингарн Дж.Р. Ультразвуковое определение прочности диффузионной связи. Обзор достижений в области НК. Тр. 10-й ежегодной конференции. Пер. ВЦП № М-33 040. Лондон, Нью-Йорк, Санта Крус, -1984,-Т.ЗВ,-с. 1243 — 1250.
  18. И.М., Шрамм С. В., Либер Т. Контролирование усталостных повреждений в композиционных материалах методом ультразвукового отображения. Материалы Evalution. Пер. ВПЦ № М 20 898. — 1981, — Т. 39, -№ 8, — с. 834−839.
  19. М.И., Любин А. Е. Проектирование металлических конструкций надземных промышленных трубопроводов. Киев: Буд1вельник, -1980, — 144 с.
  20. А.Н. Изготовление и монтаж технологических трубопроводов. Москва: Стройиздат, — 1971, — 304 с.
  21. A.B., Шаталина М. А., Закиров O.A. Надежность внутризаводских трубопроводов // Материалы XXXXVIII-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997.
  22. Н.Ф., Киселев A.B. Исследование прочности труб разной технологии производства при воздействии повторных нагрузок внутреннего давления. М: ВНИИОЭНГ. Сер. «Транспорт и хранение нефти», Вып. 4, -1988.
  23. М.И., Галюк В. Х., Хохлов Н. Ф. и др. Вопросы прочности магистральных нефтепроводов. М.: ВНГШОЭНГ. Сер. «Транспорт и хранение нефти нефтепродуктов" — Вып. 10, — 1984, — 68 с.
  24. М.Ф. Прогнозирование аварийности магистральных нефтепроводов. М.: ВНИИОЭНГ. Сер. «Транспорт и хранение нефти нефтепродуктов" — Вып. 3, 1983, — С. 3 — 4.
  25. А.Г. и др. Влияние дефектов на малоцикловую усталость металла труб нефтепроводов. М.: ВНИИОЭНГ. Сер. «Транспорт и хранение нефти нефтепродуктов" — Вып. 3, 1983, — 59 с.
  26. А.Г., Быкова Т. Л. Надежность работы трубопроводов при воздействиях динамических нагрузок. / Материалы XXXXVII-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Том 1. -Уфа.: УГНТУ, 1996, — 176 с.
  27. А.Г., Быкова T.JI. Повышение надежности линейной части трубопроводов. / Материалы XXXXVII-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Том 1. Уфа.: УГНТУ, — 1996, -с. 77−78.
  28. М.А., Лысюк Л. В., Закиров O.A. База данных по трубопроводным системам. / Техническая диагностика, промышленная и экологическая безопасность: Материалы II-й Всероссийской научно-технической конференции. Уфа.: УГНТУ, — 1996, — с. 126.
  29. И.Р. Диагностирование и регулирование гидродинамических характеристик нефтегазопроводов / Диссертация доктора технических наук: 05.15.13. Уфа: УГНТУ, — 1995, — 378 с.
  30. A.M. Повышение эффективности и надежности эксплуатации разветвленных нефтепродуктопроводов. / Автореферат диссертации кандидата технических наук: 05.15.13. Уфа.: УНИ, — 1990, — 24 с.
  31. В.Л., Кузин A.B. Предупреждение аварий в нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах. М.: Химия, — 1984, — 248 е., ил.
  32. О.М. Надежность и безопасность магистральных трубопроводов России. // Трубопроводный транспорт нефти, 1997, № 10, с. 26−31.
  33. JT. Новые технологии и будущее диагностики трубопроводов. // Трубопроводный транспорт нефти, 1997, № 10, с. 32−38.
  34. Дик Н. Измерение степени коррозии трубопроводов и других сооружений в удаленных и труднодоступных зонах. // Трубопроводный транспорт нефти, 1997, № 11, с. 43−44.
  35. И.Г. Дисс. на соиск. уч. степени д.т.н. Уфа: УНИ.
  36. И.М. Аварии и надежность стальных резервуаров. М.: Недра, 1995. 253 с.
  37. В.Е., Гриняев Ю. В., Данилов В. И. и др. Структурные уровни пластической деформации разрушения. Новосибирск: Наука, 1990. — 258 с.
  38. B.C., Кузеев И. Р., Закирничная М. М. Синергетика и фракталы. Универсальность механического поведения материалов. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998.-363 с.
  39. В. Концепция проекта федерального закона «О трубопроводном транспорте». Обоснование необходимости разработки проекта Закона. / Трубопроводы и экология, № 4, — 1998.- с. 4−5.
  40. Прогрессивные методы испытаний на надежность трубопроводных материалов и конструкций. // Строительство магистральных трубопроводов. М.: ИИЦ ВНИИПК техоргнефтегазстроя. — 1990. — Вып. № 2, — с. 3−4, 15, 17.
  41. .В., Костовецкий Д. Л., Кац Ш.Н. и др. Расчет и конструирование трубопроводов: Справочное пособие. Л.: Машиностроение. -1979.-246 с, ил.
  42. .В., Ремжин Ю. Н. Проектирование трубопроводов тепловых электростанций. Л.: «Энергия», 1970.
  43. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под редакцией В. А. Григорьева. М.: Энергоатомиздат, — 1989, — 608 с.
  44. H.T. Брондз Б. И. Получение и обработка нефтяного кокса. М.: Химия, 1986. — 312 с.
  45. A.B., Кузеев И. Р., Мухин В. Н., Самохин Ю. Н. Оценка остаточного ресурса деформированных биметаллических реакторов коксования: Учебное пособие. Уфа: УНИ, 1990. — 116 с.
  46. Р.Н., Кузеев И. Р., Абызгильдин Ю. М. Нефтяной кокс: Учебное пособие для рабочего образования. М.: Химия, 1992. — 80 с.
  47. Л.Г. Насосы нефтеперекачивающих станций (кавитация, режимы работы, регулирование). Уфа: УНИ, — 1982. — 89 с.
  48. Л.Г. Насосы нефтеперекачивающих станций (уплотнения, техническая эксплуатация). Уфа: УНИ, 1983. — 108 с.
  49. Gaube Е. Schwingungserscheinungen in Chemieanlagen. Chem. — Ing. — Tech. — 1984. V.56. № 5. S.343−350.
  50. А.И., Гайдабура И. П., Голубов С. П. Виброакустическая диагностика химико-технологических и теплотехнических объектов. М.: НИИТЭХИМ, — № 5, 1990. (Обзор, информ. Сер. «Актуальные вопросы химической науки и технологии и охраны окружающей среды»)
  51. В.А. Монтаж оборудования насосных и компрессорных станций. М.: Недра, — 1979, 152 с.
  52. Ю.В., Дворянцева Л. А. Защита от шума и вибрации на предприятиях химической промышленности. М.: Химия, 1991, — 120 с.
  53. В.Н. Борьба с шумом и вибрацией на предприятиях пищевой промышленности. Киев: Техника, 1985. 142 с.
  54. В.П. Безопасная эксплуатация насосов и компрессоров в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. М.: Химия, 1985 -64 с.
  55. В.Д., Кольман-Иванов Э.Э. Вибрационная техника в химической промышленности. М.: Химия, 1985, 240 с.
  56. Эксплуатация и ремонт технологических трубопроводов под давлением до 10,0 МПа /Нормат произвол, изд. М.: Химия, — 1988, — 288 с.
  57. Указания по расчету на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов РТМ 38.001−94 М., ВНИПИНЕФТЬ, 1994 г.
  58. P.C. Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости, Уфа:МИБ СТС, 1997
  59. В.Я. Расчет пространственных трубопроводов на прочность с применением вычислительных машин. Серия «Опыт проектирования нефтеперерабатывающих и нефтехимических преприятий, М.: ЦНИИТЭНеф-техим,», 1967
  60. В.Я., Якобсон JI.C. Расчеты трубопроводов на вычислительных машинах. М. Энергия, 1969.
  61. В.Я. Программа расчета трубопроводов на вычислительных машинах. Методы и техника современного проектирования, 1970, N6.
  62. В.Я., Шапиро Е. Е. Компенсирующая способность трубопровода с учетом сил трения на скользящих опорах. М. «Строительство трубопроводов», 1975, N1.
  63. Котлы стационарные и трубопроводы пара и горячей воды. ОСТ 108.031.08−85 ОСТ 108.031.10−85. Нормы расчета на прочность.
  64. Расчет трубопроводов энергетических установок на прочность. РТМ 24.038.08−72. Изменение N1 к РТМ 24.038.08−72.
  65. СНИП 2.05.06−85, Магистральные трубопроводы. ЦИТП ГОССТРОЯ СССР, 1985.
  66. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов для горючих, токсичных и сжиженных газов (ПУГ/69) М., 1969.
  67. Выбор упругих опор для трубопроводов тепловых и атомных электростанций. РТМ 24.038.12−72, Министерство тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения. 1973.
  68. ОСТ 108.764.01−80. Пружины винтовые цилиндрические для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС. Конструкция, размеры и технические требования. НПО ЦКТИ. 1981.
  69. Программа расчета прочности и жесткости трубопроводов (СТАРТ) М, ЦНИИПРОЕКТ, 1986, (Межотраслевой фонд алгоритмов и программ автоматизированных систем в строительстве- выпуск 1−225−1).
  70. Аварии на трубопроводном транспорте: По материалам МЧС России / Трубопроводы и экология № 4 1998 с. 27
  71. М., Миеси Т., Мацусита X. Вычислительная механика разрушения: Пер. с японск. -М.: Мир, 1986. 334 е., ил.
  72. В.З. Механика разрушения: От теории к практике. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. — 240 с.
  73. A.C. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978.592 с.
  74. Морозов Техническая механика разрушения
  75. Т.А. Надежность гидро- и пневмопривода. М.: Машиностроение, 1981.-216 с.
  76. Технологические трубопроводы промышленных предприятий. / Та-вастшерна Р.И., Бесман А. И. и др. М.: Стройиздат, 1991. — 655 с.
  77. Проблемы эффективности на трубопроводном транспорте. Под ред. Игудина P.B. М: Междунар. инж. академ., 1993. — 143 с.
  78. М.Г., Шумилов Г. А., Князькин И. И. Автоматизация процесса замедленного коксования. // Автоматизация и контрольно-измерительные приборы в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: ЦНИИТЭнефтехим, — 1989, — № 1, — 76 с.
  79. И.Р. Дисс. на соиск. уч. степени д.т.н. Уфа: УНИ, 1987.
  80. К. Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем. М.: Мир, 1980.-604 п.
  81. М.Г., Шумилов Г. А., Князькин И. И. и др. Исследования отклонения реактора замедленного коксования от вертикальной оси. // Нефтепереработка и нефтехимия: НТИС. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1986. — № 10, — с. 27−30.
  82. Методические указания. Расчеты прочности элементов конструкций при малоцикловом нагружении.- М., 1987.- 44 с.
  83. М.Г., Шумилов Г. А., Князькин И. И. и др. Исследования отклонения реактора замедленного коксования от вертикальной оси. // Нефтепереработка и нефтехимия: НТИС. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1986. — № 10, — с. 27−30.
  84. Методические указания. Расчеты прочности элементов конструкций при малоцикловом нагружении.- М., 1987.- 44 с.
  85. ГОСТ 27 751–88. Надежность строительных конструкций и оснований. 1989.
  86. ГОСТ 17 526–72. Оценка надежности изделий. Первичная форма учета наработок, повреждений и отказов изделий. 1973.
  87. ГОСТ 19 490–74. Виды отказов изделий. Перечень оценок показателей надежности. Формы учета и методы оценки эксплуатационной информации о надежности изделий. 1974.117
  88. ГОСТ 20 857–75. Порядок сбора и учета инфорхмации о надежности изделий. 1975.
  89. ГОСТ 17 509–72. Способы статистической обработки информации о надежности изделий. 1972.118
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?