Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оценка долговечности уторных узлов вертикальных стальных резервуаров в процессе эксплуатации

ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Оценка долговечности уторных узлов вертикальных стальных резервуаров в процессе эксплуатации"

На правах рукописи

СЕМИН ЕВГЕНИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ

ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ УТОРНЫХ УЗЛОВ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность 25.00.19 - «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ» (технические науки)

е дек

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2012

005056841

005056841

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа

им. И.М. Губкина

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Макаров Георгий Иванович

Официальные оппоненты: Гаспарянц Рубен Саргисович

доктор технических наук, ООО «ЧТПЗ-Инжиниринг», генеральный директор

Шаповалов Евгений Владимирович,

кандидат технических наук, ООО «НПО Спецнефтегаз-т», первый заместитель генерального директора — главный инженер

Ведущая организация: ЗАО «Коксохиммонтаж»

Защита состоится «20» декабря 2012 г. в 16.30 часов в ауд. 502 на заседании диссертационного совета Д212.200.06 при Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина, по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, д. 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина.

Автореферат разослан «19 »ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Ревазов А.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации

В Российской Федерации создана мощная система магистрального трубопроводного транспорта нефти, включающая в себя болыцое количество резервуаров строительным номиналом от 100 до 50 ООО куб. м. Большая часть резервуаров построена в 80-х годах прошлого века и к настоящему времени исчерпала свой проектный ресурс, рассчитанный на 30 лет эксплуатации. Поэтому важной задачей для эксплуатирующих организаций является продление сроков эксплуатации. Решение о продлении сроков эксплуатации резервуаров принимается после проведения работ по диагностике. По ее результатам осуществляется обоснование сроков и условий дальнейшей безопасной эксплуатации резервуаров.

При проведении диагностики резервуара наибольшее внимание уделяется элементам, работающим в условиях сложного напряженного состояния и максимального уровня напряжений. Одним из наиболее нагруженных и ответственных элементов резервуара является уторный узел - сопряжение вертикальной стенки и днища. Дефекты, образующиеся в уторном узле при сооружении и эксплуатации резервуаров, существенно снижают надежность и остаточный ресурс резервуара. Поэтому научно-исследовательская работа по оценке долговечности уторных узлов вертикальных стальных цилиндрических резервуаров является актуальной.

Цель диссертационной работы

Целью диссертационной работы является оценка долговечности уторных узлов вертикальных стальных цилиндрических резервуаров с возможными технологическими дефектами сварки.

Основные задами исследования

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи.

• Определены факторы, влияющие на долговечность уторных узлов

• Выполнен расчет напряженно-деформированного состояния уторных узлов резервуаров объемом 50 ООО куб. м., изготовленных из стали 09Г2С и 16Г2ФА

• Выполнен расчет долговечности уторных узлов с учетом значений механических характеристик металла

• Проведены экспериментальные исследования по оценке ресурса натурных образцов уторных узлов

• На основе выполненных расчетных и экспериментальных исследований разработана методика определения напряженно-деформированного состояния и срока службы уторных узлов различной формы с дефектами

Методы исследования

При решении поставленных задач использовались программы ANSYS и MATCAD. Разработаны оригинальные программы на языке Visual Basic для расчета ресурса уторных сварных соединений и на языке ANSYS Parametric Design Language (APDL) для оптимизации моделирования. При обработке полученных результатов использовались методы математической статистики. Определение механических свойств металла и сварных соединений осуществлялось на лабораторных образцах при испытании на растяжение, ударный изгиб, малоцикловую выносливость и циклическую трещиностойкость. Экспериментальное определение ресурса уторных узлов проводилось на натурных образцах.

Научная новизна

1. По результатам расчета напряженно-деформированного состояния с помощью метода конечных элементов установлены зависимости упругопластических напряжений и деформаций в области подрезов внутреннего уторного шва от его геометрических параметров. Показано, что для уторных узлов из стали 09Г2С и 16Г2АФ с увеличением радиуса перехода от шва к основному металлу и с уменьшением сечения шва до вогнутости 3-4 мм снижается уровень максимальных напряжений.

2. Разработана методика испытаний, позволяющая моделировать работу сварного соединения уторного узла с учетом моментной нагрузки, конструктивных особенностей узла и формы шва при наличии подрезов.

3. Разработана методика оценки ресурса уторных сварных соединений резервуаров, устанавливающая взаимосвязь геометрических параметров подрезов и формы шва со сроком эксплуатации уторных узлов резервуаров.

Практическая ценность работы

1. Разработана компьютерная программа для определения напряженного состояния и расчета остаточного ресурса уторных сварных соединений резервуаров, которая позволяет при диагностировании ранжировать дефекты по срокам их устранения и снизить объемы ремонта.

2. Определены оптимальные параметры уторного сварного соединения, обеспечивающие наибольший срок его эксплуатации, которые могут быть учтены в нормативах по сварке при строительстве и ремонте резервуаров.

3. Показано, что отсутствие трещин в уторном сварном соединении оптимальной формы достигается в том случае, когда размер дефекта типа «подрез» не превышает 0,3 мм. Установлено, что разрушение уторного узла не происходит в течение всего межремонтного периода в 10 лет, если величина подреза не превышает 2 мм. Поэтому при проектировании и строительстве резервуаров с целью безопасной эксплуатации уторного соединения рекомендуется установить критерий отбраковки по глубине подреза, равный 0,3 мм. Норму на устранение дефекта при ремонте рекомендуется установить, равной 2 мм.

Реализация н внедрение результатов работы

Результаты работы вошли в следующие нормативные документы.

• РД-16.01-60.30.00-КТН-063-1-05 Правила технической диагностики резервуаров. - М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2005

• РД-23.020.00-КТН-296-07 Руководство по оценке технического состояния резервуаров. - М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2007

• РД-23.020.00-КТН-123-09 Правила ремонта и реконструкции резервуаров для хранения нефти объемом 1 ООО — 50 ООО куб. м. - М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2009 Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах и конференциях, посвященных проблемам развития трубопроводного транспорта и обеспечения надежности и безопасности магистральных трубопроводов и резервуаров.

• Конференция «Современные технологии строительства и ремонта трубопроводов». Москва, 2005 год

• Конференция «Современные технологии строительства и ремонта трубопроводов». Москва, 2006 год

• Форум «Нефть. Газ. Промышленность России». Москва, 2008 год

• Семинар «Промышленная безопасность опасных производственных объектов нефтяной и газовой промышленности». Москва, 2008 год

• 9-я Европейская выставка и конференция по неразрушающему контролю. Берлин, 2006 год

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 4 статьи опубликованы в рецензируемых научных журналах, рекомендованных Высшей Аттестационной Комиссией (ВАК) для опубликования основных научных результатов диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук. Результаты работы включены в 10 руководящих документов по диагностике, оценке технического состояния и ремонту резервуаров, разработанных с участием автора. Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов и содержит 146 страниц машинописного текста, 56 рисунков, 34 таблицы, список литературы, включающий 105 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель, основные задачи исследования, отражены научная новизна и практическая значимость.

В первой главе выполнен анализ условий эксплуатации резервуаров, технологий сварки уторных узлов и нормативных требований к диагностированию и оценке технического состояния резервуаров, а также статистики отказов. Определены факторы, влияющие на развитие дефектов в зоне уторного узла. Сформулированы цель и основные задачи исследования.

По результатам анализа работ, выполненных Е.Н.Лессигом, В.Е.Шутовым, М.К.Сафаряном и Ф.Е.Дорошенко, показано, что в результате воздействия эксплуатационных нагрузок наибольшие напряжения возникают в стенке, окрайке и уторном узле резервуара, а уровень напряжений возрастает с увеличением объема резервуара. Также с увеличением объема резервуара возрастает его класс опасности, то есть коэффициент тяжести материального ущерба от аварии на резервуаре, достигая для резервуаров объемом 50 ООО куб. м. значения, равного 500. Поэтому наиболее актуальна оценка ресурса уторных сварных соединений резервуаров РВСПК-50000.

Расчету ресурса стыковых сварных соединений тонкостенных оболочек и пластин посвящены работы Н.А.Махутова, В.П.Когаева, И.И.Макарова, В.И.Труфякова и других ученых. В трудах А.Н.Давыдова, О.В.Дидковского, Э.Я.Еленицкого, Я.М.Клебанова, М.В.Шахматова, Ю.И.Рыбина, И.И.Макарова, Г.П.Трумова, X. Очида, А. Нишиока и других ученых рассмотрены вопросы концентрации упругих напряжений и дана оценка ресурса тавровых соединений при воздействии малоцикловых нагрузок. В указанных работах форма сечения уторного шва описывалась треугольником, а сам шов предполагался бездефектным. Это допущение не позволяет определить остаточный ресурс дефектных уторных сварных

соединений и разработать обоснованные расчетом критерии отбраковки. Таким образом, вопрос определения ресурса уторных узлов с дефектами изучен недостаточно в связи со сложным напряженным состоянием, возникающем в уторном узле под действием эксплуатационных нагрузок.

Анализ статистики отказов, выполненный по данным обследования более чем двухсот вертикальных стальных цилиндрических резервуаров со сроком эксплуатации от 10 до 40 лет, сооруженных в различных регионах России, показал, что основными факторами, влияющими на развитие дефектов резервуаров, является воздействие коррозионно-активной среды в зоне подтоварной воды, а также - циклические нагрузки.

Применение с 2001 года высококачественных антикоррозионных эпоксидных покрытий типа Ашегсоа!, Нетрас1иг, 51е1рап1 позволило значительно снизить интенсивной язвенной коррозии в зоне сопряжения днища и низа первого пояса, что подтверждается результатами диагностирования более чем сорока резервуаров. В настоящее время основным повреждающим фактором в зоне расположения уторного сварного узла являются малоцикловые нагрузки.

Известно, что наибольшую концентрацию напряжений вызывают подрезы в сварных швах, которые следует рассматривать как трещиноподобные дефекты. Эти дефекты являются определяющими при оценке допустимых сроков эксплуатации резервуаров, что подтверждается результатами диагностики, при которой были обнаружены трещины, развившиеся от дефектов в зоне сопряжения уторного шва и окрайки.

Проведен анализ существующих российских и зарубежных нормативных документов, регламентирующих расчет долговечности и определение критических размеров дефектов в трубопроводах и резервуарах. Установлены основные подходы и предельные состояния, применяемые при оценке ресурса конструкций и расчете критериев их отбраковки. Предложено при проектировании определять ресурс уторных сварных соединений по

критерию начала роста трещины, а при диагностировании и оценке технического состояния - по критерию разрушения.

В главе рассмотрены вопросы сварки и контроля уторных сварных соединений резервуаров. Установлено, что геометрическая форма шва в большинстве руководящих документов практически не регламентируется или же внутренний шов рекомендуется выполнять вогнутым без указания величины вогнутости. Как известно, контроль уторного сварного соединения физическими методами затруднен. По результатам анализа возможностей оборудования и методов неразрушающего контроля для выявления дефектов уторного сварного шва, в том числе без удаления антикоррозионного покрытия, предложено использовать метод ультразвукового контроля с помощью переносных дефектоскопов с фазированными решетками.

Проведенный анализ современного состояния практики сооружения и диагностирования резервуаров, а также существующей нормативной базы подтвердил необходимость оценки ресурса уторных сварных соединений вертикальных стальных цилиндрических резервуаров с дефектами под действием малоциклового нагружения.

Во второй главе определены механические характеристики основного металла и сварных соединений образцов из стали 09Г2С и 16Г2ФА. Испытания проводились с целью уточнения значений механических характеристик по сравнению со значениями, указанными в нормативной документации. Были проведены следующие механические испытания.

• На растяжение по ГОСТ 1497-84

• На ударный изгиб по ГОСТ 9454-78

• На малоцикловую усталость по ГОСТ 25.502-79

• На трещиностойкость по ГОСТ 25.506-85

Кроме того, были проведены исследования микроструктуры металла шва и сварных соединений. Полученные результаты были использованы при создании расчетных моделей и оценке остаточного ресурса уторных узлов.

Третья глава посвящена расчету напряженно-деформированного состояния уторного узла вертикальных стальных цилиндрических резервуаров с плавающей крышей РВСПК-50000 в зависимости от формы внутреннего сварного шва и глубины подрезов.

В качестве первого приближения была решена соответствующая теоретическая задача сопряжения вертикальной стенки с плоским днищем с использованием расчетной схемы балок на упругом основании (рис. 1).

:§п + §п +5i"Qo+К+К=0 5£M0+5C2T2Q0+Arp=0

Рис. 1. Расчетная схема и условия сопряжения

В результате решения получены выражения для изгибающих моментов и поперечных сил в сопряжении вертикальной цилиндрической стенки с плоским днищем. Установлено, что для резервуаров РВСПК-50000 максимальные напряжения в окрайке, выполненной из стали 09Г2С, ниже значения предела текучести на 9%, а напряжения в окрайке, выполненной из стали 16Г2АФ, наоборот, превышают значение предела текучести на 2%.

С целью учета влияния геометрии сварного шва в сопряжении стенки и днища был выполнен расчет с помощью численного метода конечных элементов с использованием программного комплекса ANSYS. Решение трехмерной задачи с использованием элементов типа Solid и плоскопространственной задачи с использованием элементов типа Shell позволило сформировать полную картину распределения напряжений в уторном узле резервуара с учетом геометрической формы шва при наличии подрезов.

На рис. 2 представлена трехмерная модель задачи и результаты расчета напряженно-деформированного состояния уторного узла.

КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНАЯ МОДЕЛЬ /ТОРНОГО УЗЛА РЕЗЕРВУАРА

вша

Рис. 2. Трехмерная модель уторного узла и результаты расчета

Значения напряжений, подсчитанные с помощью конечно-элементной модели с учетом геометрии сварного шва в сопряжении стенки с днищем, превышают соответствующие значения приближенного аналитического решения: для стали 09Г2С - на 23 %, для стали 16Г2АФ - на 3%, что указывает на неизбежность развития процессов пластического деформирования и образования трещин при длительной эксплуатации резервуаров.

По результатам расчета показано, что напряжения в области подреза, расположенной в окрайке, в 2,5 раза превышают напряжения в области подреза, расположенной в вертикальной стенке. Таким образом, установлено, что подрезы в сварных швах со стороны окрайки резервуара, в большей степени определяют долговечность уторного узла, чем подрезы со стороны стенки. Анализ напряженного состояния уторного узла в зоне перехода от шва к окрайке (рис. 3) показал, что максимальные напряжения в сварном соединении в основном определяются моментной составляющей. Поэтому в дальнейшем в расчетной схеме присутствует только изгибающий момент.

Рис. 3. Анализ напряженного состояния уторного узла

На рис. 4-5 представлена упругопластическая модель натурного образца уторного узла и результаты расчета.

550

— 3 -3 2

500 — 2 —

С «5° г I <00 Z I350 • 1.5 • 1 п С -_____ ♦ 1.5

' ------ — 5 500 1" $ 450 * • 1 0,5 0,3 • 0,2

< — 0.5 Tv

-- 0.3

£ 300 • 0,2 Ч •>

. + . Z Onnixiu.ii.iiaM форма nimi-

1 Оптимальней форма шва— 350

260 200 0

> & «SVIj'VNft.NO.i >• t>

Форма шва, мм Форма шва, мм

Рис. 5. Зависимости напряжений в вершине подреза от формы шва и глубины подреза для сварного шва из стали 09Г2С (слева) и 16Г2АФ (справа)

Модель использовалась для определения упругопластических напряжений в бездефектном образце и в образце с подрезами разной глубины. Было выполнено более 250 вариантов расчета напряжений. Некоторые результаты расчетов представлены на рис. 5. Как видно из графиков, напряжения в зоне подреза в окрайке из стали 09Г2С варьируются от 285 МПа (для бездефектного соединения с вогнутостью 3-4 мм) до 500 МПа (для сварных соединений с подрезом глубиной 3 мм). Для стали 16Г2АФ соответствующие напряжения меняются от 346 МПа до 560 МПа.

Наиболее рациональной в отношении прочности формой сварного соединения является шов, вогнутый вовнутрь. Оптимальная величина вогнутости уторного шва по расчету составляет 3-4 мм. В этом случае развитие пластических деформаций в процессе эксплуатации в зоне бездефектного уторного сварного шва не будет происходить. Увеличение вогнутости свыше 4 мм вызывает заметный рост максимальных напряжений в связи с уменьшением площади сечения сварного шва. Таким образом, при проектировании и строительстве резервуаров с целью снижения максимальных напряжений рекомендуется выполнять внутренний уторный шов с вогнутостью 3-4 мм.

По результатам расчета напряжений (рис. 5) подобраны аналитические функции в виде полиномов, коэффициенты которых получены с помощью аппроксимации (рис. 6). Графики этих зависимостей показаны на рис. 7.

Ве.шчшв лодрсм. мм Фунхшн К Кс'ПГШМ полреза. Функция

0 у - 0,00005-х' + 0,0017 х< • 0,1617-х' + 1,568 х: - «,0849 х - 354.65 0,995 0 у » 0.0016-х' - 0,0736-х4 • 1.189л-' - 83064-х- - 23,043-х ♦ 430.99 0.969

0.2 V = 0,0028'Х1 - 0.11 И х» • 1.3056-х- - 6.4028 х + 378.27 0.993 0.2 у - О.ООООбх-* - 0.0013*« • О.ОМх' + 0.3Шх: • 2.6313х + 467.35 0.990

0.3 у -0.0002-х'- 0.0092-х* »0.1352-х»-0.8328 х: • 1.1385-х + 370.94 0.978 0.3 > 0.0001-х' - 0.0055-х' * 0.0699 х-' - 0,3206л- - 0.4697-х + 471.5 0.981

0.5 V 0.0002-х'.0.0081-х' + 0.1394-х*- 1.0241-х-0.9052.x+ 416.26 0.989

1 у 0.0045-х'. 0.1778-х' + 2.0237.x- - 8,2548 х - 444.33 0.950

1.5 у 0.00005-х5-0.0021-!С4+ 0.0369х}-0.4045-х-'- 1.9983-х + 485.41 0.946

1,5 у = 0.0028-х1- 0.1005-х1 > 0.9795-х:- 5.5808 х • 171,57 0.976

2 \ - 0,00000005 X» - 0.1Ю48'Х4 • О.ЮЗЗх' • 1.1168-х-' * 3.2831 х ♦ +518.02 0.980

2 у - 0.0002-х' - О.ОО-^-х1 - 0.0129-л-' + 0,5321-х- - 4,8931-х - 473.76 0,937

у-500 1 3 у 560 1

Рис. 6. Зависимости между формой шва и напряжениями в зоне подреза для уторных соединений из стали 09Г2С (слева) и 16Г2АФ (справа)

о

800

——— аоо

Г 1 |«0 1 300 1

к ,д -

—1

Ов»вОО«Ч«-в010>-10ИвПвТЮ10 « > > > >

форма шва, им

Рис. 7. Номограммы зависимости напряжений от формы шва для уторных соединений из стали 09Г2С (слева) и 16Г2АФ (справа) при различной

глубине подреза

Указанные зависимости были использованы для оценки остаточного ресурса уторных швов. Таким образом, математическое моделирование уторного узла резервуара позволило получить аналитические зависимости напряжений в вершине дефекта уторного шва от геометрических параметров сварного шва и дефекта, а также установить оптимальные параметры внутреннего уторного шва.

В четвертой главе выполнен расчет остаточного ресурса уторных сварных соединений по двум предельным состояниям: началу роста трещины от дефекта и началу разрушения сварного соединения.

Расчет по критерию начала роста трещины выполнялся на основе положений методики, изложенной в РД 153-112-017-97 Инструкция по диагностике и оценке остаточного ресурса вертикальных стальных резервуаров. - Уфа: ОАО «АК «Транснефтепродукт». - 1997

В результате расчета получены зависимости остаточного ресурса (числа циклов нагружения) уторного сварного шва от геометрических параметров шва и глубины подреза, приведенные на рис. 8.

141

1 (подрез I

/ ш

1 20000 а»

е

у / <*

. „

>? >> Л? А? Р» Л? # к»

-проектный ресурс -

(аодое? | 0.3 ««г

/// ^ V ^ /

у >р ^ »> ? * ? > е

Рис. 8. Зависимость остаточного ресурса (число циклов нагружения) уторных сварных соединений с дефектами по критерию зарождения трещины для стали 09Г2С (слева) и 16Г2АФ (справа) от формы шва и глубины подреза

Из графиков видно, что инкубационный период роста трещин для уторных сварных швов с вогнутостью от 0,5 мм до 5 мм составляет 32 ООО и более циклов нагружения, что соответствует сроку эксплуатации резервуара 50 лет при цикличности 640 циклов в год. Безопасная работа уторного узла резервуара с подрезами до 0,3 мм обеспечена на весь период эксплуатации для швов с оптимальными параметрами вогнутости. Поэтому при проектировании и строительстве резервуара с целью безопасной эксплуатации уторного соединения рекомендуется устанавливать критерий отбраковки внутренних сварных швов по глубине подреза 0,3 мм.

Расчет скорости роста трещины выполнялся на основе положений методик, изложенных в следующих нормативных документах.

• ОСТ 23.040-00-КТН-574-06 Стандарт отрасли. Нефтепроводы магистральные. Определение прочности и долговечности труб и сварных соединений с дефектами. - М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2006

• РД-23.020.00-КТН-296-07 Руководство по оценке технического состояния резервуаров. - М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2007

Локальные (местные) напряжения и деформации, необходимые для расчета скорости роста трещины по данным методикам, определялись по полученным в третьей главе аналитическим зависимостям. Для выполнения расчетов была разработана компьютерная программа, позволяющая моделировать рост трещины до наступления разрушения уторного сварного соединения путем ее подращивания в цикле. Алгоритм показан на рис. 9.

Рис. 9. Алгоритм компьютерной программы расчета ресурса

Результаты расчета представлены на рис. 10. Показано, что с увеличением вогнутости и уменьшением глубины дефекта увеличивается срок эксплуатации уторных узлов резервуаров. При равной глубине подреза срок эксплуатации уторных швов различной формы отличается в 8 — 12 раз. Максимально допустимая величина подреза при эксплуатации уторного узла в течение 10 лет составляет 2 мм.

Таким образом, разработана методика оценки долговечности уторных узлов резервуаров, устанавливающая взаимосвязь между размером подреза и формой шва с ресурсом уторных узлов.

- . . . ¡и....... V ш -—01 - - -

у

о: „

1 2 мм / 1 /

—^- 2 ММ

яюо ЕЛО

форм а ива. ми * ? 1- ? р »> - ^ тУ * к» - <£ «|? »я* форм ■и.им »>» > Р *

Рис. 10. Зависимость остаточного ресурса (число циклов нагружения) уторных сварных соединений с дефектами по критерию роста трещины для стали 09Г2С (слева) и 16Г2АФ (справа) от формы шва и глубины подреза

В пятой главе изложены результаты экспериментального определения ресурса уторных узлов с целью подтверждения полученных расчетных зависимостей. Испытания проводились для определения числа циклов до разрушения натурных образцов, выполненных из стали марок 09Г2С и 16Г2АФ. Форма и условия нагружения образцов соответствовали наиболее полной расчетной модели, позволяющей учесть в натурном образце влияние геометрии шва и фактических толщин окрайки и стенки.

Определение числа циклов до разрушения образцов проводилось по результатам испытаний 18-ти образцов с подрезами различной глубины на испытательной машине ¡пв^оп 8801 (рис. 11). Пропилы в образцах, имитирующие подрезы, располагались в околошовной зоне. Были приняты следующие параметры испытаний на малоцикловую выносливость: растяжение с максимальным усилием 6 кН - для образцов из стали 09Г2С и 5,5 кН - для образцов из стали 16Г2ФА; частота нагружения 1 Гц; число циклов нагружения 35 ООО; коэффициент асимметрии цикла 0,1.

Рис. 11. Испытания натурных образцов на малоцикловую выносливость

Анализ полученных экспериментальных результатов показал, что для образцов уторных соединений из стали 09Г2С несовпадение результатов расчета с результатами эксперимента составляет 14 - 18%; для образцов уторных соединений из стали 16Г2ФА несовпадение результатов расчета с результатами эксперимента составляет 7 - 8%, что говорит о хорошем совпадении с результатами расчета.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании анализа условий эксплуатации и статистики отказов резервуаров, технической литературы, а также результатов расчетов и экспериментов показано, что разрушение уторного узла происходит по зоне перехода от внутреннего шва к окрайке.

2. По результатам исследований напряженного состояния выполнена оптимизация формы внутреннего уторного шва по критерию минимальных эксплуатационных напряжений. Рекомендовано при проектировании внутренний уторный шов указывать вогнутым вовнутрь с величиной вогнутости 3—4 мм.

3. Исследования ресурса уторных соединений показали, что при строительстве резервуаров максимальная глубина подреза может составлять

0,3 мм, при этом безопасная эксплуатация резервуаров будет обеспечена в течение всего периода их эксплуатации. При диагностировании резервуара для дальнейшей эксплуатации в течение межремонтного периода могут допускаться уторные сварные соединения с подрезами глубиной до 2 мм.

4. Предложена комплексная методика расчета ресурса уторных соединений, основанная на полученных аналитических зависимостях напряженного состояния в вершине дефекта и применении апробированных методик, определяющих процесс развития трещины. Данная методика позволяет ранжировать дефекты по срокам их устранения и тем самым оптимизировать объемы ремонта.

5. Предложен экспериментальный образец и разработана методика его испытаний, позволяющие смоделировать условия работы уторного узла с учетом моментной нагрузки, конструктивных особенностей узла и формы шва при наличии подрезов.

6. Выполненные экспериментальные исследования натурных образцов показали хорошую сходимость экспериментальных и расчетных значений ресурса уторных узлов.

7. Предложенная методика расчета ресурса учтена при разработке нормативных документов по диагностике, ремонту и оценке технического состояния резервуаров.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Рецензируемые научные журналы, рекомендованные Высшей Аттестационной Комиссией (ВАК) для опубликования основных научных результатов диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук

1. Семин Е.Е. Проблемы продления срока эксплуатации резервуаров для хранения нефти / соавтор. Ефименко Л.А. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2006. —№ 12. - С. 13—15

2. Семин Е.Е. Влияние формы шва и размера дефекта в нем на напряженно-деформированное состояние уторного сварного соединения вертикальных стальных резервуаров / соавтор. Ефименко JI.A. // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2006. -№ 9. - С. 46-47

3. Семин Е.Е. Расчет допустимых условий эксплуатации стенки резервуара с дефектами геометрии на основе данных технического диагностирования / соавторы: Могильнер Л.Ю., Капустин O.E. // Трубопроводный транспорт. Теория и практика. - 2009. -№ 4. - С. 10-13

4. Семин Е.Е. Исследование напряженно-деформированного состояния в зоне вмятин на стенке вертикальных стальных резервуаров / соавторы: Капустин O.E., Могильнер Л.Ю. // Технология машиностроения. — 2009. — №12.-С. 31-32

Прочие издания

5. Семин Е.Е. Использование программных комплексов при проведении диагностики резервуаров / соавтор Тарасенко Т.В. // Тезисы докладов конференции «Современные технологии строительства и ремонта трубопроводов». -2006. - С. 59-60

6. Семин Е.Е. Использование программных комплексов при оценке технического состояния и проектировании ремонтов вертикальных стальных резервуаров / соавторы: Тарасенко A.A., Тарасенко Т.В. // Трубопроводный транспорт. Теория и практика. - 2006. - № 4. - С. 85-87

7. Семин Е.Е. Разработка правил технической диагностики резервуаров / соавторы: Гиллер Г.А., Могильнер Л.Ю., Шейнкин М.З., Носов Ф.В., Шелобаева Л.С. // Тезисы докладов конференции «Современные технологии строительства и ремонта трубопроводов». — 2006. - С. 60-61

8. Семин Е.Е. Совершенствование корпоративной системы нормативно-технической документации по технической диагностике магистральных нефтепроводов / соавторы: Гиллер Г.А., Могильнер Л.Ю.,

Шейнкин М.З., Носов Ф.В., Шелобаева J1.C. // Трубопроводный транспорт. Теория и практика. - 2006. - № 2. - С. 77-87

9. Семин Е.Е. Оценка технического состояния вертикальных стальных резервуаров / соавтор Могильнер Л.Ю. // В мире неразрушающего контроля. - 2009. -№ 1.-С. 14-16

10. Семин Е.Е. Оценка технического состояния с расчетом срока безопасной эксплуатации нефтяных и газовых скважин на основе технологии скважинной магнитной интроскопии / соавторы: Могильнер Л.Ю., Абакумов A.A. // Трубопроводный транспорт. Теория и практика. - 2009. - № 3. - С. 28-31

Подписано в печать 17.11.2012. Формат А5. Бумага офсетная. Печать цифровая. Тираж 120 экз. Заказ № 1310. Типография ООО "Ай-ютуб" (Печатный салон МДМ) 119146, г. Москва, Комсомольский пр-т, д.28 Тел. 8(495)782-88-39

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Семин, Евгений Евгеньевич

Введение.

1 Литературный обзор.

1.1 Диагностирование и оценка технического состояния резервуаров.

1.2 Обзор дефектности и отказов резервуаров.

1.3 Обзор расчетных методов определения ресурса.

1.4 Обзор методов сварки и контроля уторных сварных соединений.

Выводы по главе.

2 Экспериментальное исследование остаточных сварочных напряжений в уторном сварном соединении и механических характеристик сталей.

2.1 Исследование остаточных сварочных напряжений.

2.2 Экспериментальное определение механических характеристик резервуарных сталей.

Выводы по главе.

3 Исследование напряженно-деформированного состояния уторных узлов резервуаров.

3.1 Метод конечных элементов.

3.2 Исходные данные для выполнения расчета НДС уторного узла.

3.3 Расчетная схема. Аналитический расчет напряжений.

3.4 Конечно-элементный расчет НДС.

Выводы по главе.

4 Исследование ресурса уторных узлов резервуаров.

4.1 Исходные данные для определения ресурса.

4.2 Расчетная схема.

4.3 Проведение расчетов ресурса уторного соединения РВСПК-50000.

4.3.1 Расчет по критерию начала роста трещины.

4.3.2 Расчет по критерию разрушения на этапе роста трещины.

4.3.3 Суммарный расчет по критерию разрушения на этапе зарождения и роста трещины.

Выводы по главе.

5 Экспериментальное исследование ресурса уторных узлов резервуаров

5.1 Методика проведения экспериментов.

5.2 Результаты экспериментов и сравнение расчетных и экспериментальных результатов.

Выводы по главе.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка долговечности уторных узлов вертикальных стальных резервуаров в процессе эксплуатации"

В Российской Федерации создана мощная система магистрального трубопроводного транспорта протяженностью более 40 тысяч километров, включающая в себя более тысячи резервуаров строительным номиналом от

3 3

0,1 до 50 тыс. м общей вместимостью более 15 млн. м .

Большая часть резервуаров, эксплуатирующихся в нефтяных Компаниях, построена в 80-х годах прошлого века и к настоящему времени исчерпала свой проектный ресурс, определенный в 30 лет.

Проведение демонтажа и замены таких резервуаров экономически и технически нецелесообразно, если возможно продление срока их эксплуатации.

В соответствии с федеральным руководящим документом [1] для продления срока эксплуатации резервуаров требуется оценить их техническое состояние по следующей схеме:

- выполнить диагностику резервуара;

- провести расчет срока и условий безопасной эксплуатации резервуара;

- разработать заключение о возможности и условиях дальнейшей безопасной эксплуатации резервуара.

При диагностике наибольшее внимание уделяется конструкциям резервуара, работающим в условиях сложного напряженно-деформированного состояния при высоком уровне напряжений.

Одним из наиболее ответственных элементов резервуара является сварное соединение между стенкой и днищем - уторный узел. При эксплуатации резервуаров в зоне уторного узла возникает пластический шарнир, и напряжения превышают предел текучести металла.

В действующих нормативных документах отсутствуют требования и методики по определению ресурса уторного узла с дефектами, что приводит к необходимости вывода резервуара из эксплуатации, устранения всех обнаруженных дефектов и повышению стоимости ремонта.

В связи с этим тема диссертационной работы определена как «Оценка долговечности уторных узлов вертикальных стальных резервуаров в процессе эксплуатации».

Основные задачи исследования:

- определены факторы, влияющие на долговечность уторных узлов;

- выполнен расчет напряженно-деформированного состояния уторных узлов резервуаров объемом 50 ООО куб. м., изготовленных из стали 09Г2С и 16Г2ФА;

- выполнен расчет долговечности уторных узлов с учетом значений механических характеристик металла;

- проведены экспериментальные исследования по оценке ресурса натурных образцов уторных узлов;

- на основе выполненных расчетных и экспериментальных исследований разработана методика определения напряженно-деформированного состояния и срока службы уторных узлов различной формы с дефектами.

Объектом исследования явились вертикальные стальные резервуары.

В работе используются следующие методы исследования:

- рентгеновское определение макронапряжений вблизи сварного шва;

- механические испытания при статическом и циклическом нагружении;

- металлографические исследования;

- численное моделирование НДС методом конечных элементов (МКЭ); расчет долговечности с использование формул механики малоциклового разрушения.

Обработка результатов работы выполнялась методами математической статистики. При решении поставленных задач использовались программы ANSYS, MATCAD. Разработаны программы на языке Visual Basic, использовавшиеся при расчете ресурса уторных сварных соединений и на языке ANSYS Parametric Design Language (APDL) - для оптимизации моделирования в ANSYS.

Научная новизна:

1. По результатам расчета напряженно-деформированного состояния с помощью метода конечных элементов установлены зависимости упругопластических напряжений и деформаций в области подрезов внутреннего уторного шва от его геометрических параметров. Показано, что для уторных узлов из стали 09Г2С и 16Г2АФ с увеличением радиуса перехода от шва к основному металлу и с уменьшением сечения шва до вогнутости 3-4 мм снижается уровень максимальных напряжений.

2. Разработана методика испытаний, позволяющая моделировать работу уторного узла с учетом моментной нагрузки, конструктивных особенностей узла и формы шва при наличии подрезов.

3. Разработана методика оценки ресурса уторных узлов резервуаров, устанавливающая взаимосвязь геометрических параметров подрезов и формы шва со сроком эксплуатации уторных узлов резервуаров. Практическая значимость и реализация результатов работы:

1. Разработана компьютерная программа для определения напряженного состояния и расчета остаточного ресурса уторных узлов резервуаров, которая позволяет при диагностировании ранжировать дефекты по срокам их устранения и снизить объемы ремонта.

2. Определены оптимальные параметры уторного сварного соединения, обеспечивающие наибольший срок его эксплуатации, которые могут быть учтены в нормативах по сварке при строительстве и ремонте резервуаров.

3. Показано, что отсутствие трещин в уторном сварном соединении оптимальной формы достигается в том случае, когда размер дефекта типа «подрез» не превышает 0,3 мм. Установлено, что разрушение уторного узла не происходит в течение всего межремонтного периода в 10 лет, если величина подреза не превышает 2 мм. Поэтому при проектировании и строительстве резервуаров с целью безопасной эксплуатации уторного соединения рекомендуется установить критерий отбраковки по глубине подреза, равный 0,3 мм. Норму на устранение дефекта при ремонте рекомендуется установить, равной 2 мм.

Реализация результатов работы: результаты работы использованы при разработке нормативных документов:

- РД-16.01-60.30.00-КТН-063-1-05 Правила технической диагностики резервуаров. - М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2005;

- РД-23.020.00-КТН-296-07 Руководство по оценке технического состояния резервуаров. - М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2007;

РД-23.020.00-КТН-123-09 Правила ремонта и реконструкции резервуаров для хранения нефти объемом 1 000 - 50 000 куб. м. - М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2009

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты численного моделирования напряженно-деформированного состояния уторного узла РВС;

- методика расчета НДС и ресурса уторных узлов резервуаров;

- методика и результаты испытания уторных узлов с дефектами.

1 Литературный обзор

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Семин, Евгений Евгеньевич

Выводы по главе

1 Разработана методика и приспособления для проведения эксперимента по нагружению образцов уторных сварных соединений резервуаров.

2 Изготовлены образцы уторных сварных соединений: выполнена сварка уторных соединений, после чего на них специальной фрезой нанесены искусственные дефекты в виде подреза.

3 Проведены испытания образцов уторных соединений до разрушения натурных образцов.

4 Результаты проведенных экспериментов подтверждают результаты расчетов с погрешностью 7-18%.

6 Заключение

1 Обзор литературы показал, что к наиболее нагруженным элементам конструкции резервуаров относятся уторные сварные соединения стенок с окрайкой (днищем), эксплуатирующиеся в условиях сложного напряженно-деформированного состояния. Это подтверждается результатами диагностирования, при которых выявлялись трещины от подрезов в зоне уторных швов. Основным механизмом разрушения уторных сварных соединений является усталостный рост дефектов при их малоцикловом нагружении.

2 Анализ научных работ и нормативных документов РФ, США, Германии, Великобритании, Канады, Казахстана и Евросоюза, определяющих расчет ресурса сварных конструкций показал, что в рассмотренных документах отсутствуют регламенты и методики расчета ресурса уторных узлов резервуаров как сварного соединения.

В связи с этим актуальна проблема опасности подрезов в уторных швах для дальнейшей эксплуатации резервуаров.

3 Разработана комплексная методика расчета напряжено-деформированного состояния уторных сварных соединений резервуаров с использованием метода конечных элементов.

Проведена оптимизация шага конечно-элементной сетки и определена аналитическая связь между значениями максимальных напряжений в зоне подреза уторного сварного соединения, формой шва и глубинами подрезов.

4 Проведена оптимизация формы сварного соединения по критерию минимальных эксплуатационных напряжений.

5 На основе проведенных исследований предложена методика расчета ресурса уторных соединений, основанная на функциональных зависимостях НДС в вершине дефекта и применением апробированных зависимостей развития трещины.

6 Разработаны рекомендации по максимально допустимым глубинам подрезов в зоне уторного соединения резервуаров при проектировании и определению ресурса уторного узла при проведении диагностирования и оценке технического состояния резервуаров.

7 Экспериментальными исследованиями натурных образцов с дефектами (пропилами) из сталей 09Г2С и 16Г2АФ на малоцикловую усталость установлены предельные значения числа циклов нагружения до разрушения зоны уторных швов резервуаров.

Результаты экспериментальных работ подтвердили полученные расчетные зависимости, определяющие влияние глубины дефектов на число циклов нагружения до разрушения зоны сварных соединений.

8 На основе предложенной методики расчета эксплуатационного ресурса резервуаров разработаны, с участием автора, нормативные документы ОАО «Транснефть» по диагностике, ремонту, оценке технического состояния, включающей расчет срока и условий безопасной эксплуатации вертикальных стальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Семин, Евгений Евгеньевич, Москва

1. РД 03-484-02 Положение о порядке продления срока безопасной эксплуатации технических устройств, оборудования и сооружений на опасных производственных объектах

2. РД 08-95-95 Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов

3. Дорошенко Ф.Е. Особенности продления ресурса резервуаров РВСПК-50000. Промышленное и гражданское строительство, №6, 2006, Стр. 17-18

4. РД-16.01-60.30.00-КТН-063-1-05 Правила технической диагностики резервуаров. М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2005

5. СТО 0030-2004 Стандарт организации. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Правила технического диагностирования, ремонта и реконструкции. М.: ЗАО ЦНИИПСК. - 2004

6. РД 153-112-017-97 Инструкция по диагностике и оценке остаточного ресурса вертикальных стальных резервуаров. М.: ОАО «Транснефтепродукт». - 1997

7. РД-23.020.00-КТН-296-07 Руководство по оценке технического состояния резервуаров. М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2007

8. ПБ 03-605-03 Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. М.: Госгортехнадзор. -2003

9. Винокуров В.А., Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности. М., Машиностроение, 1996 год, стр. 22

10. Венгерцев В. А. Повышение эксплуатационной надежности резервуаров. Серия «Транспорт и хранение нефтепродуктов углеводородного сырья». -М.: ЦНИИТЭнефтехим, вып.6, 1990

11. Горицкий В.М. Диагностика металлов. М., Металлургиздат, 2004, стр.366-374

12. Махутов H.A. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В двух частях. Новосибирск: Наука. 2005. Часть 1: Критерии прочности и ресурса 494 с. Часть 2: Обоснование ресурса и безопасности -610 с.

13. Махутов H.A. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение. 1981. 272 с.

14. Махутов H.A. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению. М.: Машиностроение, 1973. -201 с.

15. Махутов H.A., Пермяков В.Н. Ресурс безопасной эксплуатации сосудов трубопроводов. Новосибирск: Наука, 2005. - 516 с.

16. Махутов H.A., Воробьев А.З., Гаденин М.М. и др. Прочность конструкций при малоцикловом нагружении. М.: Наука, 1983,271 с.

17. Когаев В. П. Расчеты на прочность при напряжениях переменных во времени. М.: Машиностроение, 1977. - 332 с.

18. Когаев В.П., Махутов НА., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. М.: Машиностроение, 1985. -223 с.

19. Стеклов О.И. Стойкость материалов и конструкций к коррозии под напряжением. -М.: Машиностроение, 1990. 364с.

20. Стеклов О. И. Основы сварочного производства. М. Высш. школа, 1981. 160 с.

21. Винокуров В.А., Куркин С.Д., Николаев Г.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности. М.: Машиностроение, 1996.

22. Николаев Г.А., Винокуров В.А., Куркин С.А. Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций. М., «Высшая школа», 1971.

23. Лессиг E.H., Лилеев А.Ф., Соколов А.Г. Листовые металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1970. - 488с.

24. Березин В.Л. Прочность и устойчивость резервуаров и трубопроводов / В.Л. Березин, В.Е. Шутов. М.: Недра, 1973. - 200 с.

25. Березин В. Л., Гомеров А.Г., Ращепкин К.Е., Ясин Э.М. Об эксплуатационной надежности нефтезаводских резервуаров. НТО тр.НИИТранснефть . сер. Транспорт и хранение нефтепродуктов. Вып.4, 1965, с.204-207.

26. Афанасьев В.А., Березин В.Л. Сооружение газохранилищ и нефтебаз: Учебник для вузов. М.: Недра, 1986. - 334с.

27. Сафарян М.К. Металлические резервуары и газгольдеры. М.: Недра, 1987, 144с.

28. Стулов Т.Т., Поповский Б.В., Иванцов О.М., Сафарян М. К., Афанасьев В. А. Сооружение газохранилищ и нефтебаз М. «Недра», 1973. 368 с.

29. Ф. Е. Дорошенко Особенности продления ресурса резервуаров РВСПК- 50000, Промышленное и гражданское строительство, июнь 2006, с. 17-18

30. Тарасенко A.A. Напряженно-деформированное состояние вертикальных стальных резервуаров при ремонтных работах. М.: ОАО «Издательство «Недра»», 1999. 270с.

31. Тарасенко, А. А. Использование интерполирующих бикубических сплайнов в задаче моделирования несовершенств геометрической формы днища и стенки резервуара / А. А. Тарасенко, А. Л. Пимнев // Известия вузов. Нефть и газ. 2000. №6. - Тюмень. - С. 76-78.

32. Васильев Г.Г., Прохоров А.Д., Пирожков В.Г., Лежнев М.А., Шутов В.Е. Стальные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина , 2007, 113с.

33. Лежнев М.А. Влияние процесса усталости металла при повторно-циклическом нагружении на работоспособность резервуаров. М. НТС «Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт», 2001, № 3 с. 118-123

34. Тарасенко A.A., Воробьев В. А., Васильев Г.Г., Иванцова С. Г. Практикум по проектированию, сооружению и ремонту вертикальных стальных цилиндрических резервуаров. Учеб. пособие. М.: Нефть и газ, 2004, 167 с.

35. Любушкин В.В. Исследование осадки и напряженного состояния днища стальных вертикальных резервуаров. Дисс. к. т. н., Уфа, 1979

36. Востров В.К, Катанов A.A. Расчет напряжений и перемещений в уторном узле и окрайках днища резервуара. Монтажные и специальные работы в строительстве №8, 2006, с. 22-26

37. Мущанов В. Ф., Роменский Д. И. Исследования напряженно-деформированного состояния уторного узла в вертикальных цилиндрических резервуарах объемом 10000.50000. Журнал «Металлические конструкции» 2012, Том 18, Номер 1, стр. 61-71

38. Сильницкий П.Ф. Влияние дефектов сварки на напряженно-деформированное состояние резервуара. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тюмень. 2012 год.

39. Землянский A.A., Вертынский О.С. Опыт выявления дефектов и трещин в крупноразмерных резервуарах для хранения углеводородов. Инженерно-строительный журнал, №7, 2011 года. Стр. 40-44.

40. Тарасенко М.А. Разработка методики восстановления несущей способности резервуара с коррозионными повреждениями. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тюмень. 2012 год.

41. Роменский Д.И. Методика обследования и уточнения НДС уторного узла вертикальных цилиндрических резервуаров. Вестник донбасской национальной академии строительства и архитектуры. Выпуск 2012-3 (95).

42. Потапов А.Ю. Влияние деформационных характеристик грунтов основания на работу стенки и днища резервуара. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тюмень. 2006 год.

43. Дегтярев П. А. Влияние области неоднородности грунтового естественного основания резервуара на его напряженно-деформированноесостояние. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа.

44. Еленицкий Э.Я. Уточненный расчет прочности стенки вертикальных цилиндрических стальных резервуаровю. Строительная механика и расчет сооружений. 2009 - № 1.

45. Еленицкий Э.Я. Расчет узла сопряжения стенки и днища вертикальных цилиндрических стальных резервуаров. Строительная механика и расчет сооружений. 2007-№ 4 - С.2-7.

46. Еленицкий Э.Я., Дидковский О.В. Проблемы оценки прочности напряженных участков резервуарных конструкций, Нефть, Газ и Бизнес. -2006 № 6 - С.58-63.

47. Нехаев Г.А. Проектирование и расчет стальных цилиндрических резервуаров и газгольдеров низкого давления. М.: Издательство АСВ, 2005. -216с.

48. Гумеров А.Г., Ясин Э.М. К оценке несущей способности резервуарных конструкций нефтепроводов. //Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1970, №7, с. 12-13.

49. Дидковский В.М. О надежности некоторых конструктивных узлов сварных резервуаров. //Промышленное строительство, 1973, №5, с.7~8.

50. Щербаков А.Г. Исследование конструкций узлов соединения стенки с днищем в больших металлических резервуарах. Дис.к.т.н, -М.: 1979.

51. API 1104 Welding of Pipelines and Related Facilities

52. BS 4515 Specifications for Process of Welding of Steel Pipelines on Land and Offshore

53. CS A Z184 Gas Pipeline Systems

54. DIN 25817-1992 Соединения стальные, выполненные дуговой сваркой. Руководство по определению уровней качества в зависимости от дефектов шва

55. API 650 Welded Steel Tanks for Oil Storage

56. API 653 Tank Inspection, Repair, Alteration and Reconstruction

57. РД 16.01-60.30.00-КТН-026-1-04 «Нормы проектирования стальных вертикальных резервуаров для хранения нефти объемом 1000-50000 м . М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2004

58. СНиП П-23-81* Нормы проектирования. Стальные конструкции

59. СТО 22-02-02 Руководство по обследованию и определению остаточного ресурса несущих стальных конструкций покрытий зданий, выполненных из кипящих сталей. М.: ЗАО ЦНИИПСК. - 2002

60. ВРД 39-1.10-004-99 Методические рекомендации по количественной оценке состояния магистральных газопроводов с коррозионными дефектами, их ранжирования по степени опасности и определению остаточного ресурса. М.: ОАО Газпром. - 1999

61. ОСТ-23.040.00-КТН-574-06 Стандарт отрасли. Нефтепроводы магистральные. Определение прочности и долговечности труб и сварных соединений с дефектами. М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2005

62. РД ЭО 0571-2004 Нормы оценки допустимого эррозионно-коррозионного износа элементов трубопроводов из углеродистых сталей атомных электрических станций. Концерн. М.: «Росэнергоатом». - 2004

63. СТО 22-05-04 Руководство по определению индивидуального ресурса стальных подкрановых балок с усталостными трещинами в стенках для допущения их временной эксплуатации. М.: ЗАО ЦНИИПСК. - 2004

64. РД 153-34.0-17.464-00 Методические указания по контролю металла и продлению срока службы трубопроводов II, III и IV категорий. М.: РАО «ЕЭС России». - 2000

65. СО 153-34.17.469-2003 Инструкция по продлению срока безопасной эксплуатации паровых котлов с рабочим давлением до 4,0 МПа включительно и водогрейных котлов с температурой воды выше 115°С. М.: РАО «ЕЭС России». - 2003

66. СО 153-34.17.442-2003 Инструкция по порядку продления службы барабанов котлов высокого давления. М.: РАО «ЕЭС России». - 2003

67. СО 153-34.17.439-2003 Инструкция по продлению срока службы сосудов, работающих под давлением. М.: РАО «ЕЭС России». - 2003

68. СО 153-34.17.470-2003 Инструкция о порядке обследования и продления срока службы паропроводов сверх планового ресурса. М.: РАО «ЕЭС России». - 2003

69. СН РК 3.05-24-2004 Инструкция по проектированию, изготовлению и монтажу вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов

70. ВРД 39-1.10-001-99 Руководство по анализу результатов внутритрубной инспекции и оценке опасности дефектов. М.: ОАО Газпром. -1999

71. РД 03-410-01 Инструкция по проведению комплексного технического освидетельствования изотермических резервуаров сжиженных газов. М.: Госгортехнадзор. - 2001

72. BS EN 1993-1-6:2007 Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Часть 1-6. Прочность и стабильность оболочек.

73. BS EN 1993-4-2:2007 Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Часть 4-2. Резервуары.

74. РД-25.160.10-КТН-050-06 Инструкция по технологии сварки при строительстве и ремонте стальных вертикальных резервуаров. М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2006

75. РД-77.060.00-КТН-221-09 Методика контроля антикоррозионного покрытия, металла и сварных швов днища и внутренних металлоконструкций резервуара. М.: ОАО «АК «Транснефть». - 2009

76. С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, JI.H. Расторгуев. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М., изд. МИСиС, 2002, стр. 117-121

77. Е.В. Шелехов, Т.А. Свиридова. Программы для рентгеновского анализа поликристаллов. Металловедение и термическая обработка металлов, №8, 2000, стр. 16-20

78. В.П. Когаев, Н.А. Махутов, А.П. Гусенков. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность, с. 128

79. ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение

80. ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенных температурах

81. ГОСТ 25.502-79 Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость

82. ГОСТ 25.506-85 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении

83. ГОСТ 6996-66 Сварные соединения. Методы определения механических свойств

84. РД 50-345-82 Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при циклическом нагружении. М. Изд-во стандартов, 1983

85. Розин JI.A. Метод конечных элементов. Соросовский образовательный журнал, том 6, №4, 2000 г. Стр. 120-127

86. Афанасьев В.А., Березин B.JT. Сооружение газонефтехранилищ и нефтебаз. М. Недра. 1986. с. 324

87. Лессиг E.H. и др. Листовые металлические конструкции. М. Изд. Литературы по строительству, 1970 с.488

88. Металлические конструкции. В 3-х томах. Том 2 Стальные конструкции зданий и сооружений. Справочник проектировщика. Под ред. В.В. Кузнецова, М. Изд. АСВ, 1998. с.576

89. Соболев Ю.В., К расчету узла сопряжения стенки с днищем металлического цилиндрического резервуара. Известия ВУЗов. Строительство и архитектура, 1998, №11, с. 13-18

90. М.К. Сафарян. Металлические резервуары и газгольдеры. М. Изд.Недра, 1987. стр.84-86

91. Г.А. Нехаев, Проектирование и расчет стальных цилиндрических резервуаров и газгольдеров низкого давления, М. Издательство Ассоциации строительных вузов, 1995 с.23-27

92. M.K. Сафарян. Металлические резервуары и газгольдеры. М. Изд.Недра, 1987. с.90

93. М.К. Сафарян. Металлические резервуары и газгольдеры. М. Изд.Недра, 1987. с. 169-171

94. A.B. Белобородое. Оценка качества построения конечно элементной модели в ANSYS. г. Тюмень, ОАО ИПФ «Сибнефтеавтоматика», кафедра МОНиГП ТюмГНГУ

95. ГОСТ 25859-83 Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках

96. В.П. Когаев, H.A. Махутов, А.П. Гусенков «Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность», Москва, «Машиностроение», 1985 г. Стр. 122

97. В.П. Когаев, H.A. Махутов, А.П. Гусенков «Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность», Москва, «Машиностроение», 1985 г. Стр. 135

98. Серенсен C.B. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению. Учебное пособие для вузов.- М.: Атомиздат, 1975, 192 с.

99. MP 125-02-95 Методические рекомендации. Механика катастроф. Определение остаточного ресурса элементов конструкций. М., 1996.

100. Правила составления расчетных схем и определения параметров нагруженности элементов конструкций с выявленными дефектами. М., НПО ЦНИИТМАШ, НИКИЭТ, 1995.

101. В.П. Когаев, H.A. Махутов, А.П. Гусенков «Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность», Москва, «Машиностроение», 1985 г.

102. Махутов Н. А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981

103. Серенсен C.B., Шнейдерович P.M., Махутов H.A. и др. Прочность при малоцикловом нагружении. Основы методов расчетов и испытаний. М.: Наука, 1975.-288 с.

104. Махутов H.A., Бурак М.И., Гаденин М.М. и другие, Механика малоциклового разрушения, М., Наука, 1986 г., стр.31

105. Махутов Н. А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.