Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методики оценки эксплуатационной надежности локальных участков трубопровода после ремонта

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

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики оценки эксплуатационной надежности локальных участков трубопровода после ремонта"

На правах рукописи

КРАСНИКОВ АНАТОЛИЙ ФЕДОРОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ЛОКАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ТРУБОПРОВОДА ПОСЛЕ РЕМОНТА

25.00.19 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень, 2005г.

Работа выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Иванов Вадим Андреевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Кретов Валерий Андреевич

кандидат технических наук, Большаков Юрий Николаевич

Ведущая организация:

ООО «МегаГрупп»

Защита состоится в. 05. 2005 года в/час

о в ,

на заседании диссертационного совета Д 212.273.02 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного нефтегазового университета

Автореферат разослан 13 ■ • 2005г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

доктор технических наук, профессор

ВВЕДЕНИЕ

Интенсивное старение трубопроводных систем диктует необходимость их реконструкции. Практически единственным кардинальным средством, обеспечивающим решение задачи поддержания высоконадежного и эффективного транспорта нефти и газа, становится переход на новую ресурсосберегающую систему обслуживания «по состоянию». Это обуславливает необходимость разработки теоретических методов и практических рекомендаций по оценке технического состояния длительно эксплуатируемых трубопроводов с дефектами. С учетом интенсивного развития внутритрубной диагностики корректная количественная оценка напряженно-деформированного состояния металла стенки трубы и технического состояния линейного участка в целом дает возможность реализовать адекватные программы выборочного ремонта трубопроводов, что, в свою очередь, позволит управлять ресурсом конструкции. При этом следует отметить, что по сравнению с металлом изоляция трубопроводов стареет интенсивнее. Это определяет необходимость многократного увеличения объемов выборочного ремонта.

Таким образом, для обеспечения безопасности трубопроводов требуется анализировать негативные факторы длительной эксплуатации, развивать методы оценки эксплуатационной надежности, а также совершенствовать технологии ремонта на основе современных экспериментальных исследований и математических моделей. Решение этих задач позволит: обеспечить безопасность трубопроводов в течение всего срока эксплуатации; определить наиболее эффективные пути обеспечения их эксплуатационной надежности, не требуя в тоже время излишних ремонтных работ. Учитывая значительную протяженность трубопроводных систем, исследования в данном направлении крайне актуальны.

На основании изложенного была сформулирована цель работы — оценка работоспособности трубопровода после выборочного ремонта локальных участков с учетом предыстории эксплуатации и ремонта в специфических условиях Западной Сибири.

Для реализации цели поставлены следующие основные задачи:

- формирование концепции безопасной эксплуатации трубопроводных систем после локальных ремонтов линейных участков;

- разработать методики количественной оценки ремонтных напряжений с учетом диагностической информации, наличия дефектов в стенке трубы при реализации восстановительных мероприятий и взаимодействия с грунтами различных типов;

- разработать алгоритм расчета общего уровня напряженно-деформированного состояния трубопровода после ремонта его участков с учетом сложных условий эксплуатации в мерзлых и водонасыщенных грунтах;

- построить математическую модель для определения вероятности безотказной работы (работоспособности) трубопровода после локальных ремонтов с учетом неопределенности прогнозной информации.

В процессе решения поставленных задач получены результаты, представляющие научную новизну:

• разработаны основы расчетной методики, позволяющей адекватно определять напряженно-деформированное состояние ремонтируемых участков трубопроводов с учетом особенностей технологий восстановительных работ и специфических региональных условий;

• созданы алгоритмы расчета общего напряженного состояния трубопровода при сложном нагружении с использованием принципа суперпозиции упругих напряжений, учитывающие начальные напряжения;

• разработана математическая модель оценки работоспособности трубопровода с локально восстановленными участками при неопределенности прогнозной информации.

Теоретическими основами исследования являются положения теории надежности, теории принятия решений, теории вероятности, механики разрушения, численного моделирования процессов деформирования и разрушения твердых тел, а также прикладные исследования по проектиро-

ванию, строительству, эксплуатации и ремонту систем трубопроводного транспорта.

Практическая ценность работы заключается в том, что получен* ные результаты дают возможность нефтегазотранспортным предприятиям адекватно планировать мероприятия по техническому обслуживанию систем трубопроводного транспорта и позволяют разрабатывать обоснованные ремонтные программы с учетом развития современных технологий диагностики и восстановления.

На защиту выносятся:

1. Результаты комплексного анализа основных факторов и причин снижения работоспособности трубопроводов, особенностей их нагруже-ния в процессе ремонта и послеремонтной эксплуатации, механизмов разрушения конструкции, позволяющие сформировать концепцию безопасной эксплуатации нефтегазопроводов после выборочного ремонта.

2. Результаты исследований напряжено-деформированного состояния труб с дефектами различных типов в процессе реализации восстановительных мероприятий с учетом специфических условий Западной Сибири.

3. Расчетная методика определения работоспособности магистрального трубопровода после локального ремонта его участков с учетом прогнозных оценок послеремонтной эксплуатации.

Апробация работы, публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно - техническом семинаре ТюмГНГУ (Тюмень, 2003г.), на расширенном заседании кафедры «Сооружение и ремонт нефтегазовых объектов» (Тюмень, 2004 г.), на технических совещаниях в Ноябрьском управлении магистральных трубопроводов (Ноябрьск, 2002, 2003, 2004 гг). По результатам работы опубликовано 4 статьи.

Объем работы. Работа состоит из введения, четырех разделов, выводов, общим объемом 161 страница машинописного текста, содержит 35 рисунков и 19 таблиц, список использованной литературы из 114 наименований._

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы, отражена научная новизна, формализованы основные задачи исследований по проблеме эксплуатационной надежности длительно эксплуатируемых трубопроводных магистралей с локально отремонтированными участками.

В первом разделе на основе анализа возрастной структуры магистральных трубопроводов и динамики их восстановления, обзора исследований и научно-технических разработок по проблемам оценки несущей способности труб с дефектами сделан вывод о необходимости развития существующих методов оценки работоспособности конструкций, в том числе и после локального ремонта повреждений труб.

Проведенный анализ возрастной структуры и динамики восстановления нефтегазопроводов выявил необходимость реализации масштабных восстановительных мероприятий на локальных поврежденных участках.

Однако решение этой задачи в условиях ограниченности финансовых и материальных ресурсов может быть достигнуто лишь за счет перехода на выборочные методы ремонта по результатам технической диагностики. Это требует создания программ выборочного ремонта, основанных на математических моделях по расчету напряжений и деформаций в стенке трубы с дефектом, а также разработки методов оценки работоспособности трубопроводов после локальных ремонтов их отдельных участков для разработки мероприятий по текущему техническому обслуживанию магистралей.

В настоящее время согласно действующим нормативным документам работоспособность магистральных трубопроводов оценивается по предельному состоянию. В качестве основной расчетной схемы принята тонкостенная оболочка, нагруженная внутренним давлением. В нормативных документах не учитываются в явном виде дефекты и связанная с ними концентрация напряжений.

В связи с этим разработано достаточно много рекомендаций по определению работоспособности труб с различного вида повреждениями. В этих рекомендациях учтено влияние на работоспособность труб геометри-

ческих характеристик повреждений, физико-механических свойств материала, категорий участка и величины внутреннего давления. В результате сопоставления предельно допустимых размеров дефектов, определенных в соответствии с методическими рекомендациями по количественной оценке состояния магистральных газопроводов с коррозионными дефектами ВРД 39-1.10-004-99 («ОАО Газпром»), методикой определения опасности повреждений стенки труб магистральных нефтепроводов по данным обследования внутритрубными дефектоскопами «АК «Транснефть» и стандартом ASME B31G было определено, что оценки по B31G излишне консервативны для узких дефектов. А применительно к широким непротяженным зонам коррозионных повреждений оценки по B31G могут оказаться неоправданно оптимистичными.

В основу используемых в настоящее время методик оценки опасности локальных трещинообразных дефектов положен полуэмпирический подход, при котором некоторые параметры должны опреде-

ляться косвенными методами на основе принятого механизма разрушения и результатов испытаний труб с дефектами на разрушение.

Анализ приведенных выше и других научно-технических разработок по проблеме оценки несущей способности трубопроводов с дефектами показал, что в настоящее время требуется развитие существующих методов расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) трубопровода с учетом предыстории его эксплуатации, наличия повреждений различных типов. Также необходимо создание методик по оценке ремонтных и остаточных послеремонтных напряжений для определения работоспособности отремонтированной конструкции. При этом сделан вывод о том, что точное определение работоспособности участка трубопровода после выборочного ремонта является трудноразрешимой задачей, поскольку все характеристики взаимодействия с грунтом, нагрузок и ряд других исходных параметров являются случайными. В этом случае целесообразно использование вероятностных моделей при неопределенности исходной информации.

Во втором разделе на основе классификации дефектов с позиций

ремонтопригодности, анализа современных технологий восстановитель-

7

ных работ и количественной оценки факторов, влияющих на уровень допустимых напряжений в металле стенки трубы при ремонте, предложена математическая модель расчета НДС трубопровода при реализации различных технологий ремонтных работ.

На основе анализа состояния магистральных трубопроводов сделан вывод о том, что техническое состояние трубопроводов различных поколений неоднозначно по различным параметрам и требует индивидуальной оценки с учетом количественной информации о дефектах трубы, которые подразделяются на дефекты геометрии, дефекты стенки, сварного шва, комбинированные дефекты, недопустимые конструктивные элементы.

Учитывая многообразие дефектов, для решения данной задачи повреждения классифицированы с позиций ремонтопригодности. При этом учтено, что не все дефекты и конструктивные концентраторы могут привести к разрушению трубы, а лишь опасные, соотношение которых к общему количеству выявленных повреждений представлено в таблице 1.

Таблица 1

Статистика опасных дефектов_

Дефекты Число опасных дефектов, %

Коррозия (потери металла) 42,8-59,2

Расслоения 24,6-47,1

Расслоения с выходом на поверх- 1,5-2,6

ность

Расслоения в околошовной зоне 6,2-7,7

Риски 1,3-7,0

Кроме того, в зависимости от условий эксплуатации одни и те же дефекты могут быть опасными и неопасными. С этой точки зрения, существующие методики оценки дефектов являются консервативными и рекомендуют завышенные объемы ремонтных работ. Так, например, результаты гидроиспытаний показали, что расслоения и включения, не выходящие на поверхность трубы и не примыкающие к другим типам дефектов, не являются опасными. Длина таких дефектов не ограничивает прочность трубы. Концентрация напряжений на гофрах, вмятинах и рисках, даже примыкающих к сварным швам, лишь ускоряет разрушение трубы, но не является опасным. Опасными являются коррозионные дефекты, плотность которых увеличена в областях ниже горизонтального диаметра трубы из-

8

за сползания пленки при засыпке и уплотнении грунта, примыкающие к сварному шву, геометрическое усиление которого способствует неплотному прилеганию изоляционного покрытия. На таких дефектах от сварных соединений часто распространяются трещины. После вскрытия и обследования дефектного участка трубы с последующей его засыпкой опасным становится сочетание гофра и кольцевого сварного шва, из-за неконтролируемых дополнительных осевых напряжений при усадке.

С учетом изложенного, а также особенностей распределения напряжений в области дефектов, последние могут быть типизированы по трем грунтам: классические (гладкие), трещинообразные и -образные концентраторы.

Для классических дефектов мерой концентрации является теоретический коэффициент концентрации напряжений :

^е ^уп нетто I ^уп I ^ нетто » ^а ^шах I ^нетто

где - теоретический коэффициент концентрации напряжений;

Ке И К, - упругопластические коэффициенты концентрации деформаций и напряжений;

&у„ И $у„ - максимальные упругопластические деформации и напряжения в вершине дефекта (концентратора);

- максимальные упругие напряжения и деформации в вершине дефекта.

Для трещинообразных дефектов основными характеристиками концентрации напряжений являются:

- коэффициент интенсивности напряжений,

^ = /Г, при <г.етто41ТТ 1 1 ^^^

К„=(К,/а, ■1)Р'{<У«шю1от-1), при ><7Г ./; 1 деформаций где - функция, учитывающая геометрические параметры дефекта;

- коэффициент двухосного напряженного состояния;

9

- показатель механических характеристик металла.

Для ^образных концентраторов напряжений, имеющих двугранный угол раскрытия р (угловые швы ремонтных заплаток и муфт, врезки, царапины, ответвления, геометрические усиления сварного шва) поле тензора напряжений описывается зависимостью:

т,(р - полярные координаты (от точки 0); К„р - коэффициенты интенсивности напряжений; - параметры поля напряжений; нормированные функции от полярной координаты

Представленная типизация дает возможность классифицировать дефекты и концентраторы в соответствии с особенностями распределения напряжений в их зоне, что, в свою очередь, позволит принимать адекватные решения по консервации или ликвидации повреждений.

Показания к ликвидации (ремонту) обуславливаются двумя аспектами. С одной стороны, надзорные органы разрешают разрабатывать и применять технологии ремонта в зависимости от конкретных условий и задач эксплуатации. С другой стороны, ремонтные мероприятия обеспечиваются аналитической поддержкой в виде расчетных методик и компьютерных программ, позволяющих оценить напряжения в ослабленных сечениях трубы. Обычно применительно к ремонту допустимый уровень напряжений составляет 45% от предела текучести трубной стали. На его величину влияют следующие факторы: категорийность линейного участка (коэффициент снижения допустимого трения на категорию старение

(деградация) металла стенки трубы при длительной эксплуатации, приводящее к снижению пластичности и к повышению прочности (хрупкости) стали (коэффициент старения концентрация кольцевых и продольных напряжений в области дефекта, определяемая с помощью конечноэлементного анализа; перегрузки (при испытаниях), обуславли-

вающие снижение допустимых напряжений при ремонте в К, =1Д-И,25 раз.

С учетом изложенного допустимые ремонтные напряжения составляют:

- для кольцевых напряжений;

- для продольных напряжений.

Напряжения, возникающие в стенке трубопровода при ремонтно-восстановительных мероприятиях не должны превышать значения [о^] и [и1^,]. Для оценки НДС трубопровода при ремонте рассмотрены технологии с подъемом и без подъема трубы.

При анализе возможности применения традиционных методов расчета напряжений в поднятом состоянии для ремонта трубопровода был сделан вывод, что не учитываемая в рамках этих методов продольная сила от воздействия подземных участков вызывает значительные напряжения. Данное обстоятельство, а также необходимость учета остаточных напряжений и дефектов стенки трубы, предопределяют целесообразность применения численных методов при решении задачи. Для анализа НДС поднятого трубопровода с дефектами, концентрирующими вокруг себя напряжения, используется метод конечных элементов (МКЭ), формулируемый в форме метода перемещений. По данной методике можно учесть и остаточные напряжения в стенке трубопровода, которые возникают после каждой технологической операции и меняются при эксплуатации. После определения нагрузок и воздействий на поднятом трубопроводе (рис. 1) с помощью стандартной программы численного счета, реализующей МКЭ, были получены следующие результаты:

- с увеличением числа трубоукладчиков развиваемое усилие на крюке уменьшается, кроме того, возможно увеличение длины приподнятой части трубопровода;

влияние продольной силы на НДС ремонтируемого трубопровода неодинаково по его длине: есть зоны, где влияние этой силы незначительно; есть зоны, где влияние продольной силы способствует некоторому снижению напряжений. С увеличением продольной силы напряжения начинают расти, значительно превышая уровень, который имел бы место при отсутствии продольной силы;

ремонт трубопроводов с подъемом и без остановки перекачки возможен на магистральных трубопроводах всех диаметров, а не ограничивается восстановлением труб диаметром не более 720 мм (табл. 2); продольные перемещения подземных (прилегающих к поднятому для ремонта) участков значительно увеличиваются при подъеме трубы на высоту более 0,5 м.

Таблица 2

Технологические параметры ремонта трубопроводов больших диаметров

Трубопровод Длина поднимаемого участка L,m Расстояние между трубоукладчиками ^ Усиление на крюках трубоукладчиков R,T Высота подъема крайних трубоукладчиков, Высота подъема средних трубоукладчиков, h2=h3 Наибольшее ремонтное напряжение отах МПа

1220 (г/п) 150 20 15,3 60 100 121

1020(н/п) 150 25 35,1 60 100 143

1220(н/п) 150 29 44,8 60 100 167

Рис.2 Схема ремонта трубопровода без подъема R-ремонтные машины, Кп-подкапывающая, Ro-очистная, Ru-изолирующая, Дирм-осадка трубы в результате ремонта

Для расчета НДС трубопровода, ремонтируемого без подъема (рис. 2), также был применен МКЭ, с помощью которого получено (рис. 3): - наиболее напряженная область находится на границе перехода от подземного участка к ремонтной траншее. После завершения ремонта ремонтные напряжения исчезают вследствие перехода трубы в положение ниже исходного;

Рис.3 Напряженно - деформированное состояние трубопровода, ремонтируемого без подъема - на верхней образующей появляется сначала максимальные растягивающие, а затем максимальные сжимающие напряжения, способствующие интенсивности дефектов сварных стыков. На нижней образующей трубы появляются примерно вдвое меньшие напряжения в обратной последовательности - сначала сжатие, а затем растяжение, способствующие гофрообразованию;

- касательные напряжения в десятки раз меньше нормальных напряжений;

- плотность грунтовой подбивки (подсыпки) способствует уменьшению просадки трубы снижая, тем самым, ремонтные напряжения.

В третьем разделе разработана математическая модель оценки работоспособности трубопровода после выборочного ремонта. При этом количественно проанализировано влияние на отремонтированные участки грунта обратной засыпки при эксплуатации трубопровода в условиях болот и взаимодействие отремонтированных участков с мерзлыми грунтами.

Как было отмечено выше, при выборочном ремонте магистральных трубопроводов отремонтированный участок получает вертикальное смещение по сравнению с исходным положением, что обусловлено невозможностью добиться идентичного прежнему состояния фунта под трубой. Это смещение вызывает остаточные (осадочные), напряжения, которые, при прочих равных условиях, растут при:

- увеличении диаметра, глубины залегания, глубины подкопа;

- уменьшении толщины стенки трубы, уплотнения фунта при подсыпке, коэффициента постели фунта.

С увеличением длины ремонтируемого участка послеремонтная просадка трубопровода и остаточные напряжения имеют тенденцию к стабилизации, которая наступает при Ь = 50м. Это связано с тем, что с увеличением длины отремонтированного участка концентрации напряжений в краевых зонах перестают влиять друг на друга. В окрестности Ь = 20м остаточные напряжения имеют наибольшие значения, что объясняется взаимным влиянием и наложением концентраций напряжений в краевых зонах. При уменьшении длины Ь остаточные напряжения и деформации стремятся к нулю.

Несмотря на существование различных способов снижения осадочных напряжений, дополнительные напряжения, остающиеся после выполнения ремонтных работ, невозможно устранить полностью. В зонах этих напряжений интенсифицируются процессы коррозии, роста микродефектов, изменения физико-механических характеристик стали. Даже если

предположить, что неремонтируемые (не были обнаружены дефекты при диагностическом обследовании) и отремонтированные участки соответствуют проектному состоянию, то все же граничные зоны нельзя считать полностью благополучными. Это предопределяет целесообразность анализа надежностных параметров магистрального трубопровода после выборочного ремонта его отдельных участков с учетом наличия зон повышенных послеремонтных напряжений. Следует отметить, что алгоритм расчета параметров надежности, приведенный ниже, может быть использован и для случая, когда не ремонтированные участки не соответствует проектному состоянию.

В предположении, что из к(0) линейных участков трубопровода К(() участков соответствует предельному состоянию к моменту /, предложена зависимость для оценки вероятности безотказной работы конст-

рукции:

Р(ТЫ)= г / ч /м->К0.

(1)

где [/С(/-1)~ АГ(/)] - количество отремонтированных участков.

Поскольку трубопровод средней протяженности состоит из 106-107 секций, то в соответствии со статистическим определением относительная частота отказов будет асимптотически приближаться к значению функции живучести При этом остаточный ресурс определяется следующим

образом:

/(0=1-"(')• (2)

Дифференцируя по аргументу рассчитывается плотность распределения времени безотказной работы

*4') ~ '

Параметр интенсивности отказов в этом случае:

(3)

С учетом приведенных соотношений априорная вероятность отказа р в интервале от (I — I) до^авна вероятности того, что за период времени от 0 до (1 —\) не произойдет отказа, умноженной на условную вероятность отказа в интервале от

л'~ р(т>1-О ~ к(1-\) •

(5)

Если в качестве параметра технического состояния трубопровода рассматривать предельное разрушающее давление, то состояние линейных участков описывается плотностью распределения вероятности расчетного разрушающего давления с учетом остаточных (в том числе осадочных) напряжений. Используя статистические данные и приведенные выше зависимости, рассчитывается вероятность отказа трубопровода после выборочного ремонта. При этом предусмотрена возможность реализации различных стратегий выборочного ремонта, приводящих к различным уровням отказов:

- ремонт по "отказу";

- ремонт секций с "недопустимыми" дефектами;

- ремонт секций с дефектами.

В зависимости от выбранной стратегии выборочного ремонта средняя интенсивность отказов трубопровода составляет

Для оценки работоспособности трубопровода после выборочного ремонта в условиях болот необходимо учитывать специфику взаимодействия конструкции с грунтом. Эта специфика заключается в возможности значительных осадок, перемещений в продольном направлении, а также в неопределенности взаимодействия трубопровода с основанием при неориентированном перемещении трубы. Рассмотрены три варианта перемещений забалластированного отремонтированного участка относительно проектного положения: поперечное вверх, поперечное вниз и продольное.

Поперечное перемещение отремонтированного участка вверх характеризуется разрушением засыпки при перемещении забалластированной трубы:

- предельное сопротивление засыпки;

-сила давления на трубу от массы грунта в призме выпора; -сила сопротивления окружающей засыпки перемещению призмы выпора; /"У - сила трения засыпки по боковой поверхности пригрузов;

/у = + сД

где - параметры заглубления трубы, диаметром и утяжели-

телей; №,1,В,Рпр1ш- количество утяжелителей, их длина, ширина, площадь боковой поверхности.

Поперечное перемещение отремонтированного участка вниз происходит при достижении предельного сопротивления основания перемещения трубы:

где - коэффициенты несущей способности; - параметр за-

глубления трубы.

Перемещение трубы при давлении на основание

Перемещение отремонтированного участка в продольном направлении имеет место при достижении предельного сопротивления основания и пригрузов удлинению (укорочению) трубы:

где - погонный вес трубы с балластировкой в обводненной среде; масса утяжелителя в обводненной среде; - харак-

теристики контактного трения полимерной изоляции по торфу и по бетонной поверхности соответственно.

Приведенные выше зависимости позволяют количественно оценить перемещение участков трубопровода в условиях болот, и тем самым, адекватно оценить НДС металла стенки трубы и работоспособность конструкции.

Для оценки работоспособного выборочно восстановленного трубопровода в мерзлых грунтах рассмотрены различные случаи, характеризующие положение отремонтированного участка при изменении несущей способности грунтов (рис. 4).

Рис. 4 Смещение трубы вверх после выборочного ремонта а) Труба полностью в грунте; б) труба частично заглублена В>Н>0,5Б; в) труба частично заглублена 0,5Б>Н>0

а) Реакция фунта сверху: Реакция грунта снизу:

где Чсш - вес трубы диаметром Б с изоляцией;

- параметр вертикального смещения , при котором исчезает реакция фунта снизу.

Значения напряжений, определяемые по заданным смещениям и трубы в грунтах с известными физико-механическими свойствами, позволяют судить о работоспособности исследуемого участка по выбранному критерию (или по разрушающему давлению).

В четвертом разделе разработаны методики, позволяющие практически реализовать полученные результаты. В предположении, что влияние как случайных, так и износовых факторов на длительность эксплуатации трубопровода удовлетворительно описывается распределением Пуассона, дан алгоритм определения вероятности безотказной работы выборочно восстановленного трубопровода. Поскольку данная вероятность зависит от выбранной стратегии ремонтных мероприятий, то ее количественная оценка позволила провести технико-экономический анализ различных стратегий выборочного ремонта для выбора наиболее рационального по надежностно-стоимостным показателям варианта.

В соответствии с математической моделью оценки работоспособности трубопровода после выборочного ремонта, остаточный ресурс магистрали на момент времени t составляет:

л(0=*(0)- *т(1)+)г'(и)-у^-и^и. (6)

Первое слагаемое в зависимости (6) описывает состояние конструкции до проведения выборочного ремонта. Второе слагаемое - число участков, не достигших предельного состояния ко времени t из отремонтированных на момент времени и.

Выражение (6) является типовым интегральным уравнением, решаемым с помощью преобразований Лапласа следующим образом:

£

Л'(5)=вг'(/).

Показано, что если известно количество отремонтированных участков магистрального трубопровода и задана величина остаточного ресурса то с помощью (7) вероятность безотказной работы конструкции имеет вид:

Зависимость (9) означает, что, задаваясь графиком работы при выборочном ремонте, можно варьировать работоспособность всего трубопровода. График выборочного ремонта базируется на понятиях "безопасных" и "недопустимых" дефектов. Дефекты, для которых коэффициент запаса по расчетному разрушающему давлению относительно нормативного рабочего давления не ниже проектной величины, считаются безопасными (для газопроводов с безопасными являются дефекты с Дефекты, для которых расчетное разрушающее давление ниже нормативного давления гидроиспытаний, являются недопустимыми (для газопроводов недопустимыми являются дефекты с Исходя из изложенного, график выборочного ремонта может составляться по разному. Первый вариант графика заключается в ремонтах "недопустимых" дефектов в предположении, что гидравлические переиспытания не выявят разрывов. Второй вариант выборочного ремонта заключается в ремонтах как "недопустимых" дефектов, так и дефектов, снижающих прочность трубы, и реализуется для вывода показателей прочности трубопровода на проектный уровень. В предположении Пуассоновского характера распределение отказов конструкции, когда:

(8)

Исходя из (8):

(9)

О при КО при 1>0

получено выражение для расчета соответствующей вероятности безотказной работы являющейся экспоненциальной функцией, и показано, что интенсивность ремонта для различных графиков при стремится к величине, обратной среднему сроку службы. Полученные результаты легли в основу методики технико-экономического сравнения альтернативных стратегий восстановительных мероприятий, стоимость которых заменяется на полные ожидаемые затраты С:

где - затраты, вызванные отказом после выборочного ремонта;

вероятность отказа.

Решение задачи оценки полных ожидаемых затрат С осуществляется на основе теории принятия решений, в соответствии с которой для рассматриваемых абсолютных предельных состояний трубопровода (отказов) наилучшая стратегия ремонтно-восстановительных работ оценивается по максимальному среднему значению полезности

Е[с(у)1т\=и"-С1 -С0?01 (10)

где, - доход, получаемый от эксплуатации полностью исправленного трубопровода.

Для оценки функции необходимо определить вероятность

отказа и доход

Для оценки Р„ использовано правило Байеса, которое гласит, что апостериорная вероятность состояния Р"[а, ] определяется произведением вероятности /"[г,/<т,] полученного исхода при заданном состоянии у,(ет,) на априорную вероятность деленным на нормализующую констан-

ту:

(П)

Проблема расчета Р'[<т,] состоит в том, что нужно установить нормализующую константу - вероятности возможных исходов, сценарии развития которых могут реализовываться, например, следующим образом:

- возможен отказ лишь на участке с подросшим дефектом;

- возможен отказ лишь на просевшем после ремонта участке;

- возможен отказ и на просевшем, и на неотремонтированном участках.

Зная вероятности возможных исходов нетрудно получить апостериорную вероятность отказа по априорной с учетом условной вероятности отказа из (5), а также по известным характеристикам нагрузок и металла стенки трубы.

Значение дохода V при отсутствии отказа за период [о,/] определяется следующим образом: , ,

(Г в(1 + /■')"' с1т = \вГ"йт о

'\вГ"вт • (12)

о

где в - ежегодный доход при отсутствии отказа; Т - расчетный срок службы; Т — 1 + Г ),/"'- процент с капитала.

Вышеприведенные зависимости были использованы при расчете работоспособности условного трубопровода, восстанавливаемого выборочно. При этом оценивалась целесообразность двух стратегий ремонта: устранение лишь недопустимых дефектов и устранение всех потенциально опасных дефектов. Первоначально были проанализированы два способа расчета ремонтных напряжений. В рамках первого способа исследовался процесс изменения упругой энергии конечного и соседних с ним элементов трубы, что позволило получить значение смещения узла, но не дало возможности аналитически учесть осевые напряжения от прилегающих подземных участков и т.п. (предполагался инструментальный замер напряжений при выборочной шурфовке). При реализации второго способа анализировалась сумма потенциальных энергий трубопровода, потока продукта и грунта по поверхности контакта с трубой, что возмож-

но с использованием программ численного счета. Полученные в результате значения напряжений были использованы при оценке работоспособности трубопровода после выборочного ремонта, реализуемого по альтернативным стратегиям, в рамках модели, представленной зависимостями (6)+(12).

Таким образом, адекватный расчет напряженно-деформируемого состояния трубопровода после выборочного ремонта и реализуемая на этой основе оценка апостериорной вероятности отказа трубы дают возможность формировать перспективные программы восстановительных мероприятий, являющихся оптимальными с надежностно-стоимостных позиций.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Сформирована концепция обеспечения эксплуатационной надежности и экологической безопасности длительно эксплуатируемых магистральных трубопроводов после локального ремонта отдельных участков, основанная на расчете напряженно-деформированного состояния конструкции, учитывающем наличие дефектов стенки трубы, уровень послере-монтных напряжений.

2. На основе классификации дефектов стенки трубопровода по ремонтопригодности и сравнительном анализе современных технологий восстановления несущей способности трубы, разработаны зависимости для количественной оценки допустимых ремонтных напряжений, позволяющие выбрать рациональную технологию работ, гарантирующую сохранение целостности конструкции.

3. Разработан алгоритм расчета работоспособности трубопровода с локально отремонтированными участками. При этом учтена специфика взаимодействия конструкции с водонасыщенными фунтами, заключающаяся в возможности значительных осадок, перемещений в продольном направлении.

4. Предложена математическая модель расчета вероятности безотказной работы трубопровода после выборочного ремонта, позволяющая учесть различные стратегии реализации восстановительных работ. На основе разработанной математической модели создана методика технико-

23

экономического анализа альтернативных стратегий выборочного ремонта, реализация которой предполагает использование неопределенности в прогнозной информации о техническом состоянии линейной части.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Красников А.Ф. Обобщенный анализ факторов надежности магистральных газопроводов Западной Сибири / А.Ф. Красников, А.С. Семенов // Сб. науч. тр. «Вопросы состояния и перспективы развития нефтегазовых объектов Западной Сибири». - Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - С.55-59.

2. Красников А.Ф. Анализ факторов, влияющих на уровень напряжений в стенке трубопроводов при ремонте // Сб. науч. тр. «Нефть и газ. Новые технологии в системах транспорта». — Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. — С. 147-151.

3. Красников А.Ф. Взаимодействие отремонтированных участков с мерзлыми грунтами / А.Ф. Красников, В.А. Иванов, А.В. Аксенов // Сб. науч. тр. «Нефть и газ. Новые технологии в системах транспорта». — Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. — С . 151-154.

4. Красников А.Ф. Расчет работоспособности трубопровода после реализации различных стратегий выборочного ремонта / А.Ф. Красников, СВ. Кузьмин // Изв. ВУЗов, Нефть и газ. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2005. — С.55-60.

Подписано к печати &.0Ц 2005 г. Бум. писч. № 1

Заказ № _Уч. - изд. л. 1,00

Формат 60 х 84 '/16 Усл. печ. л. 1,00

Отпечатано на R1SO GR 3750_Тираж 100 экз._

Издательство «Нефтегазовый университет» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый Университет» Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет»

625039, Тюмень, ул Киевская, 52

24

19 ШШ5

1310

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Красников, Анатолий Федорович

ВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ возрастной структуры магистральных трубопроводов и динамики их восстановления.

1.2. Анализ исследований и обзор научно-технических разработок по проблеме оценки несущей способности трубопроводов с дефектами.

1.3. Постановка задач исследований.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I.

ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА НАПРЯЖЕНИЙ В МЕТАЛЛЕ СТЕНКИ ТРУБЫ ПРИ РЕМОНТНЫХ РАБОТАХ.

2.1. Классификация дефектов с позиции ремонтопригодности локальных сечений трубопровода.

2.2. Выбор метода ремонта в зависимости от вида повреждения стенки трубы.

2.3. Анализ факторов, влияющих на уровень допустимых напряжений в стенке трубопроводов при ремонте.

2.4. Разработка методики количественной оценки напряжений при ремонтных работах.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II

ГЛАВА III. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТРУБОПРОВОДА ПОСЛЕ РЕМОНТА ЕГО УЧАСТКОВ В ГРУППАХ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ.

3.1. Разработка общего алгоритма"*^расчета работоспособности трубопровода после ремонта его отдельных участков.

3.2. Взаимодействие отремонтированных участков с грунтом обратной засыпки при эксплуатации трубопровода в условиях болот.

3.3. Взаимодействие отремонтированных участков с мерзлыми грунтами.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III.

ГЛАВА IV. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Методика определения вероятности безотказной работы трубопровода после выборочного ремонта.

4.2. Методика технико-экономического анализа альтернативных стратегий выборочного ремонта трубопроводов.

4.3. Расчет работоспособности трубопровода после реализации различных стратегий выборочного ремонта.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методики оценки эксплуатационной надежности локальных участков трубопровода после ремонта"

Особенностью современных нефтегазотранспортных систем является несоответствие между нормативно-проектными требованиями, предусматривающими срок эксплуатации 30-35 лет, и реальной ситуацией, когда более 40% трубопроводов превысили этот срок. В связи с этим возрастают требования к технологической и экологической безопасности объектов как на уровне европейских комиссий ООН, так и на федеральном уровне, где в целях безопасности снижено давление на большей части магистралей. В условиях интенсивного старения трубопроводных систем, диктующего необходимость их реконструкции, практически единственным кардинальным средством, обеспечивающим решение задачи поддержания высоконадежного и эффективного транспорта нефти и газа без вовлечения дополнительных ресурсов и при ограниченности инвестиций становится переход на новую ресурсосберегающую систему «по состоянию». Это обуславливает необходимость разработки теоретических методов и практических рекомендаций по оценке технического состояния длительно эксплуатируемых трубопроводов с дефектами, параметры которых с удовлетворительной точностью определяются современными средствами внутритрубной дефектоскопии. В этом случае целесообразно использовать основные положения механики разрушения, позволяющие, в отличие от метода балльной оценки риска аварий на основе экспертных данных, количественно описать явления разрушения и прогнозировать срок службы трубопроводов. С учетом интенсивного развития внутритрубной диагностики корректная количественная оценка напряженно-деформированного состояния металла стенки трубы и технического состояния линейного участка в целом дает возможность реализовать адекватные программы выборочного ремонта трубопроводов, что, в свою очередь, позволяет управлять ресурсом конструкции. При этом следует отметить, что по сравнению с металлом труб изоляция трубопроводов стареет интенсивнее.

Это предопределяет необходимость многократного увеличения объемов выборочного ремонта.

Таким образом, для обеспечения безопасности магистральных трубопроводов требуется корректно анализировать негативные факторы длительной эксплуатации, развивать методы расчета эксплуатационной надежности конструкций с учетом особенностей эксплуатации, результатов диагностики и вероятностной природы разрушений, а также совершенствовать технологии ремонта на основе современных экспериментальных исследований и математических моделей. Решение перечисленных выше задач позволит управлять безопасностью трубопроводов в течение всего срока эксплуатации, определять наиболее эффективные пути обеспечения их эксплуатационной надежности, не требуя в тоже время излишних ремонтных работ. Учитывая значительную протяженность трубопроводной системы, а также ее роль в экономике страны, исследования в указанных направлениях крайне актуальны. Исходя из этого, была выбрана цель настоящей работы - оценка работоспособности трубопровода после выборочного ремонта локальных участков с учетом предыстории эксплуатации и ремонта в специфических условиях Западной Сибири.

Для реализации цели поставлены следующие основные задачи:

- формирование концепции безопасной эксплуатации трубопроводных систем после локальных ремонтов линейных участков;

- разработать методики количественной оценки ремонтных напряжений с учетом диагностической информации, наличия дефектов в стенке трубы при реализации восстановительных мероприятий и взаимодействия с грунтами различных типов;

- разработать алгоритм расчета общего уровня напряженно-деформированного состояния трубопровода после ремонта его участков с учетом сложных условий эксплуатации в мерзлых и водонасыщенных грунтах;

- построить математическую модель для определения вероятности безотказной работы (работоспособности) трубопровода после локальных ремонтов с учетом неопределенности прогнозной информации.

Основой для решения данных задач явились труды отраслевых институтов (ВНИИСТ, Гипротрубопровод, ИПТЭР, УралНИТИ), академических институтов (ИМАШ им. А.А. Благонравова, ИЭС им. Е.О.

Патона), лабораторий и кафедр высших учебных заведений (ТюмНГУ,

УГНТУ, РГУНГ им. И.М. Губкина), исследования ведущих ученых: B.JI.

Березина, П.П. Бородавкина, А.Г. Гумерова, Р.С. Гумерова, К.М. Ямалеева,

Н.А. Махутова, Е.М. Морозова, О.И. Стеклова, К.В. Черняева и других.

Кроме того в работе использованы и обобщены данные о фактическом техническом состоянии магистральных трубопроводов, результаты диагностических обследований, испытаний ремонтных конструкций и технологий ремонта. В ходе исследований применены положения механики разрушения, теории вероятности, численного моделирование процессов деформирования и разрушения твердых тел.

В процессе решения поставленных задач получены результаты, представляющие научную новизну:

• разработаны основы расчетной методики, позволяющей адекватно определять напряженно-деформированное состояние ремонтируемых участков трубопроводов с учетом особенностей технологий восстановительных работ и специфических региональных условий;

• созданы алгоритмы расчета общего напряженного состояния трубопровода при сложном нагружении с использованием принципа суперпозиции упругих напряжений, учитывающие начальные напряжения;

• разработана математическая модель оценки работоспособности трубопровода с локально восстановленными участками при неопределенности прогнозной информации.

В процессе решения поставленных задач получены следующие результаты, представляющие научную новизну:

• разработана методика расчета напряженно-деформированного состояния ремонтируемых участков магистральных трубопроводов с учетом особенностей технологий восстановительных работ;

• созданы алгоритмы расчета общего напряженного состояния трубопровода при сложном нагружении с использованием принципа суперпозиции упругих напряжений, учитывающие начальные напряжения;

• разработана математическая модель оценки работоспособности трубопровода с локально восстановленными участками при неопределенности прогнозной информации.

Практическая ценность работы заключается в том, что полученные результаты дают возможность нефтегазотранспортным предприятиям адекватно планировать мероприятия по техническому обслуживанию систем трубопроводного транспорта Западной Сибири и позволяют разрабатывать обоснованные ремонтные программы с учетом развития современных технологий диагностики и восстановления.

На защиту выносятся:

1. Результаты комплексного анализа основных факторов и причин снижения работоспособности трубопроводов, особенностей их нагружения в процессе ремонта и послерел.онтной эксплуатации, механизмов разрушения конструкции, позволяющие сформировать концепцию безопасной эксплуатации нефтегазопроводов после выборочного ремонта;

2. Результаты исследований напряжено-деформированного состояния труб с дефектами различных типов в процессе реализации восстановительных мероприятий с учетом специфических условий Западной Сибири.

3. Расчетная методика определения работоспособности магистрального трубопровода после локального ремонта его участков с учетом прогнозных оценок послеремонтной эксплуатации.

Основные исследования по диссертационной работе выполнены в соответствии с Межгосударственной научно-технической программой «Высоконадежный трубопроводный транспорт», утвержденной Правительствами Российской федерации и Украины.

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Красников, Анатолий Федорович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Сформирована концепция обеспечения эксплуатационной надежности и экологической безопасности длительно эксплуатируемых магистральных трубопроводов после локального ремонта отдельных участков, основанная на расчете напряженно-деформированного состояния конструкции, учитывающем наличие дефектов стенки трубы, уровень послеремонтных напряжений.

2. На основе классификации дефектов стенки трубопровода по ремонтопригодности и сравнительном анализе современных технологий восстановления несущей способности трубы, разработаны зависимости для количественной оценки допустимых ремонтных напряжений, позволяющие выбрать рациональную технологию работ, гарантирующую сохранение целостности конструкции.

3. Разработан алгоритм расчета работоспособности трубопровода с локально отремонтированными участками. При этом учтена специфика взаимодействия конструкции с водонасыщенными грунтами, заключающаяся в возможности значительных осадок, перемещений в продольном направлении.

4. Предложена математическая модель расчета вероятности безотказной работы трубопровода после выборочного ремонта, позволяющая учесть различные стратегии реализации восстановительных работ. На основе разработанной математической модели создана методика технико-экономического анализа альтернативных стратегий выборочного ремонта, реализация которой предполагает использование неопределенности в прогнозной информации о техническом состоянии линейной части.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Красников, Анатолий Федорович, Тюмень

1. Аугусти Г., Баратта А., Кашиати Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании. М.: стройиздат, 1988, - 584 с.

2. Безухов, О.В. Лужин. Приложение методов теории упругости и пластичности к решению инженерных задач. М.: Высшая школа, 1974. - 200 с.

3. Березин В.Л., Ращепкин К.Е., Телегин Л.Г. и др. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1978, 364 с.

4. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. -М: Машиностроение, 1984. 245 с.

5. Бородавкин П.П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве. -М.: Недра, 1976.-223 с.

6. Будзуляк Б.В. Методология повышения эффективности эксплуатации системы трубопроводного транспорта газа на стадии развития и реконструкции. М.: Недра, 2003. С. 171.

7. Будзуляк Б.В., Салюков В.В., Харионовский В.В. Продление ресурса магистральных газопроводов // Газовая промышленность. 2002. - №7.

8. Вайншток С.М., Новоселов В.В., Прохоров А.Д. и др. Трубопроводный транспорт нефти. Учеб. для вузов: В 2т. М: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. — т.2 - 621 е.: ил.

9. Васин Е.С. Оценка технического состояния магистральных нефтепроводов по результатам диагностического контроля // Трубопроводный транспорт нефти. 1996. - № 4. - С. 26-28.

10. Вентцель У .С, Овчаров JI.A. Теория вероятностей и её инженерные приложения. М: Наука, 1988. - 480 с.

11. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984. -428 с.

12. Галлямов А.К., Черняев К.В., Шаммазов A.M. Обеспечение надежности функционирования системы нефтепроводов на основе технической диагностики. Уфа: УГНТУ, 1998. - 600 с.

13. Гиндин В.А., Гумеров К.М. К вопросу о напряженном состоянии ремонтной накладки // Диагностика и работоспособность магистральных нефтепроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1989. - С.78-83.

14. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М: Наука, 1965. - 400 с.

15. Груздев А.А., Тарабрин Г.Г., Фокин М.Ф. и др. Особенности взаимодействия внутристенных расслоений с поверхностными дефектами труб // Трубопроводный транспорт нефти. 2000. - № 1. - С. 28-30.

16. Гумеров А.Г., Зайнуллин Р.С, Гумеров Р.С. Влияние режимов испытаний на работоспособность нефтепроводов // Транспорт и хранение нефти. Обзорная информация. Вып. 7. М: ВНИИОЭНГ, 1988. -45 с.

17. Гумеров А.Г., Зубаиров А.Г., Азметов Х.А. и др. Капитальный ремонт подземных нефтепроводов. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. -525 с.

18. Гумеров А.Г., Ямалеев К.М., Азметов Х.А. и др. Дефектность труб нефтепроводов и методы их ремонта / Под ред. А.Г. Гумерова. М: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1998. - 252 с.

19. Гумеров К.М., Бакши О.А., Зайцев H.JL и др. Исследование напряжений и деформаций в сварных соединениях с V-образными концентраторами // Применение математических методов и ЭВМ в сварке. Ленинград: ЛДНТП, 1987.-С. 73-77.

20. Гумеров К.М., Галяутдинов А.Б., Хажиева Р.Ф. и др. Некоторые перспективные методы обеспечения надежности магистральных нефтепроводов // Безопасность труда в промышленности. 2000. - X® 9. -С. 8-12.

21. Гумеров К.М., Гумеров И.К., Сабиров У.Н. Расчет напряжений на трубопроводе при осадке грунта после выборочного ремонта // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. -Уфа: ИПТЭР, 1995. С. 66-72.

22. Гумеров К.М., Гумеров Р.С, Галяутдинов А.Б. и др. Выбор методов ремонта нефтепровода по данным дефектоскопического обследования // Проблемы подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. Уфа: ИПТЭР, 1997.-С. 161-173.

23. Гумеров К.М., Гумеров Р.С, Суханов В.Д. и др. Методика испытаний металла демонтированных труб и оценка пригодности к повторному использованию // Проблемы подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. Уфа: ИПТЭР, 1997. - С. 156-160.

24. Гумеров К.М., Ишмуратов Р.Г., Сираев А.Г. и др. Экспериментальное определение остаточного ресурса металлов и сварных швов магистральных нефтепроводов // Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа. 2000. - №3. - С. 34-39.

25. Гумеров К.М., Ишмуратов Р.Г., Хажиев Р.Х. и др. Повышение эффективности ремонта нефтепроводов // Трубопроводный транспорт нефти. 1997.-№.6.-С. 18-21.

26. Гумеров К.М., Колесов А.В. Концентрация напряжений в стыковых сварных соединениях со смещенными поверхностями // Диагностика, надежность, техническое обслуживание и ремонт нефтепроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1990. - С. 82-86.

27. Гумеров К.М., Колесов А.В. Методы определения коэффициентов интенсивности напряжений в окрестности V-образных концентраторов // Заводская лаборатория. 1989. - № 6. - С.81-84.

28. Гумеров К.М., Колесов А.В., Гиндин А.В. Напряженно-деформированное состояние в окрестности концентраторов типа двугранного угла // Вопросы сварочного производства. Челябинск: ЧПИ, 1987. - С. 3-8.

29. Гумеров К.М., Колесов А.В., Солодовникова Т.А. Двухпараметрический критерий к расчету элементов трубопроводов с V-образными концентраторами напряжений // Сбор, подготовка и транспорт нефти и нефтепродуктов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1991. - С. 225-234.

30. Гумеров Р.С, Галеев М.Н., Гумеров К.М. и др. Конструктивные особенности накладных тройников и оценка их работоспособности //

31. Экспресс-информация. Серия «Транспорт и хранение нефти». Вып. 3. -М.: ВНИИО-ЭНГ, 1991.-С. 6-11.

32. Даминов И.А., Сираев А.Г., Гумеров К.М. Устранение механических повреждений трубопроводов путем заварки утонений стенки // Сбор, подготовка и транспорт нефти и нефтепродуктов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1991. - С. 235-241.

33. Даффи А., Эйбер Р., Макси У. О поведении дефектов в сосудах давления // Новые методы оценки сопротивления металлов хрупкому разрушению. М.: Мир, 1972. - С. 301-332. (13)

34. Димов JI.A. Сопротивление грунта вертикальному вверх перемещению подземных трубопроводов и других мелкозаглубленных сооружений. // Вопросы надежности газопроводных конструкций. / ВНИИГаз. М., 1993.-С. 87-96.

35. Димов JI.A. Сопротивление грунтового основания вертикальному вверх перемещению подземного трубопровода. // Способы строительства и материалы для нефтегазовой отрасли Севера и п-ва Ямал: Сб.научн. тр. / ВНИИСТ. М., 1988. - С. 36-43.

36. Димов Л.А., Морозов В.Н. К расчету поперечных перемещений подземных трубопроводов в торфяных грунтах. // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов: РНГС ВНИИОЭНГ. М., 1982. - Вып. 12. - С. 15-16.

37. Зайнуллин Р.С, Гумеров А.Г., Морозов Е.М. и др. Гидравлические испытания действующих нефтепроводов. М.: Недра, 1990. - 156 с.

38. Зайцев Н.Л., Гооге С.Ю. Методика определения коэффициентов интенсивности напряжений KI методом фотоупругости // Вопросы сварочного производства. Вып. 207. Челябинск: ЧПИ, 1979. - С. 31-36.

39. Захаров М.Н. Применение метода конечных элементов к расчету на прочность статически неопределимых балок. Методические указания. -М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1993. 12с.

40. Захаров М.Н. Решение задачи о кристаллизации осесимметричной отливки под давлением методом конечных элементов // Изв. ВУЗов. Машиностроение. 1987. - № 5. - С.85-88.

41. Захаров М.Н., Лукьянов В.А. Прочность сосудов и трубопроводов с дефектами стенок в нефтегазовых производствах. Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина нефти и газа им. И.М. Губкина. М., 2000-С 216.

42. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. -541 с.

43. Инструкция по отбраковке и ремонту труб линейной части магистральных газопроводов. ВСН 39-1.10-009-2002. Москва, 2002.

44. Инструкция по ремонту дефектных труб магистральных газопроводов полимерными композиционными материалами. ВСН 39-1.10-001-99. Москва, 2000.

45. Инструкция по ремонту дефектных участков магистральных нефтепроводов с помощью удлиненной обжимной муфты. Руководящий документ. Уфа: УСМН, 1997.

46. Киршенбаум В.Я., Гумеров К.М., Кирнос В.И. и др. Гидроиспытания труб с дефектами типа «расслоение металла» // Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа. 2000. - № 4. - С. 37-39.

47. Кофман А. Методы и модели исследования операций. М.: Мир, 1966. -523 с.5 5. Красников А. Ф.

48. Красников А.Ф. Анализ факторов, влияющих на уровень напряжений в стенке трубопровода при ремонте.

49. Красников А.Ф. Взаимодействие отремонтированных участков с мерзлым грунтом.

50. Красников А.Ф. Расчет работоспособности трубопровода после реализации различных стратегий выборочного ремонта.

51. Купершляк-Юзефович Г. М., Разумов Ю. Г. Расчет разрушающего давления в газопроводах, поврежденных коррозийным растрескиванием под напряжением КНР //Строительство трубопроводов. - 1996. - № 6.— С.17-18. (21)

52. Маслов Л.С., Березин B.JI. Напряженное состояние трубопровода при капитальном ремонте с учетом действия продольных си л.-У фа.: Известия вузов №11, 1967.

53. Материалы омпании Cock Spring, http://www.clockspring.com/griwrap.htm

54. Методика определения коэффициента интенсивности напряжений и трещиностойкости труб. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1988. 19 с.

55. Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России. Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 17.11.95 №57.

56. Методика определения опасности повреждений стенки труб магистральных нефтепроводов по данным обследования внутритрубными дефектоскопами. М.: «Нокет Информ», 1997, 67 с.

57. Методика определения опасности повреждений стенки труб магистральных нефтепроводов по данным обследования внутритрубными дефектоскопами. М.: «АК Транснефть», 1997.

58. Методика определения характеристик трещиностойкости труб нефтегазопроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1988. 32 с.

59. Методика оценки допустимой дефектности нефтепроводов с учетом их реальной нагруженности. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1991. - 26 с.

60. Методика оценки степени опасности дефектов труб нефтепроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1989. 17 с.

61. Методика расчета напряжений и термоциклической долговечности трубопроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1989. 21 с.

62. Методические рекомендации по количественной оценке состояния магистральных газопроводов с коррозионными дефектами их ранжирования по степени опасности и определению остаточного ресурса. ВРД 39-1.10-004-99. М: ИРЦ Газпром, 2000.

63. Миланчев B.C. Оценка работоспособности труб при наличии концентраторов напряжений. // Строительство трубопроводов. 1984. -№2. - С.23-25.

64. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука, 1966. - 707 с.

65. Обеспечение надежности газопроводов Севера России / Б.В. Будзуляк, Р.С. Сулейманов, О.Н. Фаворский, В.В. Харионовский // Промышленность России. 2000. - № 2.

66. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. -М.: Мир, 1976.-464 с.

67. Писаревский В.М., Поляков В.А., и др. Основы технической диагностики. Часть I. М.: Изд-во «Нефть-газ», 1996. 91 с.

68. Постнов В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. Л.: Судостроение, 1974. - 344 с.

69. Ржаницын А.Р. Строительная механика. М.: Высшая школа, 1982.

70. Ржаницын А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. М.: Стройиздат, 1978. — 237 с.

71. РД 153-39.4-067-00. Методы ремонта дефектных участков действующих магистральных нефтепроводов. М.: АК «Транснефть», 2000.

72. РД 153-39-030-98. Методика ремонта дефектных участков магистральных нефтепроводов по результатам внутритрубной диагностики. М.: Минтопэнерго, «Транснефть», «Диаскан», 1998. 60 с.

73. РД 39-00147105-001-91. Методика оценки работоспособности труб линейной части нефтепроводов на основе диагностической информации. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1992. 142с.

74. РД 39-0147103-305-88. Методика расчета на прочность и долговечность сварных соединений трубопроводов и нефтепромысловых аппаратов с технологическими дефектами. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1988. 45 с.

75. РД 39-0147103-360-89. Инструкция по безопасному ведению сварочных работ при ремонте нефте- и продуктопроводов под давлением. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1989. - 60 с.

76. РД 39-034-00. Положение об организации сварочных работ при ремонте линейной части магистральных нефтепроводов. Астана: НКТН «КазТрансОйл», 2001. 101 с.

77. РД 39-110-91. Инструкция по ликвидации аварий и повреждений на магистральных нефтепроводах. Уфа: ИПТЭР, 1992. - 154 с.

78. РД 39Р-00147105-010-97. Инструкция по усилению участков трубопроводов с применением высокопрочных стеклопластиков. Уфа: ИПТЭР, 1997. - 29 с.

79. Рекомендации по оценке работоспособности дефектных участков газопроводов Р51 -31323949-42-99. М.:ОАО «Газпром», 1998. 67с.

80. Рекомендации по учету старения трубных сталей при проектировании и эксплуатации магистральных нефтепроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1988.-29 с.

81. Ремонт линейной части магистральных газопроводов / Б.В. Будзуляк, В.Н. Дедешко, В.В. Салюков и др. // Газовая промышленность. 1999. -№ 11.

82. Сегерлинд J1. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. - 392 с.

83. СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы. М.: Стройиздат, 1997.

84. Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М.: Мир, 1977.-350 с.

85. ТД 33.337-98. Технология проведения работ по композитно-муфтовому ремонту магистральных нефтепроводов. М.: «Транснефть», 1998. -129 с.

86. ТД 33.561-98. Методика проведения выборочного ремонта трубопроводов композитно-муфтовым методом на основе результатов внутритрубной диагностики. М.: АК «Транснефть», 1998. - 168 с.

87. Фокин М.Ф., Трубицын В.А. Экспериментальное исследование с целью определения остаточного ресурса труб с дефектами геометрии // Трубопроводный транспорт нефти. 1996. - № 4. - С. 13-16.

88. Хан Г., Саррат М., Розенфилд А. Критерии распространения трещин в цилиндрических сосудах давления // Новые методы оценки сопротивления металлов хрупкому разрушению. М.: Мир, 1972. - С. 272-300. (44)

89. Харионовский В.В., Рудометкин В.В., Димов Л.А. К вопросу о продольных перемещениях подземных трубопроводов на болотах. //Строительство трубопроводов. 1992. - №12. - С. 26-28.

90. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М: Наука, 1974. -640 с.

91. Черняев К.В., Васин Е.С., Фокин М.Ф. и др. Оценка прочности труб с вмятинами по данным внутритрубных профилемеров // Трубопроводный транспорт нефти. 1996. - № 4. С. 8-12.

92. Черняев К.В., Фокин М.Ф., Трубицын В.А. и др. Экспериментальное исследование с целью определения остаточного ресурса труб с дефектами геометрии // Трубопроводный транспорт нефти. 1996. - № 4. -С. 13-16.

93. Ямалеев К.М. Старение металла труб в процессе эксплуатации нефтепроводов // Транспорт и хранение нефти. М.: ВНИИОЭНГ, 1990. -64 с.

94. Ясин Э.М., Черникин В.И. Устойчивость подземных трубопроводов. -М: Недра, 1967. 213 с.

95. Aynbinder A., Powers J., Dalton P. Pipeline design method can reduce wall thickness, costs // Oil and Gas J. 1995. - Feb. 20. - P. 70-77. (допустимые кольцевые напряжения по американским стандартам составляет 0,72 предела текучести стали)

96. Code of Federal Regulations. 49 CFR Part 192. Transportation of Natural and Other Gas by Pipeline: Minimum Federal Safety Standards.

97. Folias E.S., Int. J. Fracture Mechs., 1, 104 (1965). (52)

98. Gas transmission system integrity performance indicators by incident data analysis. URS Corporation. Draft final topical report. Prepared for GRI. GRI-00/0207. 2001.

99. Hopkins P., Fletcher R., Palmer-Jones R. A method for the monitoring and management of pipeline risk a Simple Pipeline Risk Audit (SPRA) // 3rd Annual Conference on "Advances in Pipeline Technologies and Rehabilitation '99". Abu Dhabi, November, 1999.

100. Krasowsky A.J. and Pluvinage G. Minimal resistance of engineering materials to brittle fracture as predicted by local approach, Ibid. 1996. - P. 69-81.

101. Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines. ASME B31G-1991.

102. Morozov E.M. and Parton V.Z. Mechanics of Elastic-Plastic Fracture, Hemisphere, NY, 1989.

103. Morozov E.M., Pluviage G. / Problems of Strength. 1996 (special publ.). P. 53-63.