Разработка методики оценки напряженного состояния нефтегазопроводов по коэрцитивной силе металла

Агиней, Руслан Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка методики оценки напряженного состояния нефтегазопроводов по коэрцитивной силе металла
ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики оценки напряженного состояния нефтегазопроводов по коэрцитивной силе металла"

На правах рукописи

УДК 681.518.5:665.632.013.002.5

АГИНЕЙ РУСЛАН ВИКТОРОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ ПО КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛЕ МЕТАЛЛА

Специальность 25.00.19 -Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ухта-2005

Диссертация выполнена в филиале ООО «ВНИИГАЗ» - «Севернипигаз» и Ухтинском государственном техническом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Иван Николаевич Андронов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сергей Сергеевич Гаврюшин

доктор физико-математических наук, профессор

Владимир Орович Некучаев

Ведущая организация:

ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» «ПЕЧОРНИПИНЕФТЬ»

Защита состоится 27 октября 2005г. в 12 часов на заседании диссертационного совета КР 212.291.29 в Ухтинском государственном техническом университете по адресу: 169300, г.Ухта, Республика Коми, ул. Первомайская, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке VI ТУ.

Автореферат разослан 23 сентября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук

Н.П. Богданов

iumas

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Важнейшей задачей нефтегазотранспортных предприятий является безопасная эксплуатация трубопроводов, которые в большинстве своем построены более 20 лет назад, как правило, имеют запас прочности по толщине стенки труб и рассчитаны на длительную эксплуатацию.

Вместе с тем, трубопроводы подвергаются различным силовым воздействиям, в основном, природно-климатического характера, изменяющим номинальные проектные условия прокладки. Воздействия внешних сил приводят к искривлению оси трубопровода. При этом к номинальным расчетным осевым напряжениям, возникающим от внутреннего давления транспортируемого продукта, добавляются напряжения изгиба и металл трубопровода начинает интенсивно накапливать повреж-денность за счет деформационного старения, что со временем может привести к нарушению целостности по причине механического разрушения.

Поэтому, надежность нефтегазопроводов, зависит от своевременного выявления мест с повышенными осевыми напряжениями, потенциально-опасных с точки зрения возможности хрупкого спонтанного разрушения. На практике эту задачу решают методом расчета напряжений по величине изгиба, однако метод недостаточно информативен, т.к. обычно неизвестно начальное положение трубопровода, а существующие физические методы определения напряжений, в полной мере не адаптированы для оценки напряженного состояния трубопроводов.

Это означает, что разработка методики оценки напряжений в нефтегазопроводах на основе физических методов неразрушающего контроля (НК), позволяющей локализовать напряженные участки и оперативно проводить мероприятия по их реконструкции является весьма актуальной задачей.

A.П. Гуляев, Ю.И. Драгошанский, О.М. Иванцов, A.A. Ильюшин, Б.С. Касаткин,

B.В. Клюев, В.Г. Кулеев, А.Н. Кузнецов, Н.С. Кузнецов, Махутов H.A., М.Н. Михеев, В.Ф. Мужицкий, В.Ф. Новиков, А.П. Ничипурук, Б.Е. Попов, Ю.Н. Работнов, В.П. Табачник, А.Т. Туманов, В.В. Харионовский, И.В. Химченко, М.Н. Щербинин и др.

Цель работы. Разработка методики оценки напряженного состояния нефтегазопроводов по коэрцитивной силе металла.

Задачи исследования:

1. Установить влияние структуры наиболее массового материала нефтегазопроводов на анизотропию коэрцитивной силы (АКС) в условиях деформации растяжением.

2. Установить влияние на измеряемую коэрцитивную силу конструктивных особенностей нефтегазопроводов: зазора между датчиком прибора и поверхностью металла из-за наличия немагнитного покрытия, температуры, трещиноподобных дефектов стенки трубы.

3. Определить критерии оценки НДС по коэрцитивной силе материала нефтегазопроводов в условиях двухосного напряженного состояния.

4. Разработать регламент оценки НДС нефтегазопроводов на основе результатов измерений методами неразрушающего контроля.

5. Оценить экономическую эффективность разработанных технических решений.

Научная новизна:

- Экспериментально установлено, что в упругой области нагружения образцов стали 17Г1С зависимость АКС (ЛН^) от напряжений (а) описывается значимыми линейными регрессионными моделями общего вида: ДНс=к-сг + АНС°, где АНС° -АКС образцов до приложения нагрузки.

- Показано, что скорость изменения АКС с увеличением напряжений определяет феноменологический параметр к, зависящий от структуры металла и связанный с величиной коэрцитивной силы Нс для стали 17Г1С зависимостью к=-4-Ш4Нс2 +7,7-1(Г3Нс- 0,0167.

- Разработана аналитическая модель зависимости АКС от величины деформации, позволяющая определять осевые напряжения в трубопроводе по результатам измерения АКС при двухосном напряженном состоянии, которая подтверждена результатами испытаний на промышленном стенде.

- Сравнение результатов, полученных на системе действующих трубопроводов и в лабораторных условиях, позволило сделать вывод о возможности проведения испытаний на других марках стали без учета начальной анизотропии ЛНС°= 1,0...3,2 А/ем, возникающей за счет влияния их размеров и зажимов разрывной машины при испытаниях.

"••и* 4

Основные защищаемые положения:

- результаты лабораторных, стендовых и полевых испытаний материала труб в условиях действия напряжений.

- новые критерии оценки напряженного состояния нефтегазопроводов по коэрцитивной силе.

- аналитическая модель зависимости АКС от деформаций.

- последовательность выбора контрольных точек для оценки НДС, обеспечивающая требуемую точность при оптимально необходимом числе измерений и минимуме затрат на подготовку объекта.

- номограмма, позволяющая учитывать структуру металла, толщину покрытия, внутреннее давление при оценке напряженного состояния нефтегазопроводов методом коэрцитиметрии.

Реализация результатов. Разработан и утвержден в ООО «Севергазпром» нормативный документ МР 1209-05 «Методика оценки механических напряжений в технологических трубопроводах компрессорных станций по коэрцитивной силе материала», получивший высокую оценку ведущего предприятия России по производству и внедрению средств НК - МНПО «СПЕКТР». Использование методики на четырех компрессорных станциях ООО «Севергазпром» в 2004-2005гт. позволило получить экономический эффект 9,69 млн. руб. По материалам исследований подготовлены пять заявок на изобретения, по одной из них получен патент РФ.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на XV Международной конференции "Физика прочности и пластичности материалов" (Тольятти, 2003г.), V Международной конференции "Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов" (Воронеж, 2003г.), III Международном семинаре "Компьютерное моделирование электромагнитных процессов в физических, химических и технических системах" (Воронеж, 2004г.), XLII Международной конференции "Актуальные проблемы прочности" (Калуга, 2004г.), III Международной конференции "Фазовые превращения и прочность кристаллов" (Черноголовка, 2004г.), XV Коми республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, Коми НЦ УрО РАН, 2004г.), IV и V Международных молодежных конференциях «Севергеоэкотех» (Ухта, УГТУ, 2004г., 2005г.), Всероссийской конференции «Большая нефть: реалии и перспективы» (Ухта, УГТУ, 2003г.), Конференции молодых ученых и специалистов филиала ООО «ВНИИГАЗ»-«Севернипигаз» «Актуальные проблемы нефтегазодобывающей отрасли на террито-

рии Тимано-Печорской провинции» (Ухта, Севернипигаз, 2005 г.), VI Международной конференции "Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов" (Воронеж, 2005г.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 работа.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения. Содержит 143 страницы текста, 47 рисунков, 22 таблицы, список литературы из 119 наименований и приложения.

Содержание работы

Во введении обоснованы актуальность и значимость выбранной темы, степень ее разработанности, охарактеризованы научно-методические пути ее решения.

В первой главе «Анализ состояния средств и методов оценки напряженно-деформированного состояния нефтегазопроводов» показана взаимосвязь между снижением пластических свойств металла и действующими на него нагрузками.

Описаны нагрузки, воздействующие на трубопроводы, а также виды напряжений, возникающие в металле. Показано, что наиболее сложной задачей является определение осевых напряжений, действующих вдоль трубопровода. Применяемый на практике метод измерения высотных отметок верха трубопровода и последующего пересчета изгиба трубы в осевые напряжения не обладает достаточной точностью. Это обусловлено тем, что не всегда изгиб связан с напряжениями в металле трубопровода, например, на участках, где имеются трубы, сваренные под углом, трубы заводского упругопластического гнутья и т.п.

В ходе анализа неразрушающих физических методов определения напряжений установлено, что ни один из них в полной мере не адаптирован для оценки НДС трубопроводов. Показано, что практически наиболее целесообразно для определения напряжений в нефтегазопроводах применение метода измерения коэрцитивной силы Нс. Для ряда марок сталей получены зависимости между Нс и напряжениями. Однако на коэрцитивную силу существенное влияние оказывают конструктивные особенности трубопровода (толщина стенки труб, марка стали, наличие покрытия и др.) и структура металла в точке измерения. Кроме того, нефтегазопроводы находятся в двухосном напряженном состоянии за счет внутреннего давления, которое также необходимо учитывать.

Это предопределяет необходимость разработки методики определения напряженного состояния нефтегазопроводов по коэрцитивной силе металла, базирующей-

ся на основе результатов лабораторных, стендовых и промысловых испытаний, что и является целью настоящей работы.

Во второй главе «Разработка критериев оценки напряжений в нефтегазопроводах по коэрцитивной силе на основе лабораторных испытаний» представлены результаты испытаний материала газопроводов металлофизическими методами. Для исследования из разных газопроводов было выбрано 4 трубы, выполненных из наиболее массово применяющейся марки стали 17Г1С (табл.).

Характеристика труб для вырезки образцов

№ п/п Место вырезки Газопровод Номинал трубы, сталь, производитель Срок эксплуатации, лет Коэрцитивная сила, А/см

1 Аварийный запас труб (Грязовецкое ЛПУМГ) Прямошовная 01220x12 ВТЗ Не эксплуатировалась 5,74

2 Шекснинское ЛПУМГ Г-Л-1 156,1 км Прямошовная 01020x12, ВТЗ 22 4,81

3 Грязовецкое ЛПУМГ У-Т-2 948,6 км Прямошовная 01220x12, ЧТПЗ 24 4,32

4 Грязовецкое ЛПУМГ У-Т-2 912 км Прямошовная 01220x12, ЧТПЗ 26 8,04

Определение основных механических характеристик металла, показало, по прочности металл соответствует нормативным требованиям. Однако образцы труб №3 и №4 имели пониженное на 15 и 5% относительное удлинение после разрыва. Оптическая микроскопия 10 фрагментов, вырезанных из каждой трубы показала, что металл трубы №3 имеет микроструктуру, типичную для нормализованной стали 17Г1С (рис. 1а), трубы №4 - зоны с закалочной мартенситной структурой (рис. 16), трубы №1 - зоны с различной величиной зерна и полосчатости (рис. 1 в), трубы №2 - зоны обезуглероживания и преобладания перлита (рис. 1 г).

Основной фазой в стали 17Г1С феррито - перлитного класса является феррит, он мягок и пластичен. Феррит присутствует как в виде отдельных ферритных зерен, так и виде составляющей перлита, получающегося в условиях обычного охлаждения из смеси феррита и цементита. С увеличением количества углерода растет и количество цементита, что приводит к повышению прочности и снижению пластичности. Для улучшения свойств стали проводят термообработку, при несоблюдении режимов которой появляется мартенсит, который еще более уменьшает пластичность. Тем самым, микроструктуру исследованных образцов можно классифицировать по

числу, формам, взаимному расположению и количественному соотношению фаз и структурных составляющих, установленных в плоскости шлифа. Показано, что исследованные пробы разделяются на три группы: равновесная феррито - перлитная структура, неравновесная структура с ярко выраженной неоднородностью фаз или преобладанием перлита, закалочная структура.

Рис. 1. Микроструктура фрагментов стали 17Г1С, х 200- а) характерная; б) закалочная структура мартенсит; в) разнозернистость; г) обезуглероживание <

Измерения Нс металла с помощью коэрцитиметра КРМ-Ц-К2М с приставным электромагнитом показали, что у пробы с характерной для стали 17Г1С структурой #,.=4,32 А/см. У пробы, имеющей мартенситную структуру, Д.=8,04 А/см, пробы, взятые из труб №1 и №2, имеют промежуточные значения Нс (см. табл.).

Для оценки возможности применения коэрцитиметрического метода без удаления изоляционного полимерного покрытия нефтегазопроводов были проведены измерения коэрцитивной силы в условии зазора И (мм) между датчиком прибора и образцом. Так как, коэрцитивная сила образцов колеблется в значительных пределах,

была введена относительная поправка показаний коэрцитиметра 5НС, за счет разницы в показаниях коэрцитиметра на металлическом образце без покрытия - Н^ и с покрытием разной толщины - которую рассчитывали по формуле:

^ Н <>ь> -Н(к)

И(К> . (1)

где Н^ - показания коэрцитиметра на образце без покрытия (Ь=0);

Н^' - показания коэрцитиметра на образце с покрытием.

В результате для й=0...3 мм получена зависимость ¿Т/7^ =0,153/г, которая позволяет корреспондировать данные, измеренные на реальном объекте через покрытие, с данными лабораторных образцов, испытанных без покрытия

Вследствие того, что дефекты поверхности металла, например трещины, искажают наведенное магнитное поле, следующей задачей являлось определение зависимости между показаниями коэрцитивной силы и расстоянием до искусственного продольно-ориентированного дефекта.

Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что расстояние до дефекта менее 100 мм оказывает влияние на результаты измерений, причем в большей степени это относится к поперечному расположению датчика-преобразователя.

Тем самым, при выявлении на поверхности трубы таких дефектов необходимо либо переместить точку измерений, либо внести поправку в измеренные показания.

Результаты испытаний образцов в условиях действия температуры от минус 20 до +80°С показывают, что коэрцитивная сила уменьшается с повышением температуры. Наблюдаемая тенденция характерна для всех образцов. Установлено, что наиболее интенсивное изменение Нс происходит при отрицательных значениях температуры. С повышением температуры (после +40°С) скорость изменения Нс снижается. Наибольшее изменение показаний в абсолютных величинах наблюдается у образца №4 до 0,3 А/см, в относительных у образца №3 - 6,38%. Однако если сравнивать с температурой проведения лабораторных испытаний (+20°С), изменения не превышают значение основной погрешности коэрцитиметра КРМ-Ц-К2М (около 5%), то есть в диапазоне температур, при которых проводят измерения, температурная поправка не существенна и не требует учета при измерениях.

Испытания в условиях растяжения осуществляли в диапазоне напряжений 0...200 МПа с помощью разрывной машины МР-100 на образцах размерами 280x50x5 мм. Измерения до приложения нагрузки показали, что коэрцитивная сила образцов в продольном направлении (#/') меньше, чем в поперечном (#/), что свя-

зано влиянием размеров образов, т.к. у исходного металла анизотропии не наблюдалось. Так, у образца №3 #/'= 3,5 А/см и Я/=6,1 А/см, у образца №4, #/=10,6 А/см, #/=11,3 А/см. Отношение значений Н^/Нс для всех испытанных образцов находится в диапазоне 1,07... 1,75. Минимальным значениям этого отношения соответствуют образцы с максимальной Нс и наоборот.

Измерения #с в процессе приложения растягивающей нагрузки с пошаговым приращением 20 МПа на каждом шаге испытаний выполняли четыре раза с поворотом датчика на 90° (Не1, Нс,", Нс22, Нс2").

Определено, что с приложением нагрузки к образцам показания #/ монотонно увеличиваются, а изменения показаний я/^немонотонны и по величине сравнимы с погрешностью измерений. Разность показаний Нс во взаимно перпендикулярных направлениях или АКС является относительной величиной, поэтому использовать зависимость АКС от уровня напряжений наиболее удобно, чем абсолютные значения Нс. АКС рассчитывали по формуле:

ЛНС = ГЯ/+ Нс2х)/2- (Нс,"+ Hj')/2. (2)

Установлено, что скорость изменения АКС по напряжению у образцов различна. Большим значениям Нс соответствуют большие скорости и наоборот. Так, у образца №3 АКС изменяется на 2,2 А/см (значения до вырезки образцов Я/"=4,32А/см), против 3,3 А/см у образца №4 {Нсср=8,04А/см).

Расчет регрессионных зависимостей АКС от напряжений, выполнен с помощью пакета Manugistics StatGrapfics Plus 5.1, что позволило оценить значимость коэффициентов регрессионной модели (t - критерий) и значимость коэффициента множественной корреляции (F -критерий) для любого уровня значимости а.

Все исследованные выборки являются представительными, что позволило подобрать значимые регрессионные модели. Так, для первого образца коэффициент множественной корреляции равен 0,9789. Модель статистически значима, т.к. FpaC4 = 206,95 (для 22 точек измерения), P(FpaC4) порядка 1,0-10"п, т.е. существенно меньше а=0,05. Все коэффициенты в линейной модели значимы, т.к. вероятность tpac4 для всех коэффициентов меньше а=0,05. Для всех образцов были получены линейные регрессионные модели AHc=f(a) (рис. 2):

Образец №1: АНс=0,01280-а + 3,1080; (3)

Образец №2: ЛНс=0,00708 а + 2,8481; (4)

Образец №3; АНс=0,00984-ст + 2,8299-, (5)

Образец №4: ЛНс=0,01488-а + 1,0887. (6) 10

Рис. 2. Зависимости АКС от одноосных напряжений

Полученные зависимости в общем виде описываются уравнением:

ЛНс=к-а+ ЛНС°, (7)

где к - некоторый феноменологический параметр, численно равный тангенсу угла наклона аппроксимирующей прямой;

АНс° - начальная (без нагрузки) АКС образцов, А/см.

Так как, коэрцитивная сила образцов зависит от структуры металла, предположено, что и скорость изменения АКС по напряжению и, следовательно, параметр к, также зависят от структурной составляющей. Следовательно, х: можно определить путем измерения Нс на ненагруженном материале.

Результаты экспериментальных данных удалось объяснить с помощью следующих рабочих гипотез:

1.Н/ монотонно убывает с ростом поперечной составляющей деформации £поп.

2.Не в процессе деформирования не изменяется.

Вышесказанное в линейной постановке выглядит следующим образом:

Я/= Н^-ХЕпоп, Н^Н^^сопЛ. (8)

где х - коэффициент пропорциональности, Яс</ , Нсо - соответственно значения коэрцитивной силы образцов в поперечном и продольном направлениях, измеренные без нагрузки, А/см.

Из соотношений (8) получаем величину АКС:

ЛНС= Нсо1 - Х£поп - Нсо" = АНС°- %£поп. (9)

Принимая соотношение (9) за базовое и записывая обобщенный закон Гука при растяжении, получаем:

о-,

_-пр _сг,. ца п„

£»Р—Г-Т' е"оп—Е----Г. (10)

где /л- коэффициент Пуассона (для стали /¿=0,3); Е - модуль Юнга; а„р - продольные напряжения; а, - интенсивность напряжений.

Тогда из соотношений (9,10) находим:

ЛНС= (11)

При переходе к двухосному напряженному состоянию, имеющему место при полигонном испытании труб, за продольное направление принимается кольцевое, а за поперечное - осевое. Учитывая, что апоп = апр /2, находим интенсивность для данного напряженного состояния:

I _ ^ 2а

+апР14=т°"р ^ а"р ' (12)

Обобщенный закон Гука примет вид:

ПЯЧи___ ПЯ1.7„ поя.*

(13)

(14)

0.85а пр 0,85- 2ах 0,98 а-

Е е4з Е

0,2 оПр 0,2-2а1 0,23 ог

Е Е*Гз Е

Тогда из выражения (14) получаем:

Я/= Н^-хСпог, = Но1 ; н!'*Нс0" =соти (15)

Соответствующее выражение для АКС будет:

АНС=АНС°--(16)

Выражение (16) показывает то, что при плоском напряженном состоянии (Удал =<упр!2) анизотропия коэрцитивной силы уменьшается с ростом интенсивности напряжений. Полученные теоретически результаты находят хорошее соответствие с результатами опытных измерений АКС на промышленном стенде. Приведенные выше результаты показывают, что на характер зависимости АКС от интенсивности напряжений оказывает существенное влияние вид напряженного состояния. И если в условиях растяжения АКС монотонно увеличивается с ростом интенсивности

напряжений, то при плоском напряженном состоянии (<Jnon = crnp j2) АКС убывает с ростом а[. Последнее означает, что метод коэрцитиметрии может найти применяться для экспресс-анализа вида напряженного состояния нефтегазопроводов.

В третьей главе «Полевые испытания и испытания на промышленном стенде» описаны результаты опробования метода на уникальных по сроку эксплуатации (52-54 года) - действующих надземных газопроводах Ухта - Войвож 0325x10 и 426х 10 мм, изготовленных из стали марки Ст2, Ст4, проложенных на А - образных опорах.

На каждом из газопроводов были выбраны участки, которые имели разрушенные опоры и визуально различимый прогиб, то есть характеризовались повышенными изгибными и, следовательно, продольными напряжениями. Схема прокладки газопроводов обеспечивает компенсацию температурных деформаций, поэтому продольные напряжения вычислялись по формуле: а =0,5<тк11 ±сг,:, где сг„ - изгибные напряжения. Изгибные напряжения определялись по профилю его упругой линии. Вычисление осуществлялось с использованием программного пакета "Cosmos М", реализующего метод конечных элементов (рис. 3).

450,0 400,0 350,0 300,0 я 250,0

2 200,0 0 150,0 100,0 50,0 0,0

Рис. 3. Расчетные напряжения и значения коэрцитивной силы на участке надземного газопровода 0426 х 10, находящемся в изгибно-напряженном положении: 1 - интенсивность напряжений; 2 - АКС

В результате на действующем газопроводе получена зависимость АНс=/(а) (рис. 4), описываемая выражением: АНс=0,0072сг + 0,1065, аналогичная полученным в лабораторных условиях линейным регрессиям.

ГЪодольная координата, м

а, МПа

Рис 4. Экспериментальная зависимость АКС от интенсивности напряжений

в действующем газопроводе ¡1

Исследование магнитных свойств металла в условиях двухосного плосконапряженного состояния проводили на стенде путем нагружения трубы с герметичными '} торцами внутренним давлением. Измерения проводили в 20 точках. Установлено, что до нагружения, что в различных точках трубы анизотропия Нс неодинакова и находится в диапазоне -0,45.. .0,75 А/см.

Испытания выполняли по шагам, ступенчато нагружая трубу внутренним давлением с шагом 1,0 МПа до достижения 5,0 МПа, при этом на каждом шаге измеряли и вычисляли АКС. Установлено, что при увеличении внутреннего давления в трубе происходит снижение АКС практически на одну и ту же величину в различных точках измерения.

Далее вычисляли отклонение (снижение) АКС на ¡-шаге ступенчатого повышения внутреннего давления от величины АКС, измеренной на трубе без давления 0=0), для каждой уточки измерения <рАНс(ч). Средние значения <рЛНс(,ср) для каждого ¡-того шага повышения давления по модулю составили фАН^^Ю,! 13А/см;

/рЛНс(2ср)=0,212А/см; <рАНфср)=0,290Мсм-, <рАНс(4ср)=0,401 А/см; фДНфср)=0,512А/см.

Таким образом, в процессе стендовых испытаний установлено, что отклонение АКС <рАНфР,) является величиной, требующей учета при проведении измерений на действующих высоконапорных трубопроводах с избыточным внутренним давлением. Внесение поправки на внутреннее давление позволит исключить влияние на величину АНС внутреннего давления в трубопроводе, получая в результате величину ЛНС, пропорциональную только искомым осевым напряжениям.

В четвертой главе «Промышленное опробование методики оценки НДС» представлена методика построения номограммы для определения напряжений в

трубопроводе через полимерное изоляционное покрытие по величине коэрцитивной силы, учитывающей следующие конструктивные особенности объектов: толщину покрытия; давление в трубопроводе; структурное состояние металла (рис. 5).

КОНТРОЛИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ

11 11 1 и П

Не!1 яс/ Яс/ яс/ Толщина А Давление Р

ГТТ1

Расчет среднего значения НС1 ¡а,)

Расчет среднего значения

Пересчет средних значений Н/(ср> и Я/^ в значения с "нулевым" покрытием с учетом Ь

Расчет анизотропии коэрцитивной силы ЛНС

Пересчет анизотропии ЛНсв значения с "нулевым" внутренним давлением с учетом Р

Определение изгибных напряжений в трубопроводе с учетом структурного состояния металла

Расчет НДС от Р

НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТРУБОПРОВОДА

Рис. 5 Структурная схема определения напряжений в материале трубопровода с помощью номограммы по результатам измерения коэрцитивной силы

Для построения номограммы, используют зависимости, полученные при лабораторных и стендовых испытаниях. Номограмма состоит из четырех графических зависимостей (а, б, в, г) (рис. 6). С помощью первой (а) показания коэрцитивной силы, измеренные на нефтегазопроводе через покрытие {Нс(н>) , переводят в показания без покрытия (Н™ ), второй фрагмент (б) служит для преобразования абсолютных значений Нс в АКС при давлении в трубопроводе Р (ЛН/р)), третий (в)- для перевода

АКС измеренной при давлении в АКС без давления (АНс<Ра>), четвертый (г) - для определения осевых напряжений.

4 6 8

Н/На>, А/см

12 о

2 3 4 5

ЛНС(Р0>, А/см

Рис. 6. Пример интерпретации данных магнитного контроля с помощью номограммы

Принцип работы с номограммой иллюстрируется следующим примером. При измерениях на трубопроводе из труб марки стали 17Г1С с толщиной стенки 12,0 мм и покрытия 1,1 мм, находящегося под действием давления 5,0 МПа, измеренное среднее значение коэрцитивной силы вдоль оси трубы #/=4,8 А/см; перпендикулярно #/=7,2 А/см.

Последовательный переход от одного фрагмента номограммы к другому показан пунктирными линиями со стрелками. Цифры на прямых - шифр переменного показателя, требующего учета. В результате установлено, что величина продольных напряжений в точке контроля составляет около 340 МПа.

Промышленное внедрение методики оценки НДС трубопроводов было проведено на технологических надземных трубопроводах компрессорной станции (КС)

№13 ООО «Севергазпром». Трубопроводы уложены на свободно подвижные регулируемые опоры. Расчеты напряженного состояния, по величине изгиба, установленного при помощи нивелирования верха трубы, показали, что трубопроводы двух нагнетателей, в общей сложности имеют 14 участков, не соответствующих требованиям СНиП 2.05.06-85, то есть характеризующихся превышением осевыми напряжениями регламентируемой величины 180 МПа. Кроме того, выявлено два участка уп-ругопластической деформации, напряжения в которых, превышают предел текучести материала марки 17Г1С 345 МПа (рис. 7).

Измерения коэрцитивной силы и оценка величины изгибных напряжений с помощью номограммы, показали, что уровень продольных напряжений превышает нормативное значения только в одной точке, в остальных точках изгиб не связан с напряжениями в трубопроводе и обусловлен, предположительно, наличием стыков, сваренных под углом. Однако найти место стыка, не удаляя многослойного покрытия с трубопровода, обычными методами не представлялось возможным.

В этой связи, была разработана новая последовательность выбора точек измерения НДС, которая заключается в нахождении местоположения сварных швов и в

2®5 .2

Рис. 7. Эпюра изгибных напряжений (МПа) обвязки нагнетателя КС по фактическому положению оси трубопровода

поэлементном расчете напряжений по результатам нивелирования, считая, что элемент ограничен сварными швами. Такая методика определения точек контроля для метода коэрцитиметрии позволяет значительно сократить их количество, тем самым снизить затраты на снятие и восстановление покрытия трубопроводов.

В пятой главе «Расчет эффективности инвестиционного проекта внедрения методики напряженного состояния трубопроводов магнитным методом» проведена оценка инвестиционной привлекательности проекта внедрения разработанной методики на двенадцати компрессорных станциях ООО «Севергазпром» в период с 2004 по 2010 гг. Эффект достигается за счет снижения объема плановой реконструкции трубопроводов. Расчет показал, что чистый дисконтированный доход за время реализации проекта составит более 11 млн. руб., внутренняя норма прибыли - 138 % при ставке дисконта 15%; срок окупаемости - на уровне одного года с момента начала проекта.

Основные выводы

1. Анализ существующих методов оценки напряженного состояния материалов показывает необходимость дальнейшего развития физических методов неразру-шающего контроля определения НДС, адаптированных для действующих нефтегазопроводов. Актуальность создания таких методик несомненна, т.к. определение напряженно-деформированного состояния занимает доминирующие позиции при оценке технического состояния и ресурса трубопроводов.

2. Экспериментально выполнена адаптация коэрцитиметрического метода к особенностям трубопроводов: двухосному напряженному состоянию стенок труб, , различной структуры металла, наличию покрытия, трещиноподобных дефектов, температуры. Установлены критерии оценки НДС коэрцитиметрическим методом.

3. Обнаружено влияние вида напряжений на АКС, что позволяет прогнозировать вид НДС элементов конструкций по результатам измерения коэрцитивной силы.

4. Метод опробован на газопроводе надземной прокладки Ухта-Войвож. Экспериментально получена зависимость АКС от величины напряжений, повторяющая лабораторные зависимости. При испытаниях на промышленном стенде получены поправки в величину АКС на внутреннее давление, позволяющие учитывать влияние внутреннего давления при измерениях на действующих трубопроводах.

обвязке нагнетателей компрессорной станции. Разработана оптимальная последовательность выбора точек контроля, проведения измерения, снижения изгибных напряжений путем регулирования высоты опор.

6. Разработана, согласована и внедрена в ООО «Севергазпром» «Методика оценки механических напряжений в технологических трубопроводах компрессорных станций по коэрцитивной силе материала». Данная методика также может быть использована на других предприятиях нефтегазового комплекса России.

7. Рассчитана экономическая эффективность проекта внедрения методики на двенадцати компрессорных станциях ООО «Севергазпром» в период с 2004 по 2010 гг. Прогнозируемый чистый дисконтированный доход составляет более 11,0 млн. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Агиней Р.В., Андронов И.Н., Кузьбожев A.C., Богданов Н.П. Изменение магнитной анизотропии сплавов Ст2 и Ст4 в процессе деформирования растяжением // V Междунар. конф. Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл.- Воронеж, 2003.- С. 170-171.

2. Теплинский Ю.А., Агиней Р.В., Кузьбожев A.C., Романцов C.B., Алиев Т.Т. Адаптация современных магнитометрических систем к оценке напряженного состояния трубопроводов // В сб. докл. 14-й междун. дел. встречи Диагностика-2004. -М.: ИРЦ Газпром, 2004, С.165-169.

3. Теплинский Ю.А., Агиней Р.В., Кузьбожев A.C. Оценка напряженного состояния трубопроводов по анизотропии магнитных свойств металла // Контроль. Диагностика. - 2004 - №8, С. 22-24.

4. Теплинский Ю.А., Агиней Р.В., Кузьбожев A.C., Андронов И.Н. Исследование особенностей изменения магнитных параметров стали марки 17Г1С в условиях одноосной растягивающей нагрузки // Контроль. Диагностика. - 2004 - №12, С. 3-6.

5. Теплинский Ю.А., Агиней Р.В., Быков И.Ю., Александров Ю.В. Оценка механических свойств и микроструктуры ферромагнетиков по магнитным характеристикам // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2004 -№7 - С. 5-7.

6. Агиней Р.В., Кузьбожев A.C., Теплинский Ю.А., Андронов И.Н. Коэрцити-метрический контроль трубопроводов в условиях двуосного напряженного состояния // Контроль. Диагностика. - 2005 - №6, С. 14-16.

7. Агиней Р.В., Кузьбожев A.C., Теплинский Ю.А., Андронов И.Н. Учет состояния материала конструкции при определении механических напряжений коэр-цитиметрическим методом // Контроль. Диагностика. - 2005 - №5, С. 6-8.

8. Теплинский Ю.А., Кузьбожев A.C., Бирилло И.Н., Агиней Р.В. Магнитный метод как средство оценки напряженного состояния надземных трубопроводов // В сб. докл. 13-й междун. дел. встречи Диагностика-2003, т.З, ч.1. - М.: ИРЦ Газпром, 2003, С. 79-84.

9. Агиней Р.В., Кузьбожев A.C., Андронов И.Н., Алиев Т.Т. Оценка механических свойств и структуры материала магнитным методом // III Междунар. конф., посвященная памяти академика Г.В. Курдюмова: Тез. докл.- Черноголовка, 2004.-С. 88.

10. Воронин В.Н., Алиев Т.Т., Пронин А.И., Теплинский Ю.А., Бирилло И.Н., Шкулов С.А., Агиней Р.В. Результаты экспертной оценки конструктивной прочности надземных технологических трубопроводов компрессорных станций ООО «Север-газпром» // Транспорт и подземное хранение газа. - М.: ИРЦ Газпром, 2004. - вып. 2, - С. 17-23.

11. Агиней Р.В., Андронов И.Н., Кузьбожев A.C., Богданов Н.П. Применение магнитного метода для оценки напряженного состояния надземных трубопроводов // V Междунар. конф. Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл.- Воронеж, 2003.- С. 168-169.

12. Тухбатуллин Ф.Г., Волгина Н.И., Королев М.И., Теплинский Ю.А., Кузьбожев A.C., Агиней Р.В., Шнайдер A.A. Оценка внутренних напряжений длительно эксплуатируемых трубопроводов магнитошумовым методом // Транспорт и подземное хранение газа. - М.: ИРЦ Газпром, 2002. - вып. 4, - С. 3-10.

13. Тухбатуллин Ф.Г., Волгина Н.И., Королев М.И., Теплинский Ю.А., Кузьбожев A.C., Агиней Р.В. Применение магнитного метода для оценки напряженного состояния надземных трубопроводов // Транспорт и подземное хранение газа. - М.: ИРЦ Газпром, 2003. - вып. 1., С. 8-13.

14. Бирилло И.Н., Теплинский Ю.А., Агиней Р.В., Алиев Т.Т., Пронин А.И., Стручин В.А. Результаты экспертной оценки конструктивной прочности надземной

обвязки нагнетателей ГПА Вуктыльского ЛПУМГ ООО «Севергазпром» // Диагностика оборудования и трубопроводов. - М.: ИРЦ Газпром, 2003. - вып. 2., С. 22-26.

15. Быков В.М., Агиней Р.В., Павловская А.В. Методические особенности оценки эффективности мероприятий по повышению надежности и производительности газотранспортных систем // Междунар. научно-практ. конф. Экономическое развитие отраслей народного хозяйства в рыночных условиях: Тез. докл.- Киров, 2004.-С. 145.

16. Теплинский Ю.А., Агиней Р.В., Быков И.Ю., Александров Ю.В. Интерпретация результатов коэрцитиметрии при оценке напряженного состояния стальных конструкций // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -2004 - №8 - С. 26-28.

17. Агиней Р.В., Андронов И.Н. Коэрцитиметрический контроль трубопроводов в условиях двуосного напряженного состояния // VI Междунар. конф. Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов.- Воронеж, 2004.-С. 207-214.

18. Агиней Р.В., Андронов И.Н., Теплинский Ю.А. Применение магнитного метода для оценки НДС стальных конструкций // XV Междунар. конф. Физика прочности и пластичности материалов: Тез. докл.- Тольятти, 2003. С. 345.

19. Агиней Р.В., Андронов И.Н., Теплинский Ю.А. Определение напряженного состояния трубопроводов коэрцитиметрическим методом // III Междунар. семинар. Компьютерное моделирование электромагнитных процессов в физических, химических и технических системах.- Воронеж, 2004.- С. 199-202.

20. Патент РФ 2238535 МПК 7в 01 N 3/00. Способ определения повреждаемости нагруженного материала и ресурса его работоспособности. Авторы: Кузьбожев А.С., Теплинский Ю.А., Агиней Р.В. и др.

21. МР1209-05. Методика определения механических напряжений в технологических трубопроводах компрессорных станций по коэрцитивной силе материала. Ухта: Севернипигаз, 2005. - 72 с.

Подписано в печать 20.09.2005 г. Формат А5 Уч. изд. л. 1,6. Тираж 100 экз. Заказ №11551 Отпечатано в отделе механизации и выпуска НТД Севернипигаза Лицензия КР №0043 от 9 июня 1998г. 169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Севастопольская, 1а

IM 8 26 9

РНБ Русский фонд

2006-4 16446

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Агиней, Руслан Викторович

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СРЕДСТВ И МЕТОДОВ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННО

ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ.

1.1. Влияние механических напряжений на снижение пластических свойств металла нефтегазопроводов

1.2. Виды механических напряжений

1.3. Определение напряжений в трубопроводе на основе расчетных данных

1.3.1. Продольные напряжения

1.3.2. Кольцевые напряжения

1.4. Физические методы определения напряжений

1.5. Выбор неразрушающего метода контроля НДС трубопроводов

1.6. Постановка задач исследования

2. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ КОЭРЦИТИМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА НА

ОСНОВЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ. 2.1. Выбор фрагментов материала для испытаний.

2.2. Определение механических свойств материала.

2.3. Выбор прибора и методика измерения коэрцитивной силы

2.3.1. Технические данные прибора КРМ-Ц-К2М

2.3.2. Устройство и принцип действия прибора

2.3.3. Порядок работы с прибором.

2.3.4. Калибровка прибора КРМ-ЦК-2М.

2.4. Опытная адаптация метода контроля и прибора к измерениям на трубопроводах.

2.4.1. Влияние покрытия на поверхности металла для ненагруженных образцов.

2.4.2. Влияние толщины исследуемых образцов на результаты коэрцитиметрии. 49 ф 2.4.3. Влияние трещиноподобного дефекта на результаты измерения Не в условиях краевого эффекта.

2.4.4. Влияние магнитной предыстории на результаты измерения

2.4.5. Влияние температуры образцов на результаты измерения

2.5. Методика проведения лабораторных испытаний образцов для получения зависимости ДНс=Г(ст).

2.6. Интерпретация результатов испытаний с разработкой критериев оценки НДС

2.7. Разработка аналитической модели 69 Выводы по главе

3. ПОЛЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ИСПЫТАНИЯ НА ПРОМЫШЛЕННОМ СТЕНДЕ

3.1. Оценка НДС надземного газопровода Ухта - Войвож

3.1.1. Объект и методы обследования

3.1.2. Выбор участков обследования

3.1.3. Оценка напряженного состояния

3.1.4. Результаты полевых испытаний

3.2. Методика определения АКС металла трубы при стендовых испытаниях

3.3. Результаты стендовых (гидравлических) испытаний 90 Выводы по главе

4. ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ НДС

4.1. Методика построения номограммы для определения НДС трубопровода по величине коэрцитивной силы материала

4.1.1. Построение зависимости для пересчета коэрцитивной силы с учетом поправки на толщину покрытия трубопровода (фрагмент № 1)

4.1.2. Построение зависимости для пересчета коэрцитивной силы в магнитоупругую чувствительность материала (фрагмент №2)

4.1.3. Построение зависимости для пересчета магнитоупругой чувствительности с учетом внутреннего давления (фрагмент №3)

4.1.4. Построение зависимости для пересчета АКС в продольные изгибные напряжения в трубопроводе (фрагмент №4)

4.1.5. Построение номограммы

4.1.6. Интерпретация результатов измерений w

4.2. Оценка и регулирование напряженного состояния трубопроводов технологической обвязки нагнетателей компрессорных станций

4.2.1. Краткая характеристика объекта исследования

4.2.2. Определение допустимых напряжений

4.2.3. Оценка продольных напряжений по результатам нивелирования

4.2.4. Выбор контрольных сечений и точек для оценки НДС трубопроводов.

4.2.5. Регулирование напряженного состояния трубопровода

Выводы по главе

5. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЕКТА ВНЕДРЕНИЯ МЕТОДИКИ НА ТРУБОПРОВОДАХ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методики оценки напряженного состояния нефтегазопроводов по коэрцитивной силе металла"

Важнейшей задачей нефте- и газотранспортных предприятий является безопасная эксплуатация трубопроводов, которые в большинстве своем построены более 20 лет назад, как правило, имеют запас прочности по толщине стенки труб и рассчитаны на длительную эксплуатацию [37, 38, 47,103].

Стенки трубопроводов во время эксплуатации испытывают силовые воздействия, вызывающие в трубах напряжения различного рода. Основными внешними воздействиями на трубы являются давление, температура перекачиваемого продукта, изгибающие моменты [3, 42, 56, 64].

Локальные напряжения в стенке труб нефтегазопроводов возникают при нарушении его проектного положения, например, в местах переходов трубопроводов через водные преграды, дороги, в местах образования промывов и провисания трубопроводов, вблизи сочленения трубопроводов с агрегатами перекачивающих станций, при разрушении опор трубопроводов надземной прокладки, проседании, выпучивании опор и т.д. [18, 55, 65, 98].

При этом к номинальным расчетным продольным напряжениям, возникающим от внутреннего давления транспортируемого продукта, добавляются напряжения изгиба. В этом случае материал трубопровода начинает интенсивно накапливать поврежденность за счет деформационного старения, а при достижении металлом предельной деформации или прогиба в трубопроводе может произойти нарушение целостности по причине механического разрушения [63, 90, 101,105].

Согласно теории повреждений [11, 41], вся совокупность явлений на микроуровне (кристаллов, зерен и т.д.) в процессе нагружения - тензоры деформаций и повреждений, определяющих состояние микрочастицы, являются однозначными функционалами функций напряжений.

В работе [40] A.A. Ильюшиным определен математический образ повреждений как функционал трехмерных тензоров напряжений, введена мера повреждений и построена линейная теория, из которой следует, что текущая поврежденность материала, определяющая длительную прочность конструкции, зависит, преимущественно, от времени и режимов нагружения.

Поэтому, надежность нефтегазопроводов, зависит от своевременного выявления мест с продольными напряжениями, превышающими предел упругости, потенциально-опасных с точки зрения возможности хрупкого спонтанного разрушения.

Знание параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) позволяет обоснованно назначать мероприятия по их снижению, например, снятие напряжений путем вырезки части напряженного участка трубопровода, а также безвырезные методы: снятие напряжений путем регулирования уровня опор, спрямления изогнутых участков трубопровода и т.д. Однако и в этих случаях после проведения подобных мероприятий требуется повторный контроль НДС, на основании которого делается вывод об эффективности реализованных технических решений [45].

На практике задачу оценки НДС обычно решают методом расчета напряжений по величине изгиба [1, 97, 109], однако метод недостаточно информативен, так как не известно первоначальное положение трубопровода. Расчетный метод не учитывает наличие труб упругопластического гнутья, из которых может быть выполнен нефтегазопровод, а также, сварных швов, выполненных неперпендикулярно оси трубопровода (косых). При этом, в случае когда изгиб не связан с наличием напряжений, выполнение мероприятий по его спрямлению напротив может вызвать повышенные изгибные напряжения.

Наиболее целесообразно использовать физические методы определения напряжений [59], которые регистрируют текущее изменение физической характеристики металла трубы в точке контроля относительно «эталонного» значения, но они в полной мере не адаптированы для оценки напряженного состояния трубопроводов. При реализации физических методов, как правило, требуются особая чистота поверхности металла, отсутствие в металле неоднородностей, дефектов, а также прецизионные приборы, например в акустической тензометрии - это приборы с точностью определения скорости упругих колебаний до 0,01% и т.д. Все это накладывает ограничения по применению физических методов на действующих нефтегазопроводах в трассовых условиях, а также в условиях промышленных площадок насосных и компрессорных станций.

Таким образом, вышесказанное предопределяет необходимость разработки методики неразрушающего физического метода контроля, позволяющего выявлять места с повышенными напряжениями стенок труб на стадиях строительства, эксплуатации и реконструкции нефтегазопроводов.

Работа базируется на результатах научных работ многих ученых и исследователей, среди которых: В.К. Бабич, М.С. Бахарев, В.И. Беляев, М.П. Берштейн, Г.В. Бида, В.В. Болотов, П.П. Бородавкин, Ф. Вицена, А.И. Гардин, Э.С. Горкунов, А.П. Гуляев, H.H. Давиденков, Ю.И. Драгошанский, О.М. Иванцов, A.A. Ильюшин, Б.С. Касаткин, В.В. Клюев, В.Г. Кулеев, А.Н. Кузнецов, Н.С. Кузнецов, Махутов H.A., Михеев, В.Ф. Мужицкий, В.Ф. Новиков, А.П. Ничипурук, Б.Е. Попов, Ю.Н. Ра-ботнов, В.П. Табачник, А.Т. Туманов, В.В. Харионовский, И.В. Химченко, М.Н. Щербинин и др.

Задачи исследования:

1. Установить влияние на измеряемую коэрцитивную силу конструктивных особенностей нефтегазопроводов: толщины стенки трубы, зазора между датчиком прибора и поверхностью металла из-за наличия немагнитного покрытия, температуры, трещиноподобных дефектов стенки трубы.

2. Установить влияние структуры наиболее массового материала нефтегазопроводов на анизотропию коэрцитивной силы (АКС) в условиях деформации растяжением.

3. Определить критерии оценки НДС по коэрцитивной силе материала нефтегазопроводов в условиях двухосного состояния.

4. Разработать номограмму для оценки НДС нефтегазопроводов на основе результатов измерений методами неразрушающего контроля.

5. Оценить экономическую эффективность разработанных технических решений.

Научная новизна:

- Экспериментально установлено, что в упругой области нагружения образцов стали 17Г1С зависимость АКС (ДНС) от напряжений а описывается значимыми линейными регрессионными моделями общего вида: ДНс=ка + АНС°.

- Установлено, что скорость изменения АКС с увеличением напряжений определяет феноменологический параметр к, зависящий от структуры металла и связанный с величиной коэрцитивной силы Нс для стали 17Г1С зависимостью к=-4-10"4Нс2 +7,7-1 0"3Нс- 0,0167.

- Разработана аналитическая модель зависимости АКС от деформаций, позволяющая определять продольные напряжения по результатам измерения АКС при двухосном напряженном состоянии трубопровода. Модель подтверждена результатами испытаний на промышленном стенде.

• - Сравнение результатов, полученных на системе действующих трубопроводов и в лабораторных условиях, позволило сделать вывод о возможности проведения испытаний на других марках стали без учета начальной анизотропии ¿1ЯС°=1,0.3,2 А/см, возникающей за счет влияния их размеров и зажимов разрывной машины при испытаниях.

Основные защищаемые положения:

- результаты лабораторных, стендовых и полевых испытаний материала труб в условиях действия напряжений. новые критерии оценки напряженного состояния нефтегазопроводов по коэрцитивной силе.

- аналитическая модель зависимости АКС от деформаций.

- номограмма, позволяющая учитывать структуру металла, толщину покрытия, внутреннее давление при оценке напряженного состояния трубопроводов методом коэрцитиметрии.

Реализация результатов. Разработан и утвержден на уровне общества «Севергазпром» нормативный документ МР 1209-05 «Методика оценки механических напряжений в технологических трубопроводах компрессорных станций по коэрцитивной силе материала», получивший высокую оценку ведущего предприятия России по производству и внедрению средств НК - МНПО «СПЕКТР». Использование данной методики на четырех компрессорных станциях ООО «Севергазпром» в 2004-2005гг. позволило получить экономический эффект 9,69 млн. руб. По материалам исследований подготовлены пять заявок на изобретения, по одной из них получен патент РФ.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на XV Коми республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, Коми НЦ УрО РАН, 2004г.), IV и V международных молодежных конференциях «Севергеоэкотех» (Ухта, УГТУ, 2004г., 2005г.), Всероссийской конференции «Большая нефть: реалии и перспективы» (Ухта, УГТУ, 2003г.), Научно-технической конференции преподавателей и сотрудников (Ухта, УГТУ, 2004г.), 2-ой Межрегиональной научно-практической конференции «Современные проблемы нефтепромысловой и буровой механики» (Ухта, УГТУ, 2004г.), Конференции молодых ученых и специалистов филиала ООО «ВНИИГАЗ»-«Севернипигаз» «Актуальные проблемы нефтегазодобывающей отрасли на территории Тимано-Печорской провинции» (Ухта, Севернипигаз, 2005 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 работа.

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Агиней, Руслан Викторович

Выводы по главе 4

1. Разработана методика построения номограммы, позволяющей перейти от измеряемых параметров (коэрцитивной силы, толщины изолирующего покрытия на трубопроводе, внутреннего давления) к определению напряженного состояния трубопроводов.

2. На примерах, с использованием данных полученных в результате лабораторных, стендовых испытаний построена номограмма, показана последовательность ее реализации.

3. Установлено, что в 13 случаях из 14 изгиб упругой линии трубопроводов обвязки КС не связан с наличием изгибных напряжений и обусловлен неперпендикулярным соединением труб между собой и другими элементами трубопроводной обвязки, а также изгибом труб имеющемся еще до их монтажа.

4. Разработана новая последовательность выбора контрольных точек для оценки НДС, обеспечивающая минимизацию повреждения поверхности изолирующего покрытия труб.

5. На примере показано, что регулированием опор можно привести напряжения в нормативный диапазон, так, в точке 4 изгибные напряжения были уменьшены почти в 2 раза: с 215 до 120 МПа по показаниям коэрцитиметрического метода и с 235 до 130 МПа по показаниям расчета по результатам нивелирования.

5. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЕКТА ВНЕДРЕНИЯ МЕТОДИКИ НА ТРУБОПРОВОДАХ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

Оценка технического состояния надземных трубопроводов обвязки КС, включающая нивелирование упругой поверхности трубопроводов и расчет напряженно-деформированного состояния показала, что отдельные участки трубопроводов могут находиться под воздействием недопустимых напряжений, регламентируемых [57, 58]. Переход уровня напряжений из упругой области деформаций в пластическую опасен, прежде всего, необратимыми изменениями происходящими в структуре металла труб. Такое явление известно под названием деформационного старения. Металл упрочняется и теряет пластические свойства, характеризующиеся относительным удлинением после разрыва при испытаниях на растяжение и ударной вязкостью. При этом во время дальнейшей эксплуатации высока вероятность спонтанного хрупкого разрушения трубопровода даже при незначительном варьировании его напряженного состояния.

Анализ результатов оценки технического состояния проведенной ДАО "ОРГЭНЕРГОГАЗ" на компрессорных станциях ООО "Севергазпром" показал, что в среднем каждая КС имеет 45 участков требующих реконструкции вследствие наличия предполагаемых зон упругопластической деформации.

Реконструкция включает в себя следующие операции:

- остановку газоперекачивающего агрегата,

- перекрытие участка и стравливание из него газа,

- снятие изоляционного покрытия,

- вырезка фрагмента трубопровода,

- регулирование опор с целью обеспечения горизонтальности участка (при необходимости установка дополнительных опор),

- вварка фрагмента трубопровода (катушки),

- дефектоскопия сварных стыков;

- восстановление виброшумоизоляционного покрытия.

По результатам измерения магнитным коэрцитиметрическим методом установлено, что в среднем только в одном-двух случаях напряжения в стенке трубопровода превышают регламентируемые величины не выходя при этом за область упругих значений. Применение магнитного метода оценки напряженного состояния трубопровода, позволит неразрушающим способом (требуется вырезка технологического отверстия в изоляции размерами 150x150 мм) определять действительную величину напряжений в трубопроводе, локализовывать зоны с высоким напряженным состоянием и производить регулирование высоты опор одновременно с определением напряжений, как в контрольной зоне, так и на примыкающих к ней участках трубопровода.

Внедрение данного проекта предполагается в ООО "Севергазпром" на двенадцати действующих компрессорных станций. Предполагается применение трех приборов коэрцитиметров на различных линейно-производственных управлениях. Изменение издержек, оценка вероятности наличия участков газопровода с ненормативными напряжениями производилась по данным Урдомского ЛПУ МГ ООО «Севергазпром».

Основные характеристики проекта внедрения методики для оценк напряженного состояния на ТПО компрессорных станций следующие:

• годовой норматив (протяженность) обследования - технологические трубопроводы одной КС (четыре цеха);

• коэффициент достоверности выявления зон с высоким НДС - 0,95;

Условия реализации инвестиционного проекта:

• срок службы прибора 4 года (полевые условия работы);

• период расчета 7 лет (с учетом НИР по созданию методики оценки механических напряжений в трубопроводах компрессорных станций по коэрцитивной силе материала);

• шаг расчета 1 год;

• ставка дисконта 15%;

• ставка налога на прибыль 24%;

• уровень инфляции -12% годовых.

Выручка. Проведение диагностических мероприятий непосредственно не влияет на увеличение выручки от оказания услуг по транспорту и реализации газа газотранспортными предприятиями.

Инвестиции. В 2005г. потребуются инвестиции в 900 тыс. руб. на проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ с разработкой методики и проведение лабораторных испытаний 250 тыс. руб.

Начиная с 2006 г. по 2009 г. они составят порядка 195 тыс. руб. ежегодно на закупку серийных образцов прибора и обучение персонала (без учета эскалации).

Всего планируется закупить три прибора - коэрцитиметра.

Издержки. Оценка издержек эксплуатации коэрцитиметра дана на основании примерной структуры для затрат на проведение технической диагностики.

Стоимость серийного образца прибора КРМ-Ц-К2М 165 тыс. руб., срок службы прибора 3 года. Величина амортизационных отчислений составляет 55 тыс. руб. в год. Одновременно с закупкой приборов должно происходить обучение специалистов по данному виду контроля. Стоимость обучения и аттестация специалиста по магнитному неразрушающему способу контроля 30 тыс. руб. включая все расходы.

Издержки при проведении диагностики включают затраты на следующие операции и мероприятия:

- Разметка и вырезка технологических окон в вибро- шумоизоляционном покрытии для проведения контроля НДС;

- Непосредственно проведение измерения;

- Интерпретация результатов контроля;

- Регулирование опор участков трубопровода с ненормативными напряжениями с одновременным проведением магнитного контроля;

- Герметизация окон изоляционного покрытия или восстановление фрагмента покрытия.

В табл. 5.1 представлены результаты расчета издержек на реализацию метода. Данные для расчетов использованы следующие данные: количество окон для магнитного короля НДС на одной КС - 200; количество участков трубопроводов КС требующих ремонта (регулирования) - 2; часовая заработная плата рабочих, соответствующего разряда, равна фактической средней з/п в 2003 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ существующих методов оценки напряженного состояния материалов показывает необходимость дальнейшего развития физических методов неразрушающего контроля определения НДС, адаптированных для действующих нефтегазопроводов. Актуальность создания таких методик несомненна, т.к. определение напряженно-деформированного состояния занимает доминирующие позиции при оценке технического состояния и ресурса трубопроводов.

2. Экспериментально выполнена адаптация коэрцитиметрического метода к особенностям трубопроводов: двухосному напряженному состоянию стенок труб, различной структуры металла, наличию покрытия, трещиноподобных дефектов, температуры, магнитной предыстории. Установлены критерии оценки НДС коэрцитиметрическим методом.

5. Разработана оригинальная методика построения номограммы, позволяющей перейти от измеряемых параметров к величине напряженного состояния трубопровода. Представлены результаты применения магнитного метода на трубопроводной обвязке нагнетателей компрессорной станции. Разработана оптимальная последовательность выбора точек контроля, проведения измерения, снижения изгибных напряжений путем регулирования высоты опор.

6. Разработана, согласована и внедрена в ООО «Севергазпром» «Методика оценки механических напряжений в технологических трубопроводах компрессорных станций по коэрцитивной силе материала». Данная методика сорных станций по коэрцитивной силе материала». Данная методика также может быть использована на других предприятиях нефтегазового комплекса России.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Агиней, Руслан Викторович, Ухта

1. Ангалев A.M., Демков А.Ю. и др. Области применимости методов не-разрушающего контроля напряжений в металлоконструкциях // В сб. докл. междун. дел. встречи Диагностика 2002, т. 1. М.: ИРЦ Газпром, 1999. - С. 143 - 146.

2. Бабич В.К., Гуль Ю.П. Долженов И.Е. Деформационное старение стали. М.: Машиностроение, 1972. - 320 с.

3. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К. и др. Технология термической обработки. М.: Металлургия, 1986.-424 с.

4. Безлюдько Г.Я., Мужицкий В.Ф., Крутикова Л.А., и др. Оценка текущего состояния и остаточного ресурса прокатных валков на основе магнитного (по коэрцитивной силе) метода неразрушающего контроля // Дефектоскопия.-2002. -№4.- С.3-9.

5. Берштейн М.П., Займовский В.А. Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1969.-472 с.

6. Бида Г.В., Ничипурук А.П. Коэрцитиметрия в неразрушающем контроле //Дефектоскопия, 2000. № 10. - С. 3-28.

7. Бида Г.В., Сажина Е.Ю. Исследование возможности контроля механических свойств труб нефтяного сортамента неразрушающим методом // Дефектоскопия. 1995. - №2. - С.82-88.

8. Бобылев A.B. Механические и технологические свойства металлов: Справочник. М.: Металлургия, 1980. -296 с.

9. Богданофф Дж., Козин Ф. Вероятностные модели накопления повреждений / Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 344 с.

10. Бородавкин П.П., Синьков A.M. Прочность магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1984. - 245 с.

11. Вассерман Г., Гревен И. Текстуры металлических материалов. М.: Металлургия, 1969. - 655 с.

12. Веденеев М.А., Дрожжина В.И. Об измерении коэрцитивной силы накладным датчиком //Дефектоскопия, 1977, №5, С. 62-73.

13. Велиюлин И.И., Галиуллин З.Т. и др. Определение аномалий металла газопроводов бесконтактно магнитометрическим методом // В сб. междунар. деловой встречи Диагностика 97, Т 2. М.: ИРЦ Газпром, 1999. - с. 163-171.

14. Велиюлин И.И., Гнеушев A.M. и др. Развитие метода бесконтактной магнитометрии состояния металла трубопроводов // В сб. докл. междун. деловой встречи Диагностика 99, Т 1. М.: ИРЦ Газпром, 1999. - С. 26 - 39.

15. Вицена Ф. По поводу связи коэрцитивной силы ферросплавов с внутренним напряжением // Чехословацкий физический журнал, 1954. №4 - С. 419— 436.

16. Вонсовский C.B. Магнетизм М.: Наука, 1971,- 1032 с.

17. Гардин А.И. Исследование структуры сталей. Сборник работ ВНИИ МСС. -М.: Машгиз, 1954. 122 с.

18. Горкунов Э.С., Бухвалов А.Б. и др. Исследование связей механических и физических характеристик со структурными параметрами непрерывно-литой горячекатаной стали 45//Дефектоскопия, 1996, №6, С. 60-69.

19. Горкунов Э.С., Драгошанский Ю.М., Миховски М. Эффект Баркгаузена и его использование в структуроскопии ферромагнитных материалов. Обзор // Дефектоскопия. 1999. - №8 . - С. 3-25.

20. Горкунов Э.С., Сомова В.М., Царькова Т.П. и др. Взаимосвязь коэрцитивной силы с химическим составом и микроструктурой отожженных сталей // Дефектоскопия. 1997. - №8. - С. 31-49

21. Горкунов Э.С., Федотов В.П., Бухвалов А.Б., Веселов И.Н. Моделирование диаграммы деформирования на основе измерения ее магнитных характеристик// Дефектоскопия.-1997. -№4,- С.87-95.

22. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение. М.: Изд-во стандартов, 1984. - 17 с.

23. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. М.: Изд-во стандартов, 1979. -13 с.

24. ГОСТ 20295-85. Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1985. - 26с.

25. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1989. 17 с.

26. ГОСТ 5640-69. Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры. М.: Изд-во стандартов, 1969. - 38 с.

27. Гринаф Д. Остаточные напряжения: Сб. статей / Пер. с англ. под ред. В.Р. Осгуда. М.: ИЛ, 1957. - 229 с.

28. Гуляев А.П. Металловедение: Учебник 6-е изд. перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1986.-541 с.

29. Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах: Учеб. пособие для студ. втузов. В 2-х частях. Ч. II.- М.: Высшая школа, 1986.-415 с.

30. Дубов A.A. Метод магнитной памяти металлов // Контроль. Диагностика. 2000.- № 11.- С 15-21.

31. Дунаев Ф. И. Магнитная текстура и процессы намагничивания ферромагнетиков.— Свердловск: Уральский госуниверситет, 1978.— 109 с.

32. Захаров В.А., Михеев М.Н., Францевич В.М. Феррозондовый коэрци-тиметр с приставным электромагнитом и компенсационной обмоткой // Дефектоскопия,- 1970.- №5, С. 121-123.

33. Зацепин И.И. Неразрушающий контроль. Минск: Наука и техника, 1979.-198 с.

34. Зорин Е.Е., Ланчаков Г.А., Стапаненко А.И., Шибаев A.B. Работоспособность трубопроводов: В 3-х ч. М.: ООО «Недра- Бизнесцентр», 2000. - ч. 1 Расчетная и эксплуатационная надежность. - 244 с.

35. Иванцов О.М., Харитонов В.И. Надежность магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1978. - 166 с.

36. Изгиб и статически неопределимые системы. Учебн. пособие / А.В Дарков, Б.Я. Лашеников, Е.В. Ломакин и др. М.: Высшая школа, 1981. - 148 с.

37. Ильюшин A.A. Механика сплошной среды. М.: Изд-во МГУ, 1990.196 с.

38. Ильюшин A.A. Пластичность. М.: ОГИЗ, 1948. - 376 с.

39. Иоселевич Г.Б. Концентрация напряжений и деформаций в деталях машин .-М.: Машиностроение, 1980.-41 с.

40. Исследование температурных напряжений / Под ред. B.C. Касаткина. -М.: Наука, 1972.-228 с.

41. Кампю Ф. Остаточные напряжения: Сб. статей / Пер. с англ. под ред. В.Р. Осгуда. М.: ИЛ, 1957. - 395 с.

42. Канайкин В.А., Мирошниченко Б.И. и др. Контроль напряженного состояния как фактор работоспособности газопроводов // В сб. докл. междун. деловой встречи Диагностика 97, Т 2. - М.: ИРЦ Газпром, 1999. - С. 112 -119.

43. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. М.: - Машиностроение, 1977. - 232 с.

44. Коллинз Д. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение.- М.: Мир, 1984.-624 с.

45. Комаровский A.A. Диагностика напряженно-деформированного состояния // Контроль. Диагностика.- 2000. №2. - С. 22-26.

46. Корзунин Г.С. Магнитные методы определения кристаллографической текстуры. Екатеринбург: УрО РАН, 1995. -128 с.

47. Крапивский Е.И., Демченко Н.П., Аленников С.Г. Исследование магнитных полей магистральных трубопроводов // Матер, всероссийской конф. Большая нефть: реалии, проблемы, перспективы. Ухта, УГТУ, 2003. - С. 301-304.

48. Кузнецов Н.С., Кузнецов А.Н. Оценка напряженного состояния стальных конструкций по магнитным характеристикам ферромагнетикам // Дефектоскопия, 2001,-№1, С. 23-32.

49. Кунце Х.-И. Методы физических измерений / Пер. с нем. М.: Мир, 1989.-216 с.

50. Кухлинг Х.Справочник по физике / Пер. с нем. М.: Мир, 1982.- 520 с.

51. Ланчаков Г.А., Зорин Е.Е., Пашков Ю.И., Стапаненко А.И. Работоспособность трубопроводов: В 3-х ч. М.: ООО «Недра- Бизнесцентр», 2001. - ч. 2 Сопротивляемость разрушению. - 244 с.

52. Лебедев A.A., Ковальчук Б.И., Ломашевский В.П. Расчеты при сложном напряженном состоянии (определение эквивалентных напряжений). Киев: ИПП АН УССР, 1979. - 63 с.

53. Магистральные трубопроводы: СНиП 2.05.06-85. М.: 1985. - 52с.

54. Магистральные трубопроводы: СНиП III-42-80. М.: 1997.74 с.

55. Мак-Мастер Р. Неразрушающие испытания: Справочник. Кн. 2. М.: Энергия, 1965.-274 с.

56. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, A.B. Волосникова, С.А. Вяткин и др.; под общ. ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989.-640 с.

57. Матюк В.Ф. Использование аномальной зависимости градиента нормальной составляющей поля остаточной намагниченности для контроля механических свойств изделий с защитными неметаллическими покрытиями // Дефектоскопия, 1996 №3 - С. 30-36.

58. Махутов H.A. Деформационные критерии и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. - 528 с.

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

60. Методика оценки срока службы газопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 1995.-81 с.

61. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов: Справоч. пособие, Т.1, Физические методы исследования металлов / Под. ред. А.Т. Туманова. М.: Машиностроение, 1971. - 552 с.

62. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов: Справоч. пособие, Т.2, Методы исследования механических свойств металлов / Под. ред. А.Т. Туманова. М.: Машиностроение, 1971. - 320 с.

63. Методы неразрушающих испытаний. Пер. с англ./ Под ред. Р. Шарпа. -М.: Мир, 1972.-596 с.

64. Механические свойства конструкционных материалов при сложном напряженном состоянии: Справочник / A.A. Лебедев, Б.И. Ковальчук, Ф.Ф, Гигиняк. Киев: Наукова думка, 1983. - 366 с.

65. Микляев П.Г., Фридман Я.Б. Анизотропия механических свойств металлов, 2-е изд-е. М.: Металлургия, 1986, 224 с.

66. Михеев М.Н. Магнитный метод контроля твердости и микроструктуры стальных труб // Заводская лаборатория, 1968, №10, С. 155-160.

67. Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. М.: Наука, 1993. - 252 с.

68. Михеев М.Н., Морозова В.М. и др. Исследование зависимости показаний коэрцитиметра с приставным электромагнитом от коэрцитивной силы и толщины испытуемых изделий //Дефектоскопия, 1970, №5, с. 85-88.

69. Михеев М.Н., Табачник В.П., Фридман Л.А., Чернова Г.С. Феррозон-довый коэрцитиметр новой конструкции //Дефектоскопия, 1970, №6, С. 122-124.

70. Мочернюк Н.П., Красневский С.М., Лазаревич Г.И. Влияние времени эксплуатации МГ и рабочего давления газа на физико-механические характеристики трубной стали 19Г // Газовая промышленность. 1991. - №3. - С. 34-36.

71. Мужицкий В.Ф., Безлюдько Г.Я. и др. Магнитный контроль напряженно-деформированного состояния труб магистральных газопроводов // В сб. докл. междун. деловой встречи Диагностика 97, Т 2. М.: ИРЦ Газпром, 1999. - С. 163 -171.

72. Мужицкий В.Ф., Попов Б.Е., Безлюдько Г.Я. Теория и практика магнитной диагностики стальных металлоконструкций // Контроль и диагностика, 2002.-№3.-С 15-19.

73. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1995.-488 с.

74. Неразрушающий контроль металлов и изделий: Справочник / Под ред. Г.С. Самойлова. М.: Машиностроение, 1976. -436 с.

75. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 3. Электромагнитный контроль: Прак. пособие / В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский; Под ред. В.В. Сухорукова. М.; Высш. шк., 1992.-312 с.

76. НичипурукА. П., Горкунов Э. С, Кулеев В.Г., Чарикова Н. И. Влияние структурных изменений при отпуске на обратимые процессы намагничивания в конструкционных сталях. //Дефектоскопия, 1990, № 8, с. 68—75.

77. Ничипурук А.П., Дегтярев М.В., Горкунов Э.С. Микроструктура, механические и магнитные свойства стали СтЗ и стали У8 после циклического деформирования растяжением //Дефектоскопия. 2001. - №1 . - С. 32-37.

78. Новиков В.Ф., Яценко Т.А., Бахарев М.С. Зависимость коэрцитивной силы от одноосных напряжений // Дефектоскопия. 2001. - №11. - С. 51-57.

79. Пиласевич А.В., Новоселов В.В. Старение сталей подземных трубопроводов // Нефть и газ. 1999. - №5. - С. 56-59.

80. Пиотровский Я. Теория измерений для инженеров: Пер. с польск. / Под. ред. Р.Н. Овсянникова.- М.: Мир, 1989. 335 с.

81. Полевой С.Н., Евдокимов В.Д. Упрочнение металлов: Справочник. -М.: Машиностроение, 1986. 320 с.

82. Попов Б.Е., Котельников B.C. и др. Магнитная диагностика и остаточный ресурс подъемных сооружений // Безопасность труда в промышленности, 2001.- №2,- С. 44-49.

83. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделии: Справочник в 2-х кн. /Под ред. В.В. Клюева М.: Машиностроение, 1976. 326 с.

84. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979.-744 с.

85. Рети П. Неразрушающие методы контроля металлов. М.: Машиностроение, 1972. - 208 с.

86. Руководство по трубам нефтяного сортамента и их соединениям, применяемым за рубежом: Справочное пособие / Под ред. Н.Д. Щербюна. М.: Недра, 1969.-296 с.

87. Сухарев И.П. Экспериментальные методы исследования деформаций и прочности. М. Машиностроение, 1987. - 212 с.

88. Табачник В.П. Влияние зазора на показания коэрцитиметра с П-образным электромагнитом (Обзор)//Дефектоскопия, 1990, №2, С. 42-52.

89. Табачник В.П., Чернова Г.С. Коэрцитиметр с приставным Н-образным магнитом //Дефектоскопия, 1999, №105, С. 67-75.

90. Тарлинский В.Д., Головин C.B. Экспериментальная оценка свойств длительно эксплуатируемых газопроводов // Строительство трубопроводов, 1997. №1. - С. 29-32.

91. Теплинский Ю.А. Первая в мире система самокомпенсирующихся подвесных газопроводов Войвож-Ухта. СПб: Инфо-Да. - 2005. - 222 с.

92. Трубопроводный транспорт газа / Под ред. С.А. Бобровского. М.: Наука, 1976.-495 с.

93. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1979.-560 с.

94. Финк К, Рорбах X. Измерение напряжений и деформаций / Пер. с нем. Ю.Ф. Красонтовича. М.: Машгиз, 1961. - 535 с.

95. Финкель В.М. Физика разрушения. М.: Металлургия, 1970. - 376 с.

96. Фридман Л.Б. Механические свойства металлов. М.: Машиностроение, 1974.-472 с.

97. Харионовский В.В. Проблемы надежности и технологической безопасности газотранспортных систем // Сб. Проблемы надежности конструкций в газотранспортных системах. М.: ВНИИГАЗ, 1998. - С.6-25.

98. Химченко Н.В. Акустические методы контроля остаточных напряжений в сварных конструкциях // Контроль. Диагностика. 2001. - №4. - С. 7-12.

99. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974.640 с.

100. Шрейбер Г. К., Шибряев Б. Ф., Полферов А. П., Перлин С. М. Конструкционные материалы в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности.— М.: Гостоптехиздат, 1962.— 382 с.

101. Щербединский Г.В. Механические свойства металлов в проблемах продления ресурса безопасной эксплуатации высоко рисковых объектов // Заводская лаборатория. 2000. - №1. - С. 8-11.

102. Щербинин М.Н., Горкунов Э.С. Магнитный контроль качества металлов. Екатеринбург: УрО РАН, 1996. - 264 с.

103. Экспериментальные методы и расчет напряжений в конструкциях: Справочник / Под ред. Н.И. Пригоровского. М.: Наука, 1975. - 164 с.

104. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений: Справочн. пособие / Б.С. Касаткина, А.Б. Кудрин. Киев: Наукова думка,1981. - 584 с.

105. Brown W.F. Influence of fields and stress on magnetization changes.— Phys. Rev., 1989, 75, p. 147—158.

106. Chen Z., Denive V., Jiles D. Measurements of magnetic circuit characteristics for comprehension of intrinsic magnetic properties of material from surface inspection //J. Appl. Phys., 1993, 73, №10, P. 620-622.

107. Dijkstra L., Wert C. Effect of inclusions on coercitive force of iron. Phys. Rev., 1980, 79, №6, P. 979-985.

108. Jagadich C., Clapham L., Atherton D. The effect of stress and magnetic fields orientation on surface Barkhausen noise in pipeline. IEEE Trans. Magn., 1990, 26,№1, P. 262-265.

109. Langman R. Measurement of stress by a magnetic method. NDT Prog. 4th Eur. Conf,—London, 13—17 Sept., 1987, 3, p. 1783—1799.

110. Tanner B.K., Szpunar J.A., Willcock S.N. and other. Magnetic and metallurgical properties of high-tensile steels.— J. Mat. Science, 1988, 23, p. 534—540.

111. Thompson S.M., Tanner B.K. The magnetic properties of pearlitic steels as a function of carbon content.—JMMM, 1993,123, p. 283—298.

112. Yensen Т., Ziegler N. Magnetic properties of Iron as affected by carbon, oxiden and grain-size // Trans. Amer. Soc. Met., 1985, 35, P. 556-558.

Информация о работе

Агиней, Руслан Викторович
кандидата технических наук
Ухта, 2005
ВАК 25.00.19

Диссертация

Разработка методики оценки напряженного состояния нефтегазопроводов по коэрцитивной силе металла - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы