Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методов расчета несущей способности и остаточного ресурса нефтепроводов с комбинированными дефектами

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

Автореферат диссертации по теме "Разработка методов расчета несущей способности и остаточного ресурса нефтепроводов с комбинированными дефектами"

УДК 622 692 4.621 193/197

На правах рукописи

Садыков Рустам Венерович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА НЕФТЕПРОВОДОВ С КОМБИНИРОВАННЫМИ ДЕФЕКТАМИ (ВМЯТИНАМИ С РИСКАМИ И ТРЕЩИНАМИ)

Специальности 25 00 19 - Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ, 05 26 03 - Пожарная и промышленная

безопасность (нефтегазовый комплекс)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических на^к-

003166709

Уфа 2008

003166709

Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ГУЛ «ИГГГЭР»), г Уфа

Научный руководитель

- доктор технических наук, профессор Зайнуллин Рашит Сибагатович

Научный консультант

- доктор технических наук Ямалеев Ким Масгутович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Нугаев Раис Янфурович

- кандидат технических наук, доцент Галлямов Мурат Ахметович

Ведущее предприятие

- Открытое акционерное общество «Уралтранснефтепродукт», г Уфа

Защита диссертации состоится 29 апреля 2008 г в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 222 002 01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» по адресу 450055, г Уфа, пр Октября, 144/3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУП «Институт проблем транспорта энергоресурсов»

Автореферат разослан 28 марта 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук

Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В России эксплуатируются системы магистральных трубопроводов протяженностью более 240 тыс км, имеющие свыше 5 тыс надземных технологических объектов обслуживания компрессорных и насосных станций, хранилищ и резервуарных парков Протяженность промысловых трубопроводов составляет 350 тыс км Подавляющая часть объектов трубопроводных сетей построена в 60-80-е годы прошлого столетия, и в настоящее время наметилась устойчивая тенденция (и не только в нашей стране) сокращения темпов ввода в эксплуатацию замещающих мощностей В то же время аварийность на объектах магистральных трубопроводов находится на высоком уровне и имеет тенденцию роста Основными техническими причинами аварий на трубопроводном транспорте являются

1) повреждения в результате внешних (случайных) воздействий, в том числе механических - 33 %,

2) брак, допущенный при проектировании и монтаже - 24 %,

3) брак, допущенный в заводских условиях производства труб -17%,

4) наружная коррозия - 20 %,

5) нарушение регламента эксплуатации - 6 %

Более половины аварий на трубопроводах определенным образом связаны с накоплением повреждений в металле трубы и сварных швах При этом развитие нарушений (трещины) происходит за счет образования, увеличения размера и слияния микротрещин в течение заметного времени эксплуатации трубопровода Поэтому при оптимальном варианте коммерческой эксплуатации трубопроводов за счет применения средств технической диагностики и своевременного ремонта аварии по нескольким причинам могли бы быть исключены Однако из-за недостатков нормативно-технической документации, регламентирующей определение срока безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов, заниженных объемов обследований, технического обслуживания и ремонта в России вероятность аварий на трубопроводных сетях по второй

и третьей причинам, по всей видимости, будет увеличиваться Это связано с тем, что в настоящее время на территории России фактический срок эксплуатации большинства магистральных трубопроводов приближается к тому моменту, когда значительно возрастает интенсивность отказов и аварий из-за естественных процессов коррозии и старения металла Вместе с этим отсутствие на действующих объектах трубопроводных систем совершенных автоматизированных систем мониторинга и предупреждения о возможных авариях усложняет задачу обеспечения безопасной эксплуатации Поэтому совершенно очевидно, что для повышения степени безопасности эксплуатации магистральных трубопроводов необходима общая концепция контроля и прогнозирования безопасных сроков службы всех потенциально опасных элементов трубопроводных систем

Необходимы создание общей методологической базы для исследования процессов, определяющих старение основных элементов и оборудования трубопроводных систем, и совершенствование нормативов и правил по уточнению проектных сроков безопасной эксплуатации трубопроводов по их фактическому состоянию

Одними из распространенных дефектов, обнаруженных при диагностике, являются отклонения от круглости вмятины (увод кромок), овальность и смещение кромок Расчетам напряженного состояния, оценке несущей способности и долговечности оборудования и трубопроводов с отклонениями от круглости посвящено достаточно большое количество опубликованных работ, в частности известные исследования Г А Николаева (МГТУ им Н Э Баумана), О А Бакши (ЧГТУ), О И Сте [слова (ГАНГ им ИМ Губкина), НА Махутова (ИМАШ РАН), Г С Васильченко (ЦНИИТМАШ), А Д Никифорова (МИХМ), Е М Морозова (МИФИ), А Г Гумерова (ГУП «ИПТЭР») и др

Следует отметить, что наиболее полно изучено влияние на ресурс труб смещения кромок и овальности В литературе недостаточно сведений о совместном влиянии на ресурс трубопроводов комбинированных дефектов, в частности с вмятинами, в которых имеются риски (царапины) и трещины Эти проблемы обостряются, когда трубопроводы подвергаются коррозии, ускоряемой

действием локализованных механических напряжений (локализованной меха-нохимической коррозии) Кроме этого накопление повреждений в металле значительно ускоряется при повторно-статических нагрузках (пуск - остановка и

др)

Настоящая работа направлена на разработку методов расчетного определения остаточного ресурса трубопроводов с комбинированными механическими повреждениями

Цель работы - обеспечение безопасности эксплуатации нефтепроводов с комбинированными механическими повреждениями регламентацией их остаточного ресурса

Основные задачи работы:

• анализ проблем обеспечения безопасности нефтепроводов при эксплуатации,

• исследование механизма инициации и развития трещин, возникающих при статическом и динамическом взаимодействиях труб с твердыми телами,

• оценка совместного влияния вмятин, рисок и трещин на напряженное состояние труб нефтепроводов,

• определение несущей способности и остаточного ресурса труб нефтепроводов с комбинированными дефектами

Методы решения поставленных задач

Проблемы возникновения трещин при соударении труб с твердыми телами решались с использованием подходов контактной механики разрушения Оценка критических параметров вмятин проводилась с использованием деформационных критериев разрушения

Коэффициенты интенсивности напряжений (КИН) в конструктивных элементах с комбинированными дефектами определялись методом предельных нагрузок на моделях из хрупких низкомодульных материалов

Предельные нагрузки элементов с повреждениями определены по результатам натурных испытаний стальных образцов из низколегированных сталей

Остаточный ресурс определялся на базе полученных автором результатов

с использованием известных кинетических уравнений малоцикловой повреждаемости Коффина-Мэнсона, Н А Махутова и Бэсквина

Научная новизна:

- базируясь на основных положениях механики контактного разрушения, выявлены основные закономерности инициации и развития трещин при статическом и динамическом взаимодействиях труб с твердыми телами,

- методами теории тонких оболочек вращения и механики разрушения получены расчетные зависимости для определения напряженного состояния труб с вмятинами с рисками и трещинами (комбинированными дефектами),

- на основании деформационных критериев разрушения получены аналитические зависимости для определения несущей способности труб с вмятинами,

- получены и научно обоснованы расчетные формулы для определения несущей способности и остаточного ресурса труб нефтепроводов с комбинированными дефектами

На защиту выносятся результаты исследований, имеющие научную и практическую значимость для трубопроводного транспорта и других объектов нефтегазовой отрасли.

Практическая ценность результатов работы заключается в том, что на основании полученных расчетных зависимостей для определения остаточного ресурса труб становится возможным проводить оценку степени опасности комбинированных дефектов и устанавливать безопасные сроки эксплуатации нефтепроводов

Достоверность результатов исследований

Решение основных задач базировалось на современных апробированных подходах теории оболочек, механики разрушения, теории пластичности и упругости, механохимии металлов В работе учитывались современные достижения в области промышленной безопасности и оценки остаточного ресурса

Большинство экспериментальных результатов подтверждены результатами лабораторных и натурных испытаний Результаты исследований согласуют-

ся с общими представлениями механики твердого деформируемого тела с дефектами и данными других авторов

Экспериментальные исследования проведены с использованием приборов и машин, прошедших госповерку Личный вклад автора

Автором лично получены следующие наиболее существенные результаты а) выявлены основные закономерности инициации и развития трещин при статическом и динамическом взаимодействиях труб с твердыми телами, б) определены поля напряжений в трубах с комбинированными дефектами (вмятинами с рисками и трещинами), в) установлены и описаны основные закономерности влияния комбинированных дефектов на несущую способность и остаточный ресурс нефтепроводов Автор лично проводил испытания образцов и принимал участие в натурных испытаниях труб с комбинированными дефектами в ОАО «Салаватнефтемаш» Апробация работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на семинаре «Остаточный ресурс нефтегазового оборудования» в рамках Международной научно-практической конференции «Промышленная безопасность на взрывопожаро-опасных и химически опасных производственных объектах» (г Уфа, 13-14 февраля 2008 г.), расширенном научно-методическом семинаре отдела № 23 ГУП «ИПТЭР» ( апреля 2008 г) Публикации

Основные положения работы опубликованы в 7 научных трудах Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 127 наименований, 6 приложений Она изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 1 таблицу, 6 рисунков

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и основные задачи работы, показаны её научная новизна и практическая ценность результатов исследования

В первой главе освещены основные проблемы оценки безопасных сроков эксплуатации нефтепроводов

Рассмотрены факторы, предопределяющие безопасность эксплуатации трубопроводов Дан анализ структуры работ по оценке остаточного ресурса нефтепроводов и сформулированы общие подходы к этой оценке Дана характеристика объекта исследования

Показано, что остаточный ресурс трубопроводов определяется в результате проведения комплекса исследований, включающего анализ технической документации, функциональную диагностику, экспертное обследование, установление параметров технического состояния, предельного состояния, определение характеристик металла с учетом старения и др

Существующие методы оценки ресурса трубопроводов с вмятинами от круглости не учитывают локальной напряженности металла в области вершин, рисок и трещин

Одним из факторов, определяющих остаточный ресурс трубопроводов, является старение металла при длительной эксплуатации Изменение механических свойств металла при эксплуатации, в основном, обусловлено деформационным старением в условиях статической и малоцикловой нагрузок Механические свойства в результате старения изменяются незначительно (до 25 %) При этом прочностные характеристики повышаются, а пластические - снижаются

С целью обеспечения безопасности действующих трубопроводов необходимо разрабатывать методы оценки остаточного ресурса, учитывающие локализованный характер протекания процессов повреждаемости и старения металла Необходимо проведение комплекса исследований по оценке остаточного ресурса конструктивных элементов нефтепроводов с комбинированными дефектами, включающими вмятины и трещиноподобные дефекты

Вторая глава посвящена исследованию механизма инициации и развития подповерхностных трещин в механических повреждениях конструктивных элементов нефтепроводов, возникающих при их взаимодействии с твердыми телами

Базируясь на основных положениях контактной механики разрушения (Е М Морозов и др ), показано, что при взаимодействии труб с твердыми телами могут образовываться кроме вмятин риски и трещины При этом подповерхностные трещины могут быть радиальными и медианными В работе дана иллюстрация возникновения и расположения указанных трещин

Показано, что в зоне взаимодействия трубы с твердым телом возникает значительная пластическая деформация как при статическом, так и динамическом нагружениях

Рассмотрены конкретные примеры, в частности механическое повреждение трубопровода, возникающее, например, от удара ковшом экскаватора, лемехом бульдозера или при сбросе трубы на камень Все эти повреждения образуются вследствие общей причины — локального удара по трубе тупым жестким предметом

Показано, что ударное воздействие приводит к возникновению пластических деформаций, что связано с уменьшением деформационной способности материала и появлением остаточных напряжений В конечном счете это приводит к изменению механических свойств материала, включая и характеристики трещиностойкости Одновременно с этим происходит искажение геометрии трубы и трещиноподобных дефектов

В работе также рассмотрены примеры возникновения повреждений на трубах при статическом и динамическом контактных воздействиях

Третья глава посвящена оценке концентрации местных напряжений в конструктивных цилиндрических элементах с вмятинами

На первом этапе, используя известные подходы к решению краевых задач теории тонких оболочек, определены местные напряжения применительно к схематизированной вмятине в цилиндрической оболочке (рисунок 1)

ABC

' T0J>

Рисунок 1 - Расчетная схема модели с вмятиной, нагруженной внутренним давлением Р

Для этой расчетной схемы определены краевые силы и моменты, а по ним соответствующие краевые напряжения. В силу их громоздкости здесь они не приводятся.

Более адекватно реальным вмятинам отвечает схема, показанная на рисунке 2.

В общем виде теоретический коэффициент концентрации напряжений для рассматриваемой модели можно записать в следующем виде:

где ff™, - максимальные напряжения от действий внутреннего давле-

ния (Р) и краевых моментов (М„); к и q - коэффициенты, зависящие от параметров модели с вмятиной; ан = Р • R/S - номинальные окружные напряжения; R и S - соответственно радиус и толщина стенки цилиндрического элемента (рисунок 2); mf = f IS; f- стрелка прогиба вмятины.

«с = <г™,/<ги =l + k-mj

■г'

(1)

в

Рисунок 2 - Расчетная схема для определения теоретического коэффициента концентрации напряжений в трубах с вмятинами

Заметим, что с учетом подходов сопротивления материалов ао = 1 + 6 шг Однако эта формула значительно завышает значение ап

Номинальные напряжения а„ можно представить через коэффициент тонкостенности 11 (г\ = 8/2Я). сти = Р / 2г|. Тогда Р = 2г| стн. Для большинства магистральных трубопроводов т) = 0,01 0,02, те они относятся к категории тонкостенных

Анализ данных решения краевой задачи, а также обобщения литературных данных показал, что параметры к и (\ в формуле (1) равны к = 3,5 и я = 0,5 Таким образом, а„ = 1 + 3,5^/щ (2)

Как и следовало ожидать, с увеличением параметра шг коэффициент концентрации напряжений существенно возрастает Заметим, что формула (2) справедлива для протяженных продольных вмятин Для оценки влияния протяженности вмятин на а„ введен коэффициент т,: т, = Ь/В, где В = 2К, Ь - длина вмятины по образующей модели

С уменьшением т^ степень напряженности рассматриваемой модели должна снижаться из-за действия поддерживающего эффекта С учетом этого факта нами получена следующая формула для определения а„

а„ =1 + 3,5Л/гаг (3)

Эта формула справедлива при <1,0 и г| = 0,01 0,02 Если >1,0, то величину а, следует рассчитывать по формуле (2) Для сфероидальных вмятин параметр ть =тй необходимо определять по формуле, т,, = <1/0, где (1 - диаметр вмятины На практике в большинстве случаев вмятины имеют сложную форму, поэтому за величину с1 необходимо брать ее максимальный размер по образующей цилиндрического элемента

На рисунке 3 приведены зависимости а„ (т,), рассчитанные на основании приведенной формулы (3)

1,0 Ш],( та)

Рисунок 3 - Зависимости коэффициента концентрации напряжений ао от относительной протяженности вмятины ГПь (ш^)

Как видно, вначале с увеличением параметра ш, (та) величина а„ возрастает, а при п^ („!,,)>] сохраняет свое постоянное значение, соответствующее формуле (2).

В дальнейшем с использованием известной формулы Нейбера определены коэффициенты концентрации пластических деформаций Ке и Ко.

Четвертая глава посвящена определению критических деформационных и силовых параметров цилиндрических элементов с комбинированными дефектами.

Базируясь на основных положениях теории пластичности, в работе определены допускаемые деформации и геометрические параметры вмятин при испытаниях трубопроводов. Получены формулы для определения критических радиусов кривизны вмятин в зависимости от их начального значения и относительного сужения. В работе приводятся соответствующие графики для оценки критических (предельных) радиусов кривизны вмятин.

На основе анализа местной потери устойчивости пластических деформаций с использованием результатов, приведенных в третьей главе, получена аналитическая зависимость для расчетной оценки коэффициента несущей способности фс цилиндрических элементов с вмятинами:

Фс = рс / рв = {{„[1/(1 - у)]/ К, ■ п}°, (4)

гдз Рс - разрушающее давление цилиндра (трубы) с вмятиной; рн - предельное

давление, соответствующее временному сопротивлению, *|; - относительное сужение, Ке - коэффициент концентрации пластических деформаций, п - коэффициент деформационного упрочнения стали, определяемый по диаграмме растяжения В работе приведены основные механические свойства для большинства низколегированных и низкоуглеродистых сталей, в частности значение параметра п

Полагая фс = 1,0, можно найти предельные геометрические параметры вмятин, механические характеристики стали и др (рисунок 4) Ф.

Рисунок 4 - Зависимость относительного разрушающего давления фс (коэффициента несущей способности) от коэффициента концентрации напряжений а„ при различных значениях относительного сужения у

1 5 20 25 30 35 40 (Х„

На следующем этапе работы проведены исследования по оценке предельного состояния конструктивных элементов с комбинированными дефектами в условиях хрупкого разрушения

Коэффициент интенсивности напряжений является основной характеристикой, определяющей степень напряженности материала в области вершины трещины Величина КИН обозначается символом К| и зависит от номинального напряжения ст, длины (или глубины И) трещины и безразмерного параметра У, называемого поправочной функцией, зависящей от местоположения и геометрических параметров модели Номинальные напряжения а и глубина И (длина) трещины являются известными величинами Таким образом, основной величиной, подлежащей определению при оценке КИН, является поправочная функция У

В настоящее время разработаны многочисленные методы расчетно-экспериментального определения КИН комфорных отображений, коллокаций, плоских сечений, конечных и граничных элементов, фотоупругости и др Однако, большинство из разработанных методов требуют сложных математических операций и весьма трудоемки, хотя современные достижения вычислительной техники разрешают эту проблему Кроме того, любой аналитический расчет требует дальнейшего экспериментального подтверждения

Нами для оценки КИН использован метод предельных нагрузок, развиваемый в ГУП «ИПТЭР». Сущность метода заключается в следующем Из хрупкого материала, например из органического стекла, изготавливается базовый образец, для которого известно точное значение КИН Путем испытаний базового образца определяется критическое значение интенсивности напряжений известными методами Далее из того же хрупкого материала изготавливается исследуемая модель с заданными геометрическими параметрами, например модель с риской, имеющая угол раскрытия р в вершине После испытаний моделей определяются предельные нагрузки и напряжения Испытания проводятся по такой же схеме нагружения, как и базовые образцы При этом отношение предельных нагрузок рассматриваемых моделей обратно пропорционально величине их поправочных функций

(5)

где и <3^ - предельные нагрузки для рассматриваемой и базовой моделей; У и У8 - соответствующие поправочные функции

В общем виде величина КИН записывается в следующем виде

К, =0л/Ь У

Для изготовления образцов-моделей с вмятинами, рисками и трещиной (рисунок 5) использовали органическое стекло, для которого а, = 83,5 МПа, Кь = 2,5 мпал/м Очевидно, что в предельном состоянии К, = Кс

В качестве базовой модели использовали прямоугольный образец с одной боковой трещиной по ГОСТ 25 506-85

Рисунок 5 - Схема образца с вмятиной, риской и трещиной

Анализ полученных результатов испытаний моделей с вмятинами, рисками и трещинами позволил получить следующую формулу для оценки поправочной функции для рассматриваемой модели:

„(1-Р2)+т„

• = 2(1+3,5 д/Ц'Ум^

1 + 6

(6)

где тг =Г/8; |3=р/л:;т11 = Ь/Э;т^ = Ь^,/Б.

На рисунке 6 приведена зависимость ас от (3, полученная с использованием формулы (6) при шь = 0,5; = 0; тг = 1,0.

МПа 15

а , = 83,5 N = 2,5 М 1Г1а

К ПаТм /

Ь =10 мм ш» - 0,5 • /

• •

»- эксперимент; -

- расчет

Рисунок 6 - Зависимость разрушающих напряжений стс от (3 для модели с вмятиной и риской

0 0,2 0.4 0,6 0,8 (3

В частном случае для модели с риской (рисунок 7):

р2

У = аЛ/МЗТ

1 + 6

1-т„р;

(7)

Для модели с трещиной (базовой модели)

У0 =2(1 + 6 тг) (В)

Расчеты по этой формуле и данные ГОСТ 25 506-85 практически совпа-

дают

Г

У 1

ю: 1 _ ^Ь Б 4-

р \ Л т

Рисунок 7 - Экспериментальная модель с риской (базовая модель)

На рисунке 8 построены зависимости относительной прочности фс от тн для модели, показанной на рисунке 7, при р = 0 и| = 0,5 Увеличение параметра т„ приводит к снижению коэффициента несущей способности фс (рисунок 8)

Для плоской модели с риской (рисунок 7) с ростом угла раскрытия р = р/л прочность (разрушающее номинальное напряжение сс) возрастает (рисунок 9)

На рисунке 10 представлены результаты испытаний плоской модели с риской (а) и трещиной (б)

Здесь ть,р = Ь^ /Б, Ь1р - глубина трещины перед вершиной риски Точки на этом рисунке отвечают экспериментальным данным, а сплошная линия соответствует расчетным данным, полученным на основании формулы (6) с учетом того, что стс = Кс/У

Из приведенных рисунков видно, что расчетные зависимости предельных напряжений адекватно описывают экспериментальные данные

Таким образом, предложены и экспериментально обоснованы аналитические зависимости для определения КИН для моделей с комбинированными дефектами (вмятинами с рисками и трещинами)

\

' Р = 0,5

Р

К=2 -о.= 8 ,5 МПал 3,5 МПа /м | = 0 Р

0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 щ,

• - эксперимент,--расчет

Рисунок 8 - Зависимости относительной прочности <рс от ть

Кс = 2,5 Мпал/М ст, = 83,5 МПа

Рисунок 10 - Зависимость о, от т^ для плоской модели с риской (а) и трещиной (б)

Полученные данные дают возможность определять несущую способность конструктивных элементов с комбинированными дефектами в условиях хрупкого разрушения.

В дальнейшем произведена оценка несущей способности по результатам испытаний стальных образцов с вмятинами с рисками и трещинами.

Образцы (рисунок 11) изготавливались из стали 09Г2С (а„ = 510 МПа).

Сертификатные данные по химическому составу и механическим характеристикам стали 09Г2С приведены в Приложении.

ш, =0,2

1 - тг= 1 (р0 = 70 мм); 2- шг = 2 (р0 =130 мм);

3 - р0 = оо и т,- = О

Рисунок 11 - Стальные образцы с вмятиной

Испытания показали, что прочность образцов с ростом тг падает, хотя и незначительно (рисунок 12). Это объясняется влиянием изгибающего момента. Заметим, что при испытаниях образцов из органического стекла отмечается более резкое уменьшение ф0 от тг.

В диапазоне изменения параметра т,- от 0 до 5 относительная прочность изменяется в соответствии с формулой

} и»

Фс =ас/а, = 1-0,03 т['25 (9)

В области тг > 5 величина фс должна сохраняться постоянной фе ~ 0,82

Шк-О 09Г2С

Рисунок 12 —Зависимость относительной прочности фс образцов с вмятинами от относительной стрелки прогиба тг при ть = 0

Это значение фс = 0,82 можно получить из анализа изгиба с растяжением образцов с вмятинами с использованием степенного закона упрочнения стали (а, = Се", где а, и е, - константы) Для стали 09Г2С С = 1000 МПа, п = 0,24

При испытаниях по мере роста действующего номинального напряжения а остаточный прогиб уменьшается, и при достижении предельных значений стс/ст, образцы практически выпрямляются При этом т,. 11ст « 0 (см рисунки 13 и 16)

Зависимости ст/ст, описываются единой кривой, отвечающей формуле

0/0.4-.О1 (10)

Зависимость (10) отражена на рисунке 13

1 - Лихман В В и др ,

2 - данные автора

Рисунок 13 - Зависимости относительных номинальных напряжений о/ов от остаточной относительной глубины вмятин гпгост

0 7* Шгпст *

Факт выпрямления образцов с вмятинами хорошо демонстрируется фотографиями до и после испытаний (рисунок 16) Кроме этого, отмечается, что образцы с вмятинами разрушаются при больших удлинениях, чем без них При

этом относительное сужение сохранилось достаточно высоким" V)/ = 0,75 0,80 Примерно при таких же значениях сужений у разрушались образцы без вмятин

На следующем этапе были изготовлены и проведены испытания стальных образцов с вмятинами и трещиноподобными дефектами На эти же образцы с вмятинами острозаточенной резой наносили надрезы различной глубины При этом относительная глубина надрезов составляла ть = 0,1,0,2 и 0,3. Испытания проводили на разрывной машине типа МР-5 Для сравнительной оценки изготовляли и испытывали прямоугольные образцы с надрезами с такими же параметрами т,,

т,= 0

09Г2С

\

09

ч Р. N N = 130 мм т,= 1,0

09Г2С \ \

а) О

0,1

б) О

\ N Ро ч = 70 мм л, = 2,0

09Г2С ч N \ N

N1

а) образец без вмятины,

б) образец с вмятиной тг = 1,0,

в) образец с вмятиной Ш( = 2,0

Рисунок 14 - Зависимости относительной прочности фс от относительной глубины трещиноподобных дефектов

в) 0 0 1 02 ть

Относительная прочность прямоугольных стальных образцов (тг=о) прямо пропорционально снижается с увеличением Ш|, (рисунок 14, а) Этот факт подтверждается многими исследователями При этом = 1 -

При испытаниях образцов с вмятинами и надрезами отмечается любопытный факт непропорционального уменьшения фс в зависимости от т„ При

этом образцы с вмятинами и надрезами оказываются несколько прочнее, а кривые зависимости ч>с(шн) для образцов с вмятинами и надрезами проходят выше прямой фс(шь) при шг = 0. Возможно, что этот факт объясняется тем, что наличие надрезов ускоряет выпрямление образцов (рисунок 14, в) на более ранних этапах нагружения. В дальнейшем после выпрямления процесс деформации происходит так же, как и для образцов при тг = 0. Об этом свидетельствуют данные рисунков 15 и 16.

а)

б)

в)

Рисунок 15 - Взаимосвязь <т/о, и тгост для образцов с вмятинами и надрезами

0 0.25 0.5 0.25

ть = 0,1, тг = 1,0(ро = 130 мм)

а - с вмятинами; б - без вмятин с надрезами; в - с вмятинами и надрезами

Рисунок 16 - Образцы после разрушения

Необходимо отметить, что прочность стальных образцов из многих низкоуглеродистых и низколегированных сталей прямо пропорционально зависит от живого сечения (нетго-сечения) независимо от типа трещиноподобного дефекта Поэтому при расчетах несущей способности за расчетную глубину дефекта необходимо брать сумму глубин риски Ьр и трещины Ьф на ее вершине Ь = Ьр + Ьтр Другими словами, в этом случае шъ =(нр + Ьп,)/8 В связи с этим нет необходимости отдельно исследовать влияние угла раскрытия р и наличия трещин

С учетом изложенного для оценки разрушающего напряжения ас образцов с вмятинами и трещиноподобными дефектами получена следующая формула

где т( = —; С - длина дефекта, Б - диаметр цилиндрического конструктивного элемента

В пятой главе приводятся обоснования кинетических уравнений малоцикловой повреждаемости, с помощью которых определяется остаточный ресурс нефтепровода с комбинированными повреждениями

Для оценки малоцикловой долговечности нефтепроводов с вмятинами и трещиноподобными повреждениями нами использовалось кинетическое уравнение Н А Махутова, устанавливающее скорость роста трещиноподобных дефектов (V) с размахом коэффициента интенсивности деформаций (КИД) Величина КИД связывается с коэффициентом интенсивности напряжений с использованием формулы Нейбера В работе получены формулы для оценки количества циклов нагружения конструктивных элементов с вмятинами и трещиноподобными повреждениями

Для конструктивных элементов с вмятинами, для которых в работе установлена взаимосвязь теоретического коэффициента концентрации напряжений а„ с параметрами вмятин, число циклов до разрушения ЫР целесообразно опре-

(П)

I

делять на основании уравнения Коффина-Мэнсона, которое нами приведено в следующем виде.

Кр=0,25а^, (12)

где пм =£„,,/£,; пи — коэффициент запаса пластичности, е, - амплитуда локальных деформаций; е,„, - предельная деформация, определяемая по относительному сужению у Амплитуда пластической деформации определяется с использованием уравнения Нейбера и величины а„

В большинстве случаев адекватная оценка а„ затруднительна Это, прежде всего, обусловлено сложностью (невозможностью) определения фактических геометрических параметров дефектов В связи с этим в ГУЛ «ИПТЭР» развивается метод оценки малоцикловой долговечности по коэффициенту несущей способности фс

Ч=А («ь п.)",

где А и т - константы, определяемые экспериментально; п. - коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению, определяемый по СНиП 2 05 06-85*

Для оценки количества циклов нагружения получена следующая формула

=ю[(1-0,03 тГ^-т,, ф^) п.}" (13)

Основные выводы

1 Базируясь на основных положениях механики контактного разрушения, выполнен анализ механизма инициации и развития поверхностных трещин при взаимодействии цилиндрических элементов (труб, обечаек) с твердыми телами Приведены конкретные примеры инициации поверхностных трещин на трубах и обечайках при статическом и динамическом воздействиях твердых тел

2 Методами теории тонких оболочек выполнен анализ напряженного состояния моделей с вмятинами Получены формулы для выполнения инженерных расчетов коэффициентов концентрации напряжений при упругих и пластических деформациях

3 С использованием деформационных критериев разрушения получены аналитические зависимости для расчета критических допускаемых параметров вмятин в цилиндрических конструктивных элементах

На основе метода предельных нагрузок предложены формулы для расчетов ко-

эффициентов интенсивности напряжений в цилиндрических конструктивных элементах с вмятинами с рисками и трещинами

4 Проведена оценка несущей способности цилиндрических конструктивных элементов с вмятинами с рисками и трещинами по результатам натурных испытаний Получены формулы для определения коэффициентов несущей способности цилиндрических конструктивных элементов с указанной комбинацией повреждений

5 На основании известных закономерностей малоцикловой повреждаемости и полученных в работе данных по коэффициентам концентрации напряжений, интенсивности напряжений и несущей способности дана оценка количества циклов нагру-жения конструктивных элементов нефтепроводов с несколькими дефектами (вмятинами с рисками и трещинами)

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

1 Даминов И А , Садыков Р В Обоснование рабочего давления в трубопроводе на основе прогноза роста коррозионных повреждений // Мониторинг и безопасность трубопроводных систем - Уфа, 2006 - № 1 - С 28-32.

2 Даминов И А , Садыков Р В Оценка эффективности капитального ремонта нефтепроводов на основе результатов внутритрубной диагностики // Мониторинг и безопасность трубопроводных систем - Уфа, 2006 - № 1 -С 33-37

3 Абдуллин Л Р и др Несущая способность конструктивных элементов с различной комбинацией несплошностей / Л Р Абдуллин, Р В Садыков, Р А Еникеев - Уфа Изд-во «Безопасность эксплуатации сложных технических систем», 2007 - 26 с

4 Ямалеев К М , Садыков Р В Изменение пластичности при циклическом на-гружении // Остаточный ресурс нефтегазового оборудования Матер семинара в рамках Междунар научн -практ конф «Промышленная безопасность на взрывопожаро-опасных и химически опасных производственных объектах» - Уфа Изд-во «Безопасность эксплуатации сложных технических систем», 2008 -С 65-66

5 Садыков Р В , Ямалеев К М Роль концентраторов напряжений в усталости // Остаточный ресурс нефтегазового оборудования Матер семинара в рамках Междунар научн -практ конф «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» - Уфа Изд-во «Безопасность эксплуатации сложных технических систем», 2008

С 67-70

6 Садыков Р В Оценка коэффициентов несущей способности труб с комбинированными дефектами // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» -2008 - № 1 (71) -С 34-37

7 Садыков Р В , Шумакова И А Инженерная оценка несущей способности цилиндрических конструктивных элементов с вмятинами по критерию локальной потери устойчивости пластических деформаций // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» -2008 -№1(71) -С 30-33

Фонд содействия развитию научных исследований Подписано к печати 24 03 2008 г Бумага писчая Заказ №146 Тираж 100 экз Ротапринт ГУП «ИПТЭР» 450055, г Уфа, пр Октября, 144/3

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Садыков, Рустам Венерович

Введение.

1 ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНЫХ СРОКОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕПРОВОДОВ.

1.1 Основные факторы, предопределяющие безопасность эксплуатации трубопроводов.

1.2 Структура работ по оценке остаточного ресурса трубопроводов.

1.3 Основные подходы к оценке остаточного ресурса элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов.

1.4 Объект исследования.

Выводы по главе 1.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ИНИЦИАЦИИ И РАЗВИТИЯ ТРЕЩИН В МЕХАНИЧЕСКИХ ПОВРЕЖДЕНИЯХ НЕФТЕПРОВОДОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ТВЕРДЫМИ ТЕЛАМИ.

2.1 Оценка инициации и развития подповерхностных трещин методами контактной механики разрушения.

2.2 Инициация подповерхностных трещин при контактных воздействиях.

2.3 Развитие магистральных трещин.

I 2.4 Особенности инициации трещин при динамическом нагружении. 47 } Выводы по главе 2.

3 ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ВМЯТИНАМИ.

3.1 Допуски на совершенство формы базовых элементов.

3.2 Определение напряженного состояния цилиндрических элементов с вмятинами методами теории тонких оболочек.

3.3 Инженерная оценка коэффициентов концентрации напряжений

5 в цилиндрических конструктивных элементах с вмятинами. i 3.4 Определение упруго пластических коэффициентов концентрации ч деформаций и напряжений в моделях с вмятинами.

Выводы по главе 3.

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИОННЫХ И i СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НЕФ

ТЕПРОВОДОВ С КОМБИНИРОВАННЫМИ ДЕФЕКТАМИ'

4.1 Определение предельных параметров вмятин в базовых элементах нефтепроводов по деформационным критериям разрушения.

4.2 Исследования напряженного и предельного состояний моделей с комбинированными дефектами в условиях хрупкого разрушения

4.3 Оценка несущей способности конструктивных цилиндрических элементов с комбинированными дефектами по результатам натурных испытаний.

Выводы по главе 4.

5 ОЦЕНКА БЕЗОПАСНЫХ СРОКОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕПРОВОДОВ С КОМБИНИРОВАННЫМИ ПОВРЕЖДЕНИМИ.

5.1 Расчеты остаточного ресурса по критериям трещиностойкости.

5.2 Определение остаточного ресурса цилиндрических базовых элементов с комбинированными повреждениями по коэффициенту запаса пластичности и несущей способности.

Выводы по главе 5.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методов расчета несущей способности и остаточного ресурса нефтепроводов с комбинированными дефектами"

Актуальность проблемы

В России эксплуатируются системы магистральных трубопроводов протяженностью более 240 тыс. км, имеющие свыше 5 тыс. надземных технологических объектов обслуживания: компрессорных и насосных станций, хранилищ и резервуарных парков. Протяженность промысловых трубопроводов составляет 350 тыс. км. Подавляющая часть объектов трубопроводных сетей построена в 60-80-е годы прошлого столетия, и в настоящее время наметилась устойчивая тенденция (и не только в нашей стране) сокращения темпов ввода в эксплуатацию замещающих мощностей. В то же время аварийность на объектах магистральных трубопроводов находится на высоком» уровне и имеет тенденцию роста. Основными техническими причинами аварий на трубопроводном транспорте являются:

1) повреждения-в результате внешних (случайных) воздействий, в том числе механических — 33 %;

2) брак, допущенный при проектировании и монтаже - 24 %;

3) брак, допущенный в заводских условиях производства труб - 17 %;

4) наружная коррозия - 20 %;

5) нарушение регламента эксплуатации — 6%.

Более половины аварий на трубопроводах определенным образом связаны с накоплением повреждений в металле трубы и сварных швах. При этом развитие нарушений (трещины) происходит за счет образования, увеличения размера и слияния микротрещин в течение заметного времени эксплуатации трубопровода. Поэтому при оптимальном варианте коммерческой эксплуатации трубопроводов за счет применения' средств технической диагностики и своевременного ремонта аварии по нескольким причинам могли бы быть исключены. Однако из-за недостатков нормативно-технической документации, регламентирующей определение срока безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов, заниженных объемов обследований, технического обслуживания и ремонта в России вероятность аварий на трубопроводных сетях по второй и третьей причинам, по всей видимости, будет увеличиваться. Это связано с тем, что в настоящее время на территории России фактический срок эксплуатации большинства магистральных, трубопроводов приближается к тому моменту, когда значительно возрастает интенсивность отказов и аварий^ из-за естественных, процессов коррозии и старения- металла. Вместе с этим отсутствие на действующих объектах трубопроводных систем: совершенных автоматизированных систем мониторинга и предупреждения о возможных авариях усложняет задачу обеспечения; безопасной эксплуатации. Поэтому совершенно очевидно, что для повышения степени безопасности эксплуатации- магистральных трубопроводов; необходима; общая: концепция контроля^ и прогнозирования безопасных сроков службы всех, потенциально опасных элементов трубопроводных систем.

Необходимы создание общей: методологической базы для;исследования: процессов, определяющих старение основных элементов;, и оборудования» трубопроводных, систем, и совершенствование нормативов и правил по уточнению проектных сроков безопасной' эксплуатации трубопроводов по, их фактическому состоянию.-,

Одними из распространенных дефектов; обнаруженных при диагностике, являются отклонения от круглости: вмятины (увод кромок), овальность и смещение кромок. Расчетам напряженного состояния; оценке несущей способности и долговечности оборудования и трубопроводов с отклонениями'от: круглости посвящено: достаточно' большое количество опубликованных работ, в частности; известные исследования Г.А. Николаева (МЕТУ им. Н.Э. Баумана), 0:А. Бакши (ЧГТУ), О.И. Стеклова (FAHF им. И.М. Губкина), Н.А. Махутова (ИМАШ РАН), Г.С. Васильченко (ЦНИИТМАШ), А.Д:. Никифорова: (МИХМ), Е.М. Морозова (МИФИ); A.F. Гумерова (ГУ11 «ИПТЭР») и др.

Следует отметить, что наиболее полно изучено влияние на ресурс труб смещения: кромок и овальности. В литературе недостаточно. сведений о совместном влиянии на ресурс .трубопроводов комбинированных дефектов, в частности с вмятинами, в которых имеются риски (царапины) и трещины. Эти проблемы обостряются, когда трубопроводы подвергаются коррозии, ускоряемой действием локализованных механических напряжений (локализованной механохимической коррозии). Кроме этого накопление повреждений в металле значительно ускоряется при повторно-статических нагрузках (пуск - остановка и др.).

Настоящая работа направлена на разработку методов расчетного определения остаточного ресурса трубопроводов с комбинированными механическими повреждениями.

Цель работы - обеспечение безопасности эксплуатации нефтепроводов с комбинированными механическими повреждениями регламентацией их остаточного ресурса.

Основные задачи работы:

• анализ проблем обеспечения безопасности нефтепроводов при эксплуатации;

• исследование механизма инициации и развития трещин, возникающих при статическом и динамическом взаимодействиях труб с твердыми телами;

• оценка совместного влияния вмятин, рисок и трещин на напряженное состояние труб нефтепроводов;

• определение несущей способности и остаточного ресурса труб нефтепроводов с комбинированными дефектами;

• разработка методики расчетов несущей способности и остаточного ресурса нефтепроводов с комбинированными повреждениями.

Методы решения поставленных задач

Проблемы возникновения трещин при соударении труб с твердыми телами решались с использованием подходов контактной механики разрушения. Оценка критических параметров вмятин проводилась с использованием деформационных критериев разрушения.

Коэффициенты интенсивности напряжений (КИН) в конструктивных элементах с комбинированными дефектами определялись методом предельных нагрузок на моделях из хрупких низкомодульных материалов:

Предельные нагрузки элементов с повреждениями определены по результатам натурных испытаний стальных образцов из низколегированных сталей.

Остаточный ресурс определялся- на базе полученных автором результат тов с использованием известных кинетических уравнений: малоциклово№ повреждаемости Коффина-Мэнсона, Н! А. Махутова и Бэсквина:. .

Научная новизна:

- методами теории- тонких; оболочек вращения и; механики ■ разрушения получены расчетные зависимости для определения напряженного состояния труб с вмятинами с рисками и трещинами (комбинированными дефектами);.

- на основании деформационных критериев .разрушения получены, аналитические зависимости для определения: несущей способности- труб с вмят тинами;

- получены и научно обоснованы .расчетные формулы-для определения несущей;способности и остаточного ресурсатруб нефтепроводов с комбинированными дефектами;

- разработана, методика; расчетов; несущей^ способности и остаточного ресурса нефтепроводов с комбинированными повреждениями;

На защиту выносятся:результаты исследований, имеющие научную и практическую значимость.для трубопроводного;-■транспорта: и других объектов нефтегазовой отрасли.

Практическая ценность, результатов работы заключается; в том, что разработанная? автором методика расчетов: несущей способности' и остаточного ресурса нефтепроводов, позволяет устанавливать степень опасности комбинированных дефектов и безопасные сроки их эксплуатации.

Достоверность результатов исследовании

Решение основных задач-базировалось на современных апробированных подходах теории оболочек, механики разрушения; теории пластичности и упругости, механохимии металлов. В работе учитывались современные достижения в области промышленной безопасности и оценки остаточного ресурса.

Большинство экспериментальных результатов подтверждены результатами лабораторных и натурных испытаний. Результаты исследований согласуются с общими представлениями механики твердого деформируемого тела с дефектами и данными других авторов.

Экспериментальные исследования проведены с использованием приборов и машин, прошедших госповерку.

Личный вклад автора

Автором лично получены следующие наиболее существенные результаты: а) выявлен анализ основных закономерности инициации и развития трещин при статическом и динамическом взаимодействиях труб с твердыми телами; б) определены поля напряжений в трубах с комбинированными дефектами (вмятинами с рисками и трещинами); в) установлены и описаны основные закономерности влияния комбинированных дефектов на несущую способность и остаточный ресурс нефтепроводов. Автор лично проводил испытания образцов и принимал участие в натурных испытаниях труб с комбинированными дефектами в ОАО «Салаватнефтемаш». Разработал методику расчета несущей способности и остаточного ресурса нефтепроводов с комбинированными повреждениями.

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Садыков, Рустам Венерович

Основные выводы

1. Базируясь на основных положениях механики контактного разрушения, выполнен анализ механизма инициации и развития поверхностных трещин при взаимодействии цилиндрических элементов (труб, обечаек) с твердыми телами. Приведены конкретные примеры инициации поверхностных трещин на трубах и обечайках при статическом и динамическом воздействиях твердых тел.

2. Методами теории тонких оболочек выполнен анализ напряженного состояния моделей с вмятинами. Получены формулы для выполнения инженерных расчетов коэффициентов концентрации напряжений при упругих и пластических деформациях.

3. С использованием деформационных критериев разрушения получены аналитические зависимости для расчета критических допускаемых параметров вмятин в цилиндрических конструктивных элементах.

На основе метода предельных нагрузок предложены формулы для расчетов коэффициентов интенсивности напряжений в трубах с комбинированными дефектами (вмятинами с рисками и трещинами).

Проведена оценка несущей способности нефтепроводов с комбинированными дефектами по результатам натурных испытаний. Получены формулы для определения коэффициентов несущей способности труб с указанной комбинацией повреждений.

4. На основании известных закономерностей малоцикловой повреждаемости и полученных в работе данных по коэффициентам концентрации напряжений, интенсивности напряжений и несущей способности дана оценка количества циклов нагружения нефтепроводов с комбинированными дефектами (вмятинами с рисками и трещинами).

Разработана методика расчетов несущей способности и остаточного ресурса нефтепроводов с комбинированными повреждениями.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Садыков, Рустам Венерович, Уфа

1. Александров В.М., Мхитарян С.М. Контактные задачи для тел с тонкими покрытиями и прослойками. М.: Наука, 1983. - 488 с.

2. Александров В.М., Ромалис Б.Л. Контактные задачи в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1986. — 175 с.

3. Александров В.М., Кадомцев И.Г., Царюк Л.Б. Осесимметричные контактные задачи для упругопластических тел // Трение и износ. 1984. -Т.5. - № 1. - С. 16-26.

4. Алексеев Ю.Н., Борисевич В.К., Коваленко П.И. Теоретическое исследование деформационного состояния при вдавливании сферического ин-дентора в полупространство // Импульсная обработка металлов давлением. Харьков: ХАИ, 1975. Вып. 5. - С. 112-116.

5. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука, 1983. - 280 с.

6. Алехин В.П., Булычев С.И., Шоршоров М.Х. Определение эффективной поверхностной энергии индентированием // Проблемы прочности. -1979. -№ 1.-С. 19-23.

7. Амельянович К.К., Горалин В.Т. Прочность стекла при контактном микровдавливании // Проблемы прочности. 1980. - № 2. - С. 90-93.

8. Андрейкив А.Е., Шур Е.А., Панько И.Н. и др. Расчет коэффициентов интенсивности напряжений для внутренней поперечной трещины в головке рельса// Физико-химическая механика материалов. 1980. - № 1. - С. 95-97.

9. Архипов Р.Г., Каганова И.М. К теории оптимального распределения напряжений в наковальнях Бриджмена // ДАН СССР. 1978. - Т.239. - № 4. -С. 821-824.

10. Антикайн П.А., Белов П.В., Воронкин И.М. и др. Положение о системе технического диагностирования шаровых и водогрейных котлов промышленной энергетики НПО ЦКТИ. С.-Петербург, 1993. - 63 с.

11. Байхова Л.Г., Пух В.П. Разрушение стекла при локальном контактном нагружении //Проблемы прочности. 1979. - № 4. — С. 77-80.

12. Бакиев А.В., Зайнуллин Р.С., Гумеров К.М. Напряженное состояние в окрестности острых концентраторов напряжений конструктивных элементов газонефтехимического оборудования // Нефть и газ. 1998. - № 8. — С. 85-88.

13. Бакиев А.В. Технология аппаратостроения: Учебное пособие. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 1995. 297 с.

14. Биргер И.А. и др. Расчет на прочность деталей машин / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. М.: Машиностроение, 1993.-640 с.

15. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1990.-448 с.

16. Богомолова Н.А. Практическая металлография. 2-ое изд. - М.: Высшая школа, 1982. - С. 134-186.

17. Бартенев Г.М., Турчинович Л.М. Микротвердость и деформационно-прочностные состояния стекла // Физика и химия стекла. 1976. - Т.2, № 6. - С. 524-528.

18. Безухов Н.И. Теория упругости и пластичности. М.: Гостехиздат, 1953.-420 с.

19. Белый А.В., Мышкин Н.К. К вопросу о размере отделяющихся частиц при изнашивании // ДАН БССР. 1981. - Т.25. - № 1. - С. 35-38.

20. Беляев Н.М. Местные напряжения при сжатии упругих тел // Труды по теории упругости и пластичности. М.: Гостехиздат, 1957. - С. 31-146.

21. Бердиков В.Ф., Пушкарев О.И., Гавриченко В.В. Исследование анизотропии механических свойств монокристаллов ферритов методом микровдавливания // Проблемы прочности. — 1985. № 7. - С. 67-70.

22. Бидерман В.Л. Местные деформации при ударе // Расчеты на прочность в машиностроении / Под ред. С.Д. Пономарева. М.: Машгиз, 1959. -Т. 3.- С. 537-553.

23. Билби Б., Эшелби Дж. Дислокации и теория разрушения // Разрушение / Под ред. Г. Либовца.-М.: Мир, 1973. Т.1. - С. 112-203.

24. Биргер И.А. Некоторые общие методы решения задач теории пластичности // Прикладная математика и механика. 1951. - Т. 15. - № 6. -С. 765-770.

25. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. - 232 с.

26. Бондарев Ю.И., Варнелло В.В., Цибин Г.И. Распределение деформаций под отпечатком шарика // Заводская лаборатория. 1963. - № 5. -С. 604-606.

27. Бочко А.В., Григорьев О.Н., Джамаров С.С. и др. Влияние структурных факторов на механические свойства сверхтвердых материалов на основе нитрида бора// Порошковая металлургия. 1971. - № 10. - С. 61-69.

28. Бочко А.В., Григорьев О.Н., Джамаров С.С. и др. Температурная зависимость твердости нитрида бора // Порошковая металлургия. 1977. -№6.-С. 64-69.

29. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа, 1980. -386 с.

30. Буткевич JI.H., Мартыненко М.Д. Об учете сил контактного трения при внедрении конуса в полупространство // Изв. АН БССР. Сер. физ.-мат. -1978.-№3.-С. 127-130.

31. Вальковская М.И. и др. Пластичность и хрупкость полупроводниковых материалов при испытании на микротвердость / М.И: Вальковская, Б.М. Пушкаш, Э.Е. Марончук. Кишинев: Штиинца, 1984. - 107 с.

32. Варнелло В.В. Приближенное решение задачи о вдавливании пологих конусов в жестко-пластическую среду // Журн. прикл. матем. и техн. физики (ПМТФ). 1964. - № 4. - С. 105-108.

33. Вахитов А.Г. Определение коэффициентов интенсивности напряжений в моделях сварных соединений: Информационный листок № 134-97. -Уфа, РНТИК «Баштехинформ» АН РБ. 3 с.

34. Гумеров А.Г., Зайнуллин Р.С., Ямалеев К.М. и др. Старение труб нефтепроводов. М.: Недра, 1995. - 218 с.

35. Газиев P.P. Оценка долговечности биметаллических аппаратов на примере реактора установки замедленного коксования: Автореф. канд. техн. наук.-Уфа, 1992.-24 с.

36. Гумеров К.М., Бакши О.А., Зайцев Н.Д., Колесов А.В. Исследование напряжений в сварных соединениях с V— образными концентраторами // Применение математических методов и ЭВМ в сварке. Л.: ЛДНТП, 1987. — С. 73-77.

37. Галлямов A.M. Роль структурных факторов в формировании ресурса элементов нефтехимического оборудования из Ст 3: Автореф. канд. техн. наук.-Уфа, 1996.-21 с.

38. ГОСТ 25.506-85. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. М.: Изд-во стандартов, 1985. - 61 с.

39. ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств. -М.: Изд-во стандартов, 1978. 55 с.

40. ГОСТ 20911-75. Техническая диагностика. Основные термины и определения. — М.: Изд-во стандартов, 1978. 14 с.

41. ГОСТ 27.002-83. Надежность в технике. Термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1983. 30 с.

42. ГОСТ 1497-73. Металлы. Методы испытаний на растяжение. М.: Изд-во стандартов, 1977. - 40 с.

43. ГОСТ 25.507-85. Методы испытаний на усталость при эксплуатационных режимах нагружения. — М.: Изд-во стандартов, 1985. — 31 с.

44. ГОСТ 14349-80. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. М.: Изд-во стандартов, 1980. — 61 с.

45. ГОСТ 25859-83. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках. М.: Изд-во стандартов,1983.-30 с.

46. ГОСТ 25215-82. Сосуды и аппараты высокого давления. Обечайки и днища. Нормы и методы расчета на прочность. М.: Изд-во стандартов, 1986.-8 с.

47. ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. М.: Изд-во стандартов,1984.-63 с.

48. ГОСТ 24755-81. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность укреплений отверстий. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 20 с.

49. ГОСТ 25.504-82. Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости. М.: Изд-во стандартов, 1982. -80 с.

50. Гусев И.А., Карасев И.Н., Кольман-Иванов Э.Э. и др. Конструирование и расчет машин химических производств. — М.: Машиностроение,1985.-408 с.

51. Гальперин Е.Н., Рачков В.И., Кутепов С.М. и др. Методика прогнозирования остаточного ресурса безопасной эксплуатации сосудов и аппаратов по изменению параметров технического состояния. М.: НИИХИМ-МАШ, 1993.-90 с.

52. Зайнуллин Р.С., Махов А.Ф., Набережнев А.В. и др. Определение остаточного ресурса сосудов и аппаратов нефтеперерабатывающих заводов. — М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1991. 55 с.

53. Зайнуллин Р.С., Вахитов А.Г. Предельное состояние элементов трубопроводных систем. Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 2005. - 421с.

54. Зайнуллин Р.С., Вахитов А.Г. Влияние предыстории нагружения на ресурс сварных обечаек с острыми угловыми переходами. Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 1997.-24 с.

55. Зайнуллин Р.С., Ямалеев К.М., Мокроусов С.Н., Ямуров Н.Р., Вахитов А.Г. Физические факторы разрушений нефтепроводов. Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 1997.-98 с.

56. Зайнуллин Р.С., Коваленко В.В., Вахитов А.Г. Натурные испытания сосудов со смещением кромок // Проблемы машиностроения, конструкционных материалов и технологий. Матер, научн.-техн. конф. АН РБ. Уфа, 1997.-С. 104-109.

57. РД 39-0147103-387-87. Методика определения трещиноспособности материала нефтепроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1987. - 59 с.

58. Зайнуллин Р.С. и др. Критерии безопасного разрушения элементов трубопроводных систем / Р.С. Зайнуллин, Е.М. Морозов, А.А. Александров. М.: Наука, 2005. - 316 с.

59. Зайцев К.И. Межотраслевой семинар «Старение трубопроводов, технология и техника их диагностики и ремонта» // Трубопроводный транспорт нефти. 1996. - № 11. - С. 15-18.

60. Зайнуллин Р.С. Механика катастроф. Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости. — Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 1997. 426 с.

61. Зайнуллин Р.С. Ресурс элементов трубопроводных систем. — Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 2005. 836 с.

62. Зайнуллин Р.С., Постников В.В. Несущая способность сварных сосудов с острыми поверхностными дефектами при малоцикловом нагружении // Сварочное производство. 1982. - С. 94-100.

63. Ито Ю., Мураками Ю., Хасэбэ Н. и др. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений: В 2 т. М.: Мир, 1989. - 1016 с.

64. Инструкция по обследованию технического состояния подводных переходов магистральных нефтепроводов: РД 39-30-1060-84. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1984. - 42 с.

65. Канторович З.Б. Основы расчета химических машин и аппаратов. -М.: Машгиз, 1960. 743 с.

66. Когаев В.П. Расчеты при напряжениях, переменных во времени. — М.: Машиностроение, 1977. -232 с.

67. Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976.-456 с.

68. Куркин С.А. Прочность сварных тонкостенных сосудов, работающих под давлением. М.: Машиностроение, 1976. - 184 с.

69. Качанов JI.M. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969.420 с.

70. Колмогоров B.JL, Богатов А.А., Мигачев Б.А. и др. Пластичность и разрушение. М.: Металлургия, 1977. - 336 с.

71. Коттрелл А.Х. Дислокация и пластическое течение в кристаллах. — М.: Металлургия, 1958. 273 с.

72. Кроссовский А.Я. Хрупкость металлов при низких температурах. -Киев: Наукова думка, 1980. 338 с.

73. Кузеев И.Р. Физическая природа разрушения / И.Р. Кузеев, Д.В. Куликов, И.В. Мекалова и др. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997. - 168 с.

74. Коваль В.П., Зазуляк В.А., Ковальчук Р.И. Влияние сероводорода и низких температур на склонность к коррозионно-механическому разрушению углеродистых сталей // Защита металлов. — 1979. — Т. XV. № 1. — С. 87-69.

75. Карпенко Г.В., Василенко И.И. Коррозионное растрескивание сталей. -Киев: Техника, 1971. 192 с.

76. Карпенко Г.В. Влияние среды на прочность и долговечность металлов. Киев: Наукова думка, 1976. - 127 с.

77. Карвадский Л.М., Коваль В.П. Влияние марганца на сульфидное растрескивание сталей // Коррозия и защита. 1978. — № 5. - С. 25-26.

78. Коваль В.П., Афанасьев В.П., Антонов В.Г. и др. Новая низколегированная сталь, стойкая против коррозионного растрескивания в средах, содержащих сероводород // ФХММ. 1977. - № 3. - С. 89-91.

79. Куделин Ю.И., Легезин Н.Е., Павлова Н.М. и др. Влияние парциального давления сероводорода и температуры на коррозию стали 20 // Коррозия и защита. 1977. - № 12. - С. 3-5.

80. Когаев В.П. и др. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Справочник / В.П. Когаев, Н.А. Махутов, А.П. Гусен-ков. М.: Машиностроение, 1985. - 224 с. .

81. Куделин Ю.И., Легезин Н.Е., Николаева В.А. Изучение относительной агрессивности среды при сероводородной коррозии // Коррозия и защита.-1977.-№ 11.-С. 3-6.

82. Канайкин В.А., Матвиенко А.Ф. Разрушение магистральных газопроводов (Современные представления о коррозионном растрескивании под напряжением). Екатеринбург, 1997. - 102 с.

83. Колесников. Ю.В., Морозов Е.М. Механика контактного разрушения. М.: Изд-во ЛЕСИ, 2007. - 224 с.

84. Карпенко Г.В., Василенко И.И. Коррозионное растрескивание сталей. -Киев: Техника, 1972. 192 с.

85. Карпенко Г.В. Влияние среды на прочность и долговечность металлов. Киев: Наукова думка, 1976. — 123 с.

86. Лобанов Л.М. и др. Основы проектирования конструкций / Л.М. Лобанов, В.Н. Махненко, В.И. Труфяков. Киев: Наукова думка, 1993. Т.1. — 416 с.

87. Лейкин И.М. и др. Производство и свойства низколегированных сталей / И.М. Лейкин, Л.М. Лобанов, Д.А. Литвиненко, А.В. Рудченко. — М.: Металлургия, 1972. — 256 с.

88. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. — 3-е изд. — М.: Металлургия, 1984. 359 с.

89. Лихман В.В., Копысицкая Л.Н., Муратов В.М. Прочность сварных резервуаров с несовершенствами формы при малоцикловом нагружении // Проблемы прочности. 1995. - № 11-12. - С. 130-136.

90. Лютцау В.Г. Современное представление о структурном механизме деформационного старения и его роль в развитии разрушения при малоцикловой усталости // Структурные факторы малоциклового разрушения металлов. -М.: Наука, 1979.-С. 5-21.

91. Логан Х.Х. Коррозия металлов под напряжением. М.: Металлургия, 1970.-339 с.

92. Методика определения остаточного ресурса трубопроводов с дефектами, определяемыми внутритрубными инспекционными снарядами. — М.: АК «Транснефть», 1994. 30 с.

93. Морозов Е.М. Механика разрушения упругопластических тел. М.: МИФИ, 1986.-82 с.

94. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения. М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.

95. Методика определения опасности повреждений стенки труб магистральных трубопроводов по данным обследования внутритрубными дефектоскопами. М.: АК «Транснефть», 1997. - 25 с.

96. Методика оценки работоспособности труб линейной части нефтепроводов на основе диагностической информации: РД 39-00147105-001-91. — Уфа: ВНИИСПТнефть, 1992. 98 с.

97. Методика по выбору параметров труб и поверочного расчета линейной части магистральных нефтепроводов: РД 39-0147103-361-86. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1987. - 38 с.

98. Мошнин Е.Н. Гибка и правка на ротационных машинах. М.: Машиностроение, 1967. - 272 с.

99. Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость. М.: Машиностроение, 1974. - 344 с.

100. Нейбер Г. Концентрация напряжений: Пер. с нем. / Под ред. А.И. Лурье. М.: Гостехиздат, 1947. - 204 с.

101. Николаев Г.А. и др. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформаций конструкций / Г.А. Николаев, С.А. Куркин, В.А. Винокуров. -М.: Высшая школа, 1982. 272 с.

102. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энерготехнических установок. М.: Энергоатомиздат, 1989. — 525 с.

103. Нотт Дж. Основа механики разрушения. М.: Металлургия, 1978. -256 с.

104. Навроцкий Д.И. Расчет сварных соединений с учетом концентрации напряжений. -М.: Машиностроение, 1968. — 170 с.

105. Николе Р. Конструирование и технология изготовления сосудов давления. М.: Машиностроение, 1975. — 464 с.

106. Новые методы оценки сопротивления металлов хрупкому разрушению / Под ред. Ю.Н. Работнова. М.: Мир, 1972. - 440 с.

107. Пластичность и разрушение / Под ред. В.Л. Колмогорова. М.: Металлургия, 1977. - 336 с.

108. Прочность, устойчивость, колебание: Справочник: В 3 т. М.: Машиностроение, 1968. Т.З. - 567 с.

109. Павлов В.А. Физические основы холодной деформации ОЦК металлов. М.: Наука, 1978. - 206 с.

110. Притула В.А. Катодная защита от коррозии. — М.: Госэнергоиздат, 1962.-205 с.

111. Рекомендации по оценке работоспособности участков газопроводов с поверхностными повреждениями. М.: РАО «Газпром», 1996. - 19 с.

112. СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998. - 52 с.

113. Сурков Ю.В., Соколова О.М. и др. Анализ причин разрушения и механизмов повреждаемости магистрального газопровода из стали 17ГС // ФХММ.- 1988.- № 5.-С. 15-18.

114. Серенсен С.В. и др. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность // С.В. Серенсен, В.П. Когаев, P.M. Шнейдерович. М.: Машиностроение, 1975. -488 с.

115. Суханов А.В. и др. Исследование влияния деформационного старения на трещиностойкость трубных сталей / А.В. Суханов, У.М. Мустафин, М.М. Велиев. Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 2005. - С. 13-14.

116. Тутнов И.А. Подходы к определению срока безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов // Трубопроводный транспорт. Матер, междунар. практ. конф. 1997. - С. 9-15.

117. Черняев К.В., Васин Е.С. Применение прочностных расчетов для оценки на основе внутритрубной дефектоскопии технического состояния магистральных нефтепроводов с дефектами // Трубопроводный транспорт нефти. 1996. -№ 1. -С. 11-15.

118. Ямалеев К.М., Абраменко JI.B. Деформационное старение трубных сталей в процессе эксплуатации нефтепроводов // Проблемы прочности. 1989.-№ 11.-С. 125-128.

119. Almquist W.E. Control of stress-corrosion cracking is probed // Oil & Gas Journal. 1979. - Oct. 22. - P. 68-73.

120. Aynbinder A., Powers J.T., Dalton P. Pipeline design method can reduce wall thickness, costs // Oil & Gas Journal. 1995. - Feb. 20. - P. 70-77.

121. Baker T.N., Rochfort G.G., Parkins R.N. Pipeline rupture. Postrupture analyses reveal probable future line failures // Oil & Gas Journal. 1987. -Jan. 12.-P. 65-70.

122. Delbeck W., Engel A., Muller D., Sporl R. et al. Protection of high-pressure steel pipelines for the transmission of gas against stress-corrosion cracking at high temperature // Werkstoff und Korrosion. 1986. - No. 37. -P. 176-182.

123. James D.P. Fatigue considerations in the design of pipelines // Proc. Canf. Iampr. Weld Cant. 1971. - Т. 1. - P. 62-72.

124. Kiefner J.F., Maxey W.A., Eiber R.J., Duffy A.R. Failure stress levels of flaws in pressure cylinders. Progress in flaw grows and fracture toughness testing//ASTMSTP 536.- 1973.-P. 461-481.