автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Обеспечение безопасности эксплуатации разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами

УДК 622.692.4:621.193/197

На правах рукописи

ии-з

Худяков Дмитрий Сергеевич

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАЗНОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СИЛЬФОННЫХ КОМПЕНСАТОРОВ С ТРУБОПРОВОДАМИ

Специальность 05.26.03 - Пожарная и промышленная безопасность

(нефтегазовый комплекс)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

По ¿г,-

Уфа 2009

003466386

Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ГУЛ «ИПТЭР»)

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Халимов Айрат Андалисович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Султанов Марат Хатмуллинович

- доктор технических наук, профессор Кузеев Искандер Рустемович

Ведущее предприятие - Открытое акционерное общество

«Институт «Нефтегазпроект»

Защита диссертации состоится 30 апреля 2009 г. в II00 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 «ИПТЭР».

Автореферат разослан 30 марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук -— Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Техническое усовершенствование трубопроводов в нефтегазовой отрасли с целью повышения их надежности и снижения расходов на строительство и эксплуатацию и в настоящее время не потеряло своей актуальности.

Важным резервом снижения капитальных затрат, повышения надежности работы трубопроводов и оборудования является применение в них специальных устройств для компенсации температурных деформаций. В последние годы для этих целей стали применяться металлорукава и сильфонные компенсаторы, имеющие значительные технико-экономические преимущества перед компенсирующими устройствами других типов. Простота изготовления, большая надежность (минимальное число сварных швов), высокие эксплуатационные и технико-экономические показатели создали возможность их широкого использования в различных отраслях промышленности. Они не только компенсируют изменения длин трубопроводов из-за перепада температур, но и выполняют другие важные функции: обеспечивают эластичность соединений в трубопроводах, подверженных опасности разрушения вследствие оседания почвы или перемещения зданий, аппаратов и машин; выполняют роли прижимного (силового) элемента; компенсационного элемента в трубопроводах с защитным кожухом; устройства для снижения вибрационных нагрузок и т.д.

Сильфонные компенсаторы герметичны и температуростойки, обладают антикоррозионными свойствами. Кроме того, их конструкции позволяют компенсировать нагрузки для каждого отдельного случая в зависимости от величины и частоты воспринимаемых движений и в соответствии с требуемым сроком службы.

Осевые, поперечные и угловые компенсаторы выпускаются в стандартном исполнении с диаметрами условных проходов от 20 до 3000 мм.

Основным гибким элементом компенсатора является металлический сильфон, который изготавливается из высококачественных нержавеющих статей и материалов, выбор которых зависит от условий эксплуатации. Чаще всего применяются компенсаторы с многослойными сильфонами. Возможность варьирования общей толщиной и числом слоев определяет их применение, прежде всего, при высоком давлении, причем в результате их многослойности сохраняется высокая эластичность при небольшой изгибной жесткости.

Несмотря на ряд неоспоримых преимуществ, применение сильфонных компенсаторов осуществляется не в полном объеме в силу их недостаточного предложения на рынке услуг, а также традиционного подхода проектных организаций к разработке трубопроводных систем. Это связано, в частности, и с тем, что до настоящего времени отсутствуют единые принципы проектирования новых конструкций компенсаторов, наблюдается большой разброс в инженерных расчетах конструктивных и эксплуатационных характеристик, недостаточно изучены факторы, влияющие на работоспособность компенсаторов в различных условиях эксплуатации и т.д.

Особый интерес представляют вопросы обеспечения безопасности эксплуатации разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами, изготовленных из различных сталей. Для таких соединений характерна выраженная неоднородность свойств, обусловленная диффузионными и закалочными процессами при сварке и эксплуатации.

В этом направлении известны фундаментальные работы научных школ профессоров В.Н. Земзина, Н.О. Окерблома, O.A. Бакши, Р.З. Шрона, М.Х. Шоршорова, Ю.Н. Готальского, A.B. Бакиева и др.

Тем не менее, остаются нерешенными ряд проблем, связанных с технологическим обеспечением безопасности разнородных соединений, а также оценкой и повышением их ресурса при эксплуатации.

Цель работы - обеспечение безопасности эксплуатации разнородных соединений патрубков сильфонных компенсаторов с трубопроводами.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:

- анализ характеристик работоспособности и безопасности эксплуатации разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами;

- исследование напряженного состояния в окрестности линии сплавления разнородных соединений патрубков сильфонного компенсатора с трубопроводом;

- обоснование технологического обеспечения безопасности эксплуатации разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами;

- разработка методических рекомендаций по оценке остаточного ресурса разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами по критериям длительной прочности.

Методы решения поставленных задач

Проблемы оценки напряженного состояния и несущей способности разнородных соединений сильфонных компенсаторов решались с применением широко используемых подходов теории пластичности неоднородных тел.

Остаточный ресурс определялся на базе полученных автором результатов по несущей способности и напряженному состоянию с использованием известных критериев длительной прочности, развиваемых в Институте машиноведения РАН им. A.A. Благонравова, ИПТЭР, УГНТУ и др.

Научная новизна результатов работы

I. Установлены и описаны основные закономерности напряженного состояния металлов в окрестности линии сплавления разнородных соединений патрубков сильфонного компенсатора с трубопроводом. Установлено, что разнородность соединения обуславливает различную деформационную способность металла в окрестности соединения вследствие реализации диффузионных прослоек с отличающимися по величине коэффициентами жесткости напряженного состояния.

2. Получены формулы для определения допускаемых параметров диффузионных мягких (ДМП) и твердых (ДТП) прослоек, образующихся в окрестности линии сплавления разнородных соединений, при которых их наличие не оказывает заметного влияния на характеристики работоспособности и безопасности эксплуатации участка трубопровода с компенсатором.

3. Разработаны методические рекомендации по расчетной оценке ресурса безопасной эксплуатации участка трубопровода с сильфоршым компенсатором с использованием критериев длительной прочности.

На защиту выносятся результаты исследований, имеющие научную и практическую ценность, а именно:

• закономерности напряженного состояния в окрестности линии сплавления разнородных соединений сильфонного компенсатора с трубопроводом;

• аналитические формулы для определения допускаемых параметров диффузионных мягких и твердых прослоек в разнородных соединениях;

• методы обеспечения технологической безопасности и определения остаточного ресурса разнородных соединений патрубков сильфонного компенсатора с трубопроводом.

Практическая ценность результатов работы

1. Предложенный комплекс технических решений по выполнению соединений патрубков сильфонного компенсатора с трубопроводом позволяет обеспечивать их технологическую безопасность.

2. Разработанные методические рекомендации по оценке остаточного ресурса позволяют устанавливать научно обоснованные сроки безопасной эксплуатации участка трубопровода с сильфонным компенсатором.

3. Разработанные стандарты предприятий и методические рекомендации по оценке остаточного ресурса согласованы компетентными органами и рекомендованы ведущими институтами для использования в расчетной практике.

Достоверность результатов исследований

Решение основных задач базируется на современных апробированных подходах теории оболочек, теории пластичности и упругости. В работе учитываются современные достижения в области промышленной безопасности и оценки остаточного ресурса.

Большинство полученных результатов согласуются с общими представлениями теории пластичности неоднородных тел и данными других авторов.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на научно-практических конференциях и научно-технических семинарах по вопросам обеспечения надежности и безопасности нефтегазопромыслового оборудования и трубопроводов в ГУП «ИПТЭР» (г. Уфа, 2007-2009 гг.) и на секции «Безопасность нефтегазового оборудования и трубопроводов» Ученого Совета ГУП «ИПТЭР» (протокол № 2 от 21.01.09 г.)

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 8 научных трудах (два - в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ), в том числе разработаны Методические рекомендации (1) и стандарт предприятия.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из пяти глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка использованной литературы, включающего 117 наименований. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 60 рисунков, 7 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы её цель и основные задачи, обозначены основные положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В первой главе освещены сравнительные характеристики сильфонных компенсаторов, применяемых в нефтегазовой отрасли. Рассмотрены особенности их производства, основные технические требования к ним.

Показана значительная роль разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводом в обеспечении их безопасной эксплуатации.

Вторая глава посвящена анализу характеристик работоспособности разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами.

Во многих случаях патрубки сильфонных компенсаторов привариваются к трубопроводам, изготовленным из феррито-перлитных сталей типа 20, 20К, СтЗ и др. При этом патрубки сильфонных компенсаторов изготавливаются из аустенитных сталей типа 08X18Н1 ОТ.

Различие содержания углерода в металлах патрубков и трубопровода в процессе сварки и последующей эксплуатации в окрестности линии сплавления приводит к образованию науглероженных и обезуглероженных участков (диффузионных прослоек). Схематично этот факт изображен на рисунке 1.

Линия сплавления

СтЗ

08Х18Н10Т

(патрубок

компенсатора)

(трубопровод)

а)

HV "

К

-X

X

б)

Рисунок 1 - Схемы разнородного соединения (а) и распределения твердости (б) в окрестности его линии сплавления

Очевидно, что обезуглероженные участки разнородного соединения имеют более низкие прочностные характеристики, и их будем обозначать символом ДМП (диффузионные мягкие прослойки), а науглероженные участки, имеющие повышенную твердость (прочность), - ДТП (диффузионные твердые прослойки).

В плане работоспособности таких соединений наибольшую опасность представляют диффузионные твердые прослойки, предопределяющие их деформационную способность.

Степень превышения твердости ДТП для рассматриваемых соединений = НУлп/НУ.м (НУ„,Г твеРД°сть основного металла) в значительной мере зависит от содержания углерода в стали (В.Н. Земзин). Чем ниже содержание углерода в стали, тем меньше степень неоднородности ДМП. В разнородных соединениях с малоуглеродистой сталью (армко-железо) ДМП практически отсутствуют. Анализ литературных данных показывает, что для рассматриваемых в работе разнородных сочетаний

£>2,25 5/С, (1)

где С - содержание углерода в стали, %.

Наибольший рост ]£ТВ от С отмечается в области С- 0... 0,3. При С> 0,3 величина изменяется незначительно, например для инструментальной

стали (С =0,69 %) К'в * 2,25.

Особый интерес представляет оценка ширины ДТП и ДМП.

После выполнения присоединения компенсатора к трубопроводу значения ширины ДТП и ДМП достаточно малы. Например, для сталей с содержанием углерода от 0,06 до 0,32 % значение ширины ДТП (/?дтп) составляет около 0,1 ... 0,2 мм (В.Н. Земзин). При толщине трубы около 5= 10 мм относительная ширина ДТП (Иц-т~ тп/ §) изменяется в пределах А = 0,01 ...0,02. Необходимо отметить, что после длительной эксплуатации

при повышенных температурах величина Лд-щ может увеличиваться примерно на порядок.

На основании выполненного анализа литературных данных сделан вывод о том, что существующие методы оценки допускаемых ширин ДМП и ДТП дают завышенные значения. Поэтому возникает необходимость проведения дополнительных исследований по оценке допускаемых величин [ДМП] и [ДТП].

В третьей главе представлены результаты исследований напряженного состояния в окрестности линии сплавления разнородных кольцевых соединений патрубков сильфонного компенсатора с трубопроводом.

В результате исследования получены соответствующие аналитические зависимости для описания характеристик тензора напряжений, в частности основных компонентов девиаторной и шаровой составляющих, коэффициента жесткости напряженного состояния и др. Показано, что различная деформационная способность составляющих разнородного соединения приводит к реализации в окрестности линии сплавления участков с различной жесткостью напряженного состояния. Со стороны более прочной составляющей в окрестности линии сплавления реализуется более «мягкое» напряженное состояние с меньшим коэффициентом жесткости напряженного состояния у<г=оср/а|, где аср - среднее напряжение (шаровой тензор напряжений); с^ - интенсивность напряжений (девиатор тензора напряжений). Заметим, что величина \]/„ предопределяет скорости диффузии примесных атомов, коррозии, водородного и деформационного охрупчивания, старения металла и др. Чем меньше тем меньше интенсивность указанных процессов. В работе получены соответствующие формулы для оценки этого факта от параметра \|/0. Со стороны более мягкой составляющей разнородного соединения в окрестности линии сплавления реализуется напряженное

состояние с более высоким значением \|/„. Этот факт способствует упрочнению металла в окрестности линии сплавления.

В работе установлены и описаны основные закономерности процессов разупрочнения и упрочнения зоны в окрестности линии сплавления разнородных соединений.

Как известно, характеристики работоспособности и безопасности разнородных соединений существенно зависят от геометрических и механических параметров ДМП и ДТП. При этом основными геометрическими параметрами ДТП и ДМП являются их относительные толщины хд.ил (Улл//7=Лдоя.(5) и хтгл (Хцтп= Ьдтп/д). Здесь кдш и Илтп - толщины соответственно ДМП и ДТП; 3 - толщина соединения труб (обечаек). Другим геометрическим параметром является отношение внутреннего радиуса соединяемых труб гв к наружному гн (ктн^гц/гц).

Основными механическими параметрами ДМП и ДТП являются:

,, / Д1/П ,,, ДТП , ДЧП Ц1П

КГ О ¿(7 в ; К ГСв >(7В' СТн и <Тв - временные сопротивления металла ДМП и ДТП, (ув - временное сопротивление металла, примыкающего к ДМП и ДТП. Чаще всего сгв=сг"" (временному сопротивлению основного металла) или (уа = ^ (временному сопротивлению металла шва).

Полученные результаты справедливы для упрощенных схем разнородных соединений с ДМП и ДТП (рисунок 2), часто принимаемых в расчетной практике.

В работе дан подробный анализ полученных результатов исследования закономерностей распределения основных компонентов напряжений в объеме кольцевых ДМП и ДТП, которые проиллюстрированы соответствующими графическими материалами. Приведены сравнительные данные, полученные другими авторами.

Ьдмп

ДМП

ом / ом § < \

/ г оа

НУ

Ьдтп

ДТП

ОМ / / ОМ §

у С «а к

НУ

♦

Рисунок 2 - Схемы разнородных соединений с ДМП и ДТП

В частности, для оценки коэффициентов упрочнения (Куп) ДМП и разупрочнения (КРз) ДТП получены следующие формулы:

= (2)

Л М1П Л ¡шп

(K\-w+wkjaL (3)

^ v Л дмп л тп

где /£, = (/£',"-параметр £-«1,00 ... 1,25.

Анализ формул (2) и (3) показывает, что при уменьшении величин и Х^г/7 коэффициент AY77 значительно возрастает, а уменьшается.

Это означает, что при деформации элементов с ДМП их прочностные характеристики увеличиваются со снижением %дмп- В конструктивных элементах с ДТП с уменьшением хзтп прочностные характеристики сохраняются постоянными, но повышается степень вовлечения в пластическую деформацию металла ДТП.

Уменьшение хдтп в целом повышает деформационную способность разнородного кольцевого соединения.

Указанные закономерности справедливы для расчетных схем, представленных на рисунке 2.

Во многих случаях линии сплавления разнородных труб оказываются под определенным углом а, например при электродуговой ручной и полуавтоматической сварке в среде защитных газов с симметричной разделкой кромок. В этом случае за расчетную схему ДМП и ДТП целесообразно принимать такую, которая изображена на рисунке 3.

-----%

Рисунок 3 - Схема наклонных ДМП и ДТП

В этом случае коэффициенты КУП и Кр3 резко изменяются с увеличением угла а, и при а->45°КУП^ 1,0 и /<Г/>з->1,0.

Для оценки влияния угла наклона а на величины КУП и получены следующие формулы:

К „(■")= + К „)а"> (5)

где а = Аа!ж\ п = 3,14.

Графики зависимостей Куп(а) и Крз(а) от а показаны на рисунке 4.

Рисунок 4 - Графики зависимостей Куп и Крз от а

Четвертая глава посвящена вопросам технологического обеспечения безопасности эксплуатации разнородных соединений сильфонн ых компенсаторов с трубопроводами.

На начальных этапах работы на основании результатов исследований, полученных в третьей главе, произведена оценка допускаемых размеров [ДМП] и [ДТП]. При соблюдении в соединениях условий Хдмп^Хдмп] и Хдтп<[Хдтп] обеспечиваются достаточно высокие прочностные характеристики разнородных соединений.

В работе получена следующая формула для определения допускаемого параметра [хдмп]:

Кр(1+0,25кт)

¡1

2,25+-

- !,5 >

(6)

где г = 'вг> - 1) / 'я25; кти — Г в А'Н" коэффициент тонкостенности.

На практике величину хдмп определяют по площади ДМП (РднП). Умш= Рдкт! 52-

Величину К в удобно определять по измерениям твердости: Кв=НУТ/НУд ,ш.

Аналогично определяются величины % и для ДТП. Для ориентировочной оценки [х?.ш] может быть использована следующая формула:

[7 ]< 0.3- 0,08(7)

^ //с,

7МЛ

Формула (7) справедлива в области 1,25 ... 2,50.

Для определения [%цтп\ получена следующая аналитическая зависимость:

\1дтп\

0,25 +

0с^-1Х1 + 1>25кти ) -Квт).

■ 0,5 !

(8)

Приближенно величина [цдтп] может быть определена на основании измерений твердости:

(9)

ЬШГП]» 0,344 -0,12 Щ-^

НГг

где НУт - как и ранее, твердость металла, прилегающего к ДТП (основного металла). Формула (9) справедлива при Ктв= 1,2 ... 2,2.

Анализ полученных формул для определения [хцмп] и [хдтп] показывает, что они наиболее адекватно отвечают экспериментальным данным, полученным сотрудниками ИПТЭР и УГНТУ в результате натурных испытаний и методом муаровых полос для схем, представленных на рисунке 2.

Основными направлениями технологического обеспечения характеристик безопасности разнородных соединений сильфонных компенсаторов являются: а) достижение условий Хцмп<[Хдмп] и Хдтп<[Хдтп]; б) обеспечение аустенитно-ферритной (А+Ф) структуры шва разнородных соединений, обладающей высокой трещиностойкостью и коррозионной стойкостью.

Для разнородных труб, образующих соединения из сталей аустенитного (08Х18Н10Т) и феррито-перлитных (20, 22, 20К, 22К, СтЗ, 16ГС, 17ГС и др.) классов, первое требование выполняется при условии, что схемы ДМП и ДТП соответствуют рисунку 2, когда их угол наклона а к 0. Поэтому предлагается односторонняя разделка кромок (рисунок 5) с уменьшенным притуплением кромки в и увеличенным зазором с.

Второе условие можно обеспечить соответствующим выбором присадочного материала (электродов и сварочной проволоки).

а = 50 ... 60°

Рисунок 5 - Схема разделки кромок патрубка сильфонного компенсатора

Как известно, при электродуговой сварке важную роль в обеспечении трещиностойкости играет процесс разбавления двух разных сталей и присадочного материала. Другими словами, сталь, более легированная,

разбавляется сталью, менее легированной. При этом степень разбавления зависит от доли участия каждого из составляющих в разнородном сварном соединении.

Для оценки структурного класса сталей вводят эквиваленты хрома Сг"1 и никеля

В зависимости от величин эквивалентов хрома Сгэ, никеля №э и доли участия каждого из металлов, образующих сварной шов (у,), в нем реализуется та или иная структура с меньшими значениями Сгэ и №э. При этом эквиваленты хрома СгЭс" и никеля №Эсв в сварном шве будут определяться по известному закону аддитивности:

СгЭсв=Х Сгэ'уь №Эсв=£ (10)

где Сгэ' - эквивалент хрома ¡-ого металла, составляющего сварной шов; N1'э' -соответствующий эквивалент никеля; - доля участия ¡-ого металла в образовании сварного шва.

В работе определены значения допускаемых долей участия составляющих в разнородном соединении, а также обоснованы типы и марки электродов с использованием структурно-фазовой диаграммы Шеффлера. С целью уменьшения процессов разбавления более легированных составляющих менее легированными в работе предложены рекомендации по изменению размеров формы подготовки кромок под сварку. Установлено, что наиболее эффективной является многослойная сварка с послойным охлаждением.

Произведена оценка изменения структуры и доли участия присадочного материала по высоте разнородного соединения.

В работе обоснованы величины сварочного тока при многослойной электродуговой сварке.

Предложен новый технологический способ выполнения разнородных соединений комбинированными швами, заключающийся в том, что корневые швы завариваются электродами с повышенным содержанием №э и Сг°, а остальные - с пониженным.

Особую сложность представляет выполнение разнородных соединений патрубка сильфонного компенсатора с трубопроводами из хромистых жаропрочных сталей типа 15Х5М. Особенностью этой группы жаропрочных сталей является их склонность к образованию при сварке закалочных структур в зоне термического влияния с К]" »2,0. В этом случае значение ширины зоны подкалки Ьзп при обычной сварке аустенитными электродами и с предварительным подогревом получается достаточно высоким (h3n »4 ... 5 мм при толщине сварочных элементов 5 =10 мм). При этом значение относительной толщины %зп достигает 0,4 ... 0,5.

В этом случае первое условие обеспечения высокого качества разнородного соединения не соблюдается, наряду с другими отрицательными последствиями предварительного подогрева при сварке. С целью снижения величины хзя необходимо проводить сварку с ограничением тепловложения, например многослойную сварку с послойным охлаждением на воздухе. В этом случае значение величины %т можно снизить до ^=0,2.

Перспективным способом выполнения таких разнородных соединений является сварка в среде защитных газов с ускоренным охлаждением (A.B. Бакиев, А.Г. Халимов). При этом значение величины хзя можно снизить до 0,15. Эффективность этой технологии обоснована комплексом натурных испытаний труб при различных схемах нагружения и действия агрессивных сред.

Кроме того, в работе предлагается производить приварку сильфона к патрубку из той же стали, что и трубопровод (рисунок 6), с использованием наплавки с высоким содержанием эквивалента хрома и никеля (в заводских условиях). 4

! - сильфон; 2 - патрубок; 3 - наплавка; 4 - сварные швы

Рисунок 6 - Схема присоединения сильфона к патрубку

В пятой главе разработаны методические рекомендации по оценке ресурса нефтегазового и нефтехимического оборудования по критериям длительной прочности (коррозионной, циклической и термической повреждаемости) с учетом исходной дефектности и без нее.

Методические рекомендации базируются на фундаментальных и широко апробированных положениях теории длительной прочности, а также на существующих нормативных материалах. Кроме того, большинство использованных подходов согласованы Госгортехнадзором РФ для использования в трубопроводном транспорте.

Методические рекомендации состоят из восьми разделов.

Первый раздел включает общие положения.

Во втором разделе на базе теории упругости и пластичности произведена оценка предельного давления (несущей способности) различных конструктивных элементов оборудования с концентраторами напряжений и повреждениями.

Далее предложены методы определения безопасного срока эксплуатации оборудования, работающего при длительном статическом нагружении и механохимической повреждаемости (при усилении скорости коррозии от действия приложенных механических напряжений).

В четвертом разделе даны рекомендации по учету малоцикловой усталости при оценке ресурса оборудования на базе основных уравнений, предложенных известными учеными Института машиноведения РАН им. A.A. Благонравова.

В пятом разделе рассмотрены особенности определения долговечности (ресурса) сварных элементов оборудования.

Далее предложены методы оценки ресурса конструктивных элементов оборудования по известным критериям статической и циклической трещиностойкости (Международный институт безопасности сложных технических систем «МИБ СТС», МИФИ, ВНИИНефтемаш и др.).

В седьмом разделе произведена оценка ресурса конструктивных элементов оборудования с учетом деформационного старения.

Последний раздел посвящен разработке ресурса конструктивных элементов оборудования, работающего при высоких температурах. Большинство расчетов базируются на экспериментальных данных ВНИИНефтемаша [Дьяков В.Г. и др. Легированные стали для нефтехимического оборудования. -М.: Машиностроение, 1971. - 184 е.].

Более подробно остановимся на последнем разделе.

Для оценки ресурса разнородных соединений типа 08Х18Н10Т+15Х5М при высоких температурах предложена следующая формула:

где tf - время до разрушения при заданной температуре испытаний; Содействующее напряжение; Ант - константы.

На основании анализа большого массива литературных данных установлено, что для стали типа 15Х5М и её сварных соединений параметр А в приведенном выше кинетическом уравнении высокотемпературной повреждаемости можно определять по следующей формуле:

где кгр - коэффициент температурного разупрочнения стали при кратковременных испытаниях на растяжение; - временное сопротивление стали при нормальной температуре испытаний (20 °С). В отожженном состоянии для стали 15Х5М 473...480 МПа.

Величина ктр определяется по формуле:

(И)

Л = к1Г-а»>,

(12)

кТР= 1,614- 1,3657\

где Т = 77700 °С; Г-текущая температура испытаний.

Показатель степени т в кинетическом уравнении высокотемпературной повреждаемости имеет отрицательный знак, поэтому, для удобства чтения, его значение будем брать по абсолютному значению \т\.

Величина |от| определяется по формулам:

• для основного металла

\т\ = 0,085 + 0,315 (Г - 0,7); (14)

• для сварных соединений

|яз| = 0,09 + 0,4 (г — 0,7). (15)

Особо важную практическую ценность в расчётной практике имеют данные по определению предельной прочности .

Для оценки могут быть использованы следующие формулы:

• для основного металла

а,, = af\o,23 - 0,875^-0,7\ при Т = 0,70 ...0,86; (16)

• для сварных соединений

a,, =af\0,09~0,4f~0,8ó)\ при Т = 0,70 ... 0,86. (17)

Аналогичные данные получены для других сочетаний разнородных соединений сильфояных компенсаторов с трубопроводами.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе обобщения литературных данных произведена оценка характеристик работоспособности и безопасности эксплуатации разнородных соединений патрубков сильфонных компенсаторов с трубопроводом.

Установлено, что для разнородных соединений патрубков сильфонных компенсаторов (08Х18Н10Т) и трубопроводов (20, 20К, СтЗ, 16ГС, '7ГС и др.) характерным является реализация в окрестности зоны сплавления диффузионных мягких и твердых прослоек. В разнородных соединениях патрубков сильфонных компенсаторов (08Х18Н10Т) и трубопроводов из жаропрочных сталей типа 15Х5М их несущая способность и ресурс

предопределяются участками подкалки в окрестности линии сплавления. Показано, что значение коэффициента механической неоднородности Кв в большинстве разнородных соединений составляет около двух 2).

2. Базируясь на основных положениях теории пластичности, получено новое решение о напряженном состоянии в окрестности линии спдавления разнородных кольцевых соединений патрубков сильфонных компенсаторов с трубопроводами. Показано, что со стороны более прочного металла в окрестности линии сплавления кольцевого соединения реализуется объемное напряженное состояние с более низкими величинами шарового тензора напряжений, чем со стороны менее прочного металла.

Получены аналитические зависимости для оценки наиболее важных характеристик напряженного состояния в окрестностях линии сп давления кольцевого разнородного соединения, определяющие их несущую способность и ресурс при эксплуатации.

3. Выведены аналитические зависимости для определения допускаемых параметров диффузионных мягких и твердых прослоек в разнородных кольцевых соединениях патрубков сильфонного компенсатора и трубопровода. Установлено, что при определенных условиях наличие ДМП и ДТП в разнородных соединениях патрубков сильфонных компенсаторов (08Х18Н10Т) и трубопроводах (20, 20К, СтЗ, 16ГС, 17ГС и др.) реализуются такие параметры механической неоднородности, которые не оказывают существенного влияния на их прочность и долговечность. Показано, что при обычных технологиях присоединения патрубков сильфонного компенсатора (08Х18Н10Т) к трубопроводу из жаропрочных хромистых сталей типа I5X5M образуется довольно широкая зона подкалки, что не обеспечивает достаточных характеристик работоспособности разнородных соединений. С целью повышения характеристик работоспособности таких разнородных соединений предложено выполнять их с ограничением тепловложения (сварочного тока при ручной электродуговой сварке) без предварительного подогрева, а с послойным охлаждением на воздухе выполненных слоев шва. При этом корневой слой

выполняется электродами с повышенным содержанием эквивалентов хрома и никеля, а последующие - с более низкими значениями Сгэ и Ni3.

С целью более полной реализации степени упрочнения ДМП и разупрочнения ДТП и закалочных прослоек предложено выполнять разнородные соединения с односторонней разделкой кромок.

4. Показано, что в ряде случаев с целью исключения ДМП, ДТП и закалочных прослоек целесообразно патрубки сильфонного компенсатора изготавливать из того же металла, что и трубопровод. Однако в этом случае присоединение сильфона к патрубку необходимо производить после соответствующей наплавки (рисунок 6).

5. Разработаны методические рекомендации по оценке ресурса нефтегазохимического оборудования по критериям длительной прочности, согласованные компетентными организациями.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

1. Стандарт предприятия СТП 3 - 07. Повышение безопасности эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов регулированием параметров механической неоднородности их конструктивных элементов (Салаватнефтемаш) / Д.С. Худяков, A.A. Халимов. - Сатават, 2007. - 7 с.

2. Халимов A.A., Худяков Д.С. Методика определения безопасного срока эксплуатации нефтегазохимического оборудования по данным периодических испытаний. - Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 2007. - 8 с.

3. Халимов A.A., Худяков Д.С. Оценка длительной прочности сварных конструктивных элементов оборудования из жаропрочных хромистых сталей // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - 2008. - Вып. 4 (74). - С. 67-70.

4. Халимов A.A., Худяков Д.С., Тазетдинов P.M. Оценка ресурса нефтегазохимического оборудования по критериям длительной прочности: Методические рекомендации. - Уфа, 2008. - 37 с.

5. Худяков Д.С. Определение параметров кинетического уравнения повреждаемости элементов сильфонных компенсаторов при высоких температурах // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - 2009. - Вып. 1 (75). - С. 8-10.

6. Халимов A.A., Худяков Д.С. Особенности напряженного и предельного состояний соединений патрубков сильфонного компенсатора и трубопровода. -Уфа, 2009. - 40 с.

7. Халимов A.A., Худяков Д.С., Тазетдинов P.M. К оценке ресурса нефтегазохимического оборудования по критериям длительной прочности // Актуальные вопросы нефтегазовой отрасли в области добычи и трубопроводного транспорта углеводородного сырья. Матер, научн.-техн. семинара 19 января 2009 г.- Уфа, 2009. - С. 50-51.

8. Худяков Д.С. Оценка ресурса сварных элементов сильфонных компенсаторов с учетом механохимической коррозии // Актуальные вопросы нефтегазовой отрасли в области добычи и трубопроводного транспорта углеводородного сырья. Матер, научн.-техн. семинара 19 января 2009 г.- Уфа, 2009. -С. 55-56.

Фонд содействия развитию научных исследований. Подписано к печати 20.03.2009 г. Бумага писчая. Заказ № 126. Тираж 100 экз. Ротапринт ГУЛ «ИПТЭР», 450055, г. Уфа, проспект Октября, 144/3.

Введение.

Глава 1 Повышение безопасности эксплуатации трубопроводных систем с применением сильфонных компенсаторов.

1.1 Сравнительные характеристики компенсирующих устройств.

1.2 Особенности производства гибких элементов сильфонных компенсаторов.

1.3 Общие требования к техническим характеристикам и условиям эксплуатации.

Выводы по разделу.

Глава 2 Анализ характеристик работоспособности разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами.

2.1 Формирование в окрестности линии сплавления разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами диффузионных мягких (ДМП) и твердых (ДТП) прослоек.

2.2 Анализ влияния ДМП и ДТП на характеристики работоспособности и безрпасности разнородных конструктивных элементов.

Выводы по разделу.

Глава 3 Исследование напряженного состояния в окрестности линии сплавления разнородных соединений патрубков сильфонного компенсатора и трубопровода.

3.1 Оценка напряженного состояния в окрестности линии сплавления разнородных труб.

3.2 Исследование напряженного состояния и несущей способности разнородных соединений патрубков сильфонного компенсатора с учетом наличия диффузионных прослоек.

Выводы по разделу.

Глава 4 Обоснование технологического обеспечения безопасности конструкции разнородных соединений сильфонного компенсатора и трубопровода.

4.1 Оценка допускаемых параметров ДМП и ДТП в разнородных соединениях сильфонного компенсатора и трубопровода.

4.2 Технологическое обеспечение безопасности эксплуатации разнородных соединений сильфонного компенсатора и трубопровода.

Выводы по разделу.

Глава 5 Разработка методических рекомендаций по оценке остаточного ресурса разнородных соединений сильфонного компенсатора и трубопровода.

Выводы по разделу.

Техническое усовершенствование трубопроводов в нефтегазовой отрасли с целью повышения их надежности и снижения расходов на строительство и эксплуатацию и в настоящее время не потеряло своей актуальности.

Важным резервом снижения капитальных затрат, повышения надежности работы трубопроводов и оборудования является применение в них специальных устройств для компенсации температурных деформаций. В последние годы для этих целей стали применяться металлорукава и сильфонные компенсаторы, имеющие значительные технико-экономические преимущества перед компенсирующими устройствами других типов. Простота изготовления, большая надежность (минимальное число сварных швов), высокие эксплуатационные и технико-экономические показатели создали возможность их широкого использования в различных отраслях промышленности. Они не только компенсируют изменения длин трубопроводов из-за перепада температур, но и выполняют другие важные функции: обеспечивают эластичность соединений в трубопроводах, подверженных опасности разрушения вследствие оседания почвы или перемещения зданий, аппаратов и машин; выполняют роли прижимного (силового) элемента, компенсационного элемента в трубопроводах с защитным кожухом, устройства для снижения вибрационных нагрузок и т.д.

Сильфонные компенсаторы герметичны и температуростойки, обладают антикоррозионными свойствами. Кроме того, их конструкции позволяют компенсировать нагрузки для каждого отдельного случая в зависимости от величины и частоты воспринимаемых движений и в соответствии с требуемым сроком службы.

Осевые, поперечные и угловые компепсаторы выпускаются в стандартном исполнении с диаметрами условных проходов от 20 до 3000 мм.

Основным гибким элементом компенсатора является металлический сильфон, который изготавливается из высококачественных нержавеющих сталей и материалов, выбор которых зависит от условий эксплуатации. Чаще всего применяются компенсаторы с многослойными сильфонами. Возможность варьирования общей толщиной и числом слоев определяет их применение, прежде всего, при высоком давлении, причем в результате их многослойности сохраняется высокая эластичность при небольшой изгибной жесткости.

Несмотря на ряд неоспоримых преимуществ, применение сильфонных компенсаторов осуществляется не в полном объеме в силу их недостаточного предложения на рынке услуг, а также традиционного подхода проектных организаций к разработке трубопроводных систем. Это связано, в частности, и с тем, что до настоящего времени отсутствуют единые принципы проектирования новых конструкций компенсаторов, наблюдается большой разброс в инженерных расчетах конструктивных и эксплуатационных характеристик, недостаточно изучены факторы, влияющие на работоспособность компенсаторов в различных условиях эксплуатации и т.д.

Особый интерес представляют вопросы обеспечения безопасности эксплуатации разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами, изготовленных из различных сталей. Для таких соединений характерна выраженная неоднородность свойств, обусловленная диффузионными и закалочными процессами при сварке и эксплуатации.

В этом направлении известны фундаментальные работы научных школ профессоров В.Н. Земзина, Н.О. Окерблома, O.A. Бакши, Р.З. Шрона, М.Х. Шоршорова, Ю.Н. Готальского, A.B. Бакиева и др.

Тем не менее, остаются нерешенными ряд проблем, связанных с технологическим обеспечением безопасности разнородных соединений, а также оценкой и повышением их ресурса при эксплуатации.

Цель работы - обеспечение безопасности эксплуатации разнородных соединений патрубков сильфонных компенсаторов с трубопроводами.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи: анализ характеристик работоспособности и безопасности эксплуатации разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами; исследование напряженного состояния в окрестности линии сплавления разнородных соединений патрубков сильфонного компенсатора с трубопроводом; обоснование технологического обеспечения безопасности эксплуатации разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами; разработка методических рекомендаций по оценке остаточного ресурса разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами по критериям длительной прочности.

Научная новизна результатов работы

1. Установлены и описаны основные закономерности напряженного состояния металлов в окрестности линии сплавления разнородных соединений патрубков сильфонного компенсатора с трубопроводом. Установлено, что разнородность соединения обуславливает различную деформационную способность металла в окрестности соединения вследствие реализации диффузионных прослоек с отличающимися по величине коэффициентами жесткости напряженного состояния.

2. Получены формулы для определения допускаемых параметров диффузионных мягких (ДМП) и твердых (ДТП) прослоек, образующихся в окрестности линии сплавления разнородных соединений, при которых их наличие не оказывает заметного влияния на характеристики работоспособности и безопасности эксплуатации участка трубопровода с компенсатором.

3. Разработаны методические рекомендации по расчетной оценке ресурса безопасной эксплуатации участка трубопровода с сильфонным компенсатором с использованием критериев длительной прочности.

Практическая ценность результатов работы

1. Предложенный комплекс технических решений по выполнению соединений патрубков сильфонного компенсатора с трубопроводом позволяет обеспечивать их технологическую безопасность.

2. Разработанные методические рекомендации по оценке остаточного ресурса позволяют устанавливать научно обоснованные сроки безопасной эксплуатации участка трубопровода с сильфонным компенсатором.

3. Разработанные стандарты предприятий и методические рекомендации по оценке остаточного ресурса согласованы компетентными органами и рекомендованы ведущими институтами для использования в расчетной практике.

Методы решения поставленных задач

Проблемы оценки напряженного состояния и несущей способности разнородных соединений сильфонных компенсаторов решались с применением широко используемых подходов теории пластичности неоднородных тел.

Остаточный ресурс определялся на базе полученных автором результатов по несущей способности и напряженному состоянию с использованием известных критериев длительной прочности, развиваемых в Институте машиноведения РАН им. A.A. Благонравова, ИПТЭР, УГНТУ и др.

Достоверность результатов исследований

Решение основных задач базируется на современных апробированных подходах теории оболочек, теории пластичности и упругости. В работе учитываются современные достижения в области промышленной безопасности и оценки остаточного ресурса.

Большинство полученных результатов согласуются с общими представлениями теории пластичности неоднородных тел и данными других авторов.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на научно-практических конференциях и научно-технических семинарах по вопросам обеспечения надежности и безопасности нефтегазопромыслового оборудования и трубопроводов в ГУП «ИПТЭР» (г. Уфа, 2007-2009 гг.) и на секции «Безопасность нефтегазового оборудования и трубопроводов» Ученого Совета ГУП «ИПТЭР» (протокол № 2 от 21.01.09 г.)

Личный вклад автора.

Автором лично получены следующие наиболее существенные результаты: а) выявлены и описаны основные закономерности напряженного и предельного состояний разнородных соединений сильфонных компенсаторов с трубопроводами; б) получены и научно обоснованы аналитические зависимости для определения и повышения несущей способности разнородных соединений патрубков сильфонных компенсаторов и трубопровода.

Им в соавторстве разработаны методические рекомендации по оценке прогнозируемого и остаточного ресурса разнородных соединений сильфонных компенсаторов и трубопровода. Автор лично предложил ряд технических решений по обеспечению безопасности эксплуатации разнородных соединений сильфонных компенсаторов и трубопровода.

На защиту выносятся результаты исследований, имеющие научную и практическую ценность, а именно:

• закономерности напряженного состояния в окрестности линии сплавления разнородных соединений сильфонного компенсатора с трубопроводом;

• аналитические формулы для определения допускаемых параметров диффузионных мягких и твердых прослоек в разнородных соединениях;

• методы обеспечения технологической безопасности и определения остаточного ресурса разнородных соединений патрубков сильфонного компенсатора с трубопроводом.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ

1. На основе обобщения литературных данных произведена оценка характеристик работоспособности и безопасности эксплуатации разнородных соединений патрубков сильфонных компенсаторов с трубопроводом.

Установлено, что для разнородных соединений патрубков сильфонных компенсаторов (08Х18Н10Т) и трубопроводов (20, 20К, СтЗ, 16ГС, 17ГС и др.) характерным является реализация в окрестности зоны сплавления диффузионных мягких и твердых прослоек. В разнородных соединениях патрубков сильфонных компенсаторов (08Х18Н10Т) и трубопроводов из жаропрочных сталей типа 15Х5М их несущая способность и ресурс предопределяются участками подкалки в окрестности линии сплавления. Показано, что значение коэффициента механической неоднородности Кв в большинстве разнородных соединений составляет около двух {Кв~ 2).

2. Базируясь на основных положениях теории пластичности, получено новое решение о напряженном состоянии в окрестности линии сплавления разнородных кольцевых соединений патрубков сильфонных компенсаторов с трубопроводами. Показано, что со стороны более прочного металла в окрестности линии сплавления кольцевого соединения реализуется объемное напряженное состояние с более низкими величинами шарового тензора напряжений, чем со стороны менее прочного металла.

Получены аналитические зависимости для оценки наиболее важных характеристик напряженного состояния в окрестностях линии сплавления кольцевого разнородного соединения, определяющие их несущую способность и ресурс при эксплуатации.

3. Выведены аналитические зависимости для определения допускаемых параметров диффузионных мягких и твердых прослоек в разнородных кольцевых соединениях патрубков сильфонного компенсатора и трубопровода. Установлено, что при определенных условиях наличие ДМП и ДТП в разнородных соединениях патрубков сильфонных компенсаторов

08Х18Н10Т) и трубопроводах (20, 20К, СтЗ, 16ГС, 17ГС и др.) реализуются такие параметры механической неоднородности, которые не оказывают существенного влияния на их прочность и долговечность. Показано, что при обычных технологиях присоединения патрубков сильфонного компенсатора (08Х18Н10Т) к трубопроводу из жаропрочных хромистых сталей типа 15Х5М образуется довольно широкая зона подкалки, что не обеспечивает достаточных характеристик работоспособности разнородных соединений. С целью повышения характеристик работоспособности таких разнородных соединений предложено выполнять их с ограничением тепловложения (сварочного тока при ручной электродуговой сварке) без предварительного подогрева, а с послойным охлаждением на воздухе выполненных слоев шва. При этом корневой слой выполняется электродами с повышенным 'содержанием эквивалентов хрома и никеля, а последующие — с более а а низкими значениями Сг и № .

С целью более полной реализации степени упрочнения ДМП и разупрочнения ДТП и закалочных прослоек предложено выполнять разнородные соединения с односторонней разделкой кромок.

4. Показано, что в ряде случаев с целью исключения ДМП, ДТП и закалочных прослоек целесообразно патрубки сильфонного компенсатора изготавливать из того же металла, что и трубопровод. Однако в этом случае присоединение сильфона к патрубку необходимо производить после соответствующей наплавки (рисунок 4.15).

5. Разработаны методические рекомендации по оценке ресурса нефтегазохимического оборудования по критериям длительной прочности, согласованные компетентными организациями.

1. Антикайн П.А. Металлы и расчет на прочность элементов паровых котлов. —М.: Энергия, 1969. - 445 с.

2. Антипов Ю.Н. Особенности определения остаточного ресурса разнородных конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов. Дисс. канд. техн. наук. Уфа, ГУП "ИПТЭР", 2007

3. Бакши O.A., Качанов JI.M. О напряженном состоянии пластичной прослойки при осесимметричной деформации. Изв. АН СССР. Механика, 1965, №2, с. 134-137.

4. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. -М.: Высшая школа, 1967. 635 с.

5. Бакиев A.B., Халимов А.Г., Зайнуллин P.C. Исследование свариваемости жаропрочных малоуглеродистых сталей типа 15Х5М. — Нефть и газ, 1978, № 4, с. 81-84.

6. Бакиев A.B. Технологическое обеспечение качества функционирования нефтегазопромыслового оборудования оболочкового типа: Автореферат дис. на соиск. учен, степени д-ра техн.наук.: 05.04.07. -М, 1984.-38с.

7. Бакши O.A.; Зайнуллин P.C. О снятии сварочных напряжений в сварных соединениях с механической неоднородностью приложением внешней нагрузки // Сварочное производство. — 1973,- №.7 — С. 10-11.

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

9. Бакиев A.B. Халимов А.Г. Повышение стойкости к термической усталости сварных соединений стали 15Х5М // Надежность и прочность сварных соединений и конструкций. Матер, краткосрочн. семинара. — JL, 1980. —С. 79-82.

10. Бакиев A.B., Халимов А.Г., Зайнуллин P.C., Афанасенко Е.А. Пути повышения качества и надежности сварного нефтехимическогооборудования из хромомолибденовых сталей // Обзорн. информация. Серия ХМ-9. — М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1987. — 32 с.

11. Берлинер Ю.И. Современные конструкции компенсаторов для аппаратов и трубопроводов. — М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1975. — 55 с.

12. Берлинер Ю.И., Романов Н.Я. Перспективы развития конструкций и производства волнистых компенсаторов.: Сб. "Дальнейшая индустриализация работ по строительству трубопроводов". М.: ВНИИмонтажспецстрой, 1973. С.51-54.

13. Берлинер Ю.И. Изготовление двухслойных гибких элементов компенсаторов //Химическое и нефтяное машиностроение, 1972, №7. С.-24-30.

14. Берлинер Ю.И., Баранов B.C. Отраслевой стандарт на технические требования к волнистым компенсаторам // Химическое и нефтяное машиностроение, 1974, №7. С.-35-40.

15. Гумеров Р.Р. Совершенствование технологии ремонта коконструктивных элементов магистральных газопроводов с трещинами: Автореф. канд. техн. наук. — Уфа, 2004. -24 с.

16. Гумеров А.Г. Гумеров, K.M. Ямалеев, P.C. Зайнуллин и др. Структурные и феноменологические закономерности старения низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Уфа, 2008. С. - 250.

17. Гумеров А.Г. Азметов Х.А., Гумеров Р.С и др. Восстановительный ремонт нефтепроводов — М.: Недра, 1998. -271 с.

18. Гладштейн Л.И., Литвиненко ДА. Высокопрочная строительная сталь. — М.: Металлургия, 1972. — 240 с.

19. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. — М.: Металлургия, 1981. — 271 с.

20. Гольденблат И.И., Бажанов В.Л., Копнов В.А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов. Прочность.при изометрическом и неизотермическом малоцикловом нагружении. — М.: Машиностроение, 1968. — 248 с.

21. Гольденблат И.И., Бажанов B.JL, Копнов В.А. Длительная прочность в машиностроении М.: Машиностроение, 1977. — 248 с.

22. Гаррисон У.Г. Анализ крупных аварий на предприятиях переработки углеводородов за 30 лет // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, — 1988. №9. —С. 114-117.

23. ГОСТ 25.506-85. Расчеты и испытания металлов. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическим нагружении. — М.: Изд. стандартов, 1985.

24. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и метода расчета на прочность.

25. ГОСТ 16037-80. Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. М.: Изд-во стандартов, 1980-22с.

26. ГОСТ 14771-76. Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. М.: Изд-во стандартов, 1976-60с.

27. ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. М.: Изд-во стандартов, 1980 - 63с.

28. Дьяков В.Г. и др. Легированные стали для нефтехимического оборудования. М.: «Машиностроение», 1971,- 184 с.

29. Земзин В.Н. Жаропрочность сварных соединений.-Jl.; «Машиностроение», 1972, -272 с.

30. Земзин В.Н. Сварные соединения разнородных сталей. Л.: Машиностроение, 1966.-232с.

31. Зайнуллин P.C. Определение остаточного ресурса нефтепроводов. -М.: ООО «Недра Бизнесцентр», 1998. -209 с.

32. Зайнуллин P.C., Гумеров А.Г. Повышение ресурса нефтепроводов.— М.: Недра, 2000. — 494 с.

33. Зайнуллин P.C., Бакши O.A., Анисимов Ю.И.: Напряженно-деформированное состояние и несущая способность двухслойной композитной мягкой прослойки;—Сварочное производство, 1976. № 6.-С. 3-5.

34. Зайнуллин P.C. Механика катастроф. Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости. МНТЦ «БЭСТС» - Уфа, 1997. - 426 с.

35. Зайнуллин P.C. и др. Ресурс нефтехимического оборудования с механической неоднородностью /P.C. Зайнуллин, O.A. Бакши, P.C. Абдуллин, А.Г. Вахитов. — М.: Недра,. 1998. 268с.

36. Зайнуллии P.C., Гумеров P.C., Морозов Е.М. и др. Гидравлические испытания действующих нефтепроводов. М.: Недра, 1990. 224с.

37. Зайнуллин P.C., Бакиев A.B., Халимов А.Г. Несущая способность сварных соединений из стали 15Х5М. Нефть и газ, 1978. - №6. - С.84-88.

38. Зайнуллин P.C., Морозов У.М., Александров A.A. Критерии безопасного разрушения элементов трубопроводных систем с трещинами. -М.: Наука, 2005.-316 с.

39. Закс И.А Сварка разнородных сталей. Л.: Машиностроение, 1973.208 с.

40. Иванцов О.М., Харитонов В.И. Надежность магистральных трубопроводов. -М.:Недра, 1987,- 165 с.

41. Ито Ю., Мураками Ю., Хасебэ Н. и др. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений в 2-х томах. — М.: Мир. 1990. — 1016 с.

42. Киселев С.Н., Шевелев Г.Н., Рощин В.В. и др. Соединение труб из разнородных металлов. — М.: Машиностроение, 1981. — 176 с.

43. Когут Н.С., Шахматов М.В., Ерофеев В.В. Несущая способность сварных соединений. Львов: Свит, 1991. — 184с.

44. Когаев В.П., Махутов H.A., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. М.Машиностроение, 1985. -250с.

45. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969.311с.

46. Карзов Г.Л., Леонов В.П., Тимофеев Б.Т. Сварные сосуды высокого давления. Л. Машиностроение, 1982.- 287с.

47. Колмогоров В.Л., Богатов A.A., Мигачев Б.А. и др Пластичность и разрушение. — М.: Металлургия, 1977. — 336 с.

48. Кросовский А.Я. Хрупкость металлов при низких температурах.— Киев: Наукова Думка, 1980. — 338 с.

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

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

51. Лащинский A.A., Конструирование сварных химических аппаратов.Л. мшиностроение, 1981.- 328с.

52. Когаев В.П., Махутов H.A., Гускнков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. Справочник. М.: Машиностроение, 1985. — 224 с.

53. Махутов H.A. Деформационные критерии разрушения. — М.: Машиностроение, 1981. — 272 с.

54. Методика определения опасности дефектов труб по данным обследования внутритрубными профилемерами. М.: АК «Транснефть», 1994.-20 с.

55. Механика разрушения и прочность материалов. Справочное пособие. Том 2. — К.: Наукова Думка, 1988. — 619 с.

56. Микляев П.Г., Нешпор Г.С., Кудряшов В.Г. Кинетика разрушения. М.: Машиностроение, 1979, 279 с.

57. Методика определения остаточного ресурса трубопроводов с дефектами, определяемыми внутритрубными инспекционными снарядами.— М.: АК «Транснефть», 1994. — 36 с.

58. Методика оценки работоспособности труб линейной части нефтепроводов на основе диагностической информации. РД 39-00147105001-91. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1992. с.120-125.

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

60. Морозов Е.М. Техническая механика разрушения. — Уфа.: МНТЦ «БЭСТС», 1997. 429 с.

61. Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость.— М.: Машиностроение, 1974. — 344 с.

62. Махутов Е.М., Морозов H.A., Зайнуллин P.C., Надршин A.C. и др. Определение трещиностойкости металла конструктивных элементов трубопроводов. Методические рекомендации (МР 2-96). — Москва: МИБ СТС, 1996. —С. 28-52.

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

64. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. — М.:Энергоатомиздат, 1989. — 240 с.

65. Охрупчивание конструкционных сталей и сплавов. Под редакцией Брайента K.JI. — М.: Металлургия, 1988. — 555 с.

66. Поведение стали при циклических нагрузках. Под редакцией проф. В.Даля. М.: Металлургия, 1983. - 568с.

67. Правила капитального ремонта магистральных нефтепродуктопроводов 0 100-720 мм без остановки перекачки. Утв. Роснефтепродукт 26.06.91. Уфа: ИПТЭР, 1991. - 182 с.

68. ППБО Правила пожарной безопасности в нефтяной промышленности. М.:Недра, 1987. - 23 с.

69. Правила пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых работ на объектах народного хозяйства. — М.: Миннефтепром, 1973. — 32 с.

70. Правила пожарной безопасности при эксплуатации магистральныхнефтепродуктопроводов. — М.: «Роснефтегаз», «Транснефть», 1992. —21 с.

71. ПБ 09-540-03. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. — М.: ГУП НТЦ «Промышленная безопасность» — 2003. — 112 с.

72. ПБ 03-576-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. — М.: ГУП НТЦ «Промышленная безопасность» 1996. — 192 с.

73. ПБ 03-585-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов. — М.: ГУП НТЦ «Промышленная безопасность» 2004. — 152 с.

74. Притула В.В. Механизм и кинетика стресс коррозии подземных газопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 1997. — 57 с.

75. Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений. — М.: Мир, 1997. — 302 с.

76. Ризванов Р.Г., Зайнуллин P.C., Вахитов А.Г. Оценка напряженного состояния цилиндрических корпусов, аппаратов и труб с угловатостью в продольном шве. — Заводская лаборатория. — 1997. № 5. — С. 31-37.

77. РД 1531-003-01 (РТМ 1С). Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования. -М.: Изд-во стандартов, 2001.

78. РД 03-484-02. Положение о порядке продления срока безопасной эксплуатации технических устройств, оборудования и сооружений на опасных производственных объектах. М.: ГУЛ НТЦ «Промышленная безопасность»., 2003 - 16 с.

79. РД 12-411-01. Инструкция по диагностированию технического состояния подземных стальных газопроводов. — М.: ГУП НТЦ «Промышленная безопасность» Госгортехнадзора РФ, 2001. — 120 с.

80. РД 50-345-82. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при циклическом нагружении. — М.: Изд-во стандартов, 1986. — 95 с.

81. РД 39-0147103-387-87. Методика определения трещиностойкости материала труб нефтепроводов. — Уфа: ВНИИСПТнефть, 1987. — 43 с.

82. Романов О.Н., Никифорчин Г.Н. Механика коррозионного разрушения конструкционных сплавов. — М.: Металлургия, 1986. — 294 с.

83. Серенсен C.B., Шнейдерович Р.М., Гусенков А.П., и др. Прочность при малоцикловом нагружении. М.:Недра, 1975. - 392 с.

84. Стасенко И.В. Расчет трубопроводов на ползучесть. — М.: Машиностроение, 1986. — 256 с.

85. Саакиян JI.C., Ефремов А.П. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии. —М.: Недра, 1982. — С. 4-35.

86. Стеклов О.И. Прочность сварных конструкций в агрессивных средах. — М.: Машиностроение, 1976. — 200 с.

87. СНИП 3.05.04-84. Технологичекое оборуование и технологичекие трубопровоы. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. — 29 с.

88. ТУ 3683-037-00220302-01. Компенсаторы сильфонные. Технические условия. — М.: ВНИИНЕФТЕМАШ, 2001.

89. Томсон и др. Механика пластических деформаций при обработке металлов. М.: Машиностроение, 1969.- 504 с.

90. Шайхулов С.Ф. Оценка остаточного ресурса безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования трубопроводов с твердыми прослойками. Дисс. канд. техн. наук. Уфа: ГУЛ «ИПТЭР», 2008.

91. Шрейдер A.B., Шпарбер И.С., Арчаков Ю.И. Влияние водорода на химическое и нефтяное оборудование. —М.: Машиностроение, 1976.—144 с.

92. Шахматов М.В., Ерофеев В.В. Инженерные расчеты сварных оболочковых конструкций. Челябинск: ЧГТУ, 1995. - 229 с.

93. Шатов A.A. О вовлечении твердой прослойки в пластическую деформацию. //В кн.: Вопросы сварочного производства. Челябинск, Труды УПИ, № 63, 1968, с. 102-108.

94. Халимов А.Г. Обеспечение работоспособности сварного нефтехимического оборудования из хромомолибденовых сталей мартенситного класса. Диссертация на соискание ученой степени доктора техн. наук. Уфа: УГНТУ, 1997. -377с.

95. Халимов A.A., Халимов А.Г. Работоспособность нефтегазохимического оборудования из жаропрочных хромистых сталей. //Мировое сообщество: Проблемы и пути решения. Уфа: изд-во УГНТУ. -2003. -№14.-С.85-97.

96. Халимов A.A., Худяков Д.С. Методика определения безопасного срока эксплуатации нефтегазохимического оборудования по данным периодических испытаний. Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 2007. - 8 с.

97. Халимов A.A., Худяков Д.С. Оценка длительной прочности сварных конструктивных элементов оборудования из жаропрочных хромистых сталей // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. 2008. - Вып. 4 (74). - С. 67-70.

98. Халимов A.A., Худяков Д.С., Тазетдинов P.M. Оценка ресурса нефтегазохимического оборудования по критериям длительной прочности: Методические рекомендации. Уфа, 2008. - 37 с.

99. Худяков Д.С. Определение параметров кинетического уравнения повреждаемости элементов сильфонных компенсаторов при высоких температурах // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. 2009. - Вып. 1 (75). - С. 8-10.

100. Халимов A.A., Худяков Д.С. Особенности напряженного и предельного состояний соединений патрубков сильфонного компенсатора и трубопровода. Уфа, 2009. - 40 с.

101. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Ч. 1 Деформация и разрушение. М.: Машиностроение, 1974. —472 с.

102. Федеральный закон «Промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21 июля 1997 года.

103. Фидель В.М. Физические основы торможения разрушения. — М.: Металлургия, 1977. — 156 с.

104. Ярема С.Я. Стадийность усталостного разрушения и ее следствие // Физико-химическая механика материалов. — 1973. — Т. 9. № 6. — С. 6672.

105. Anderson W.E. Some designer-oriented viewer on brittle fracture Battelle Northwest Rept. 5A-2290, 1969.

106. Failure stress levels of flaws is pressure cylinders / Kiefnet J.F. и др. / Progress in flaw grows and fracture toughness testing. — ASTM STP 53l, 1973.— P. 461-481.

107. Krafft J.M. Correlation of plane strain crack toughness with strain hastening characteristics of steels. — J. Appl. Mater. Res., 1964. № 3. — P. 88101.

108. Ritche R.O., Kontt J.F., Rice J.R. On the relationship between critical tensile stress and fracture toughbess ib mid still // J. Mech, and Phus. Solids, 1973.

109. Tiffany C.F., Masters J.N. Applied fracture meshanize // ASME SPP. 381. P. 249-278.

110. Diegle R.B., Freseder P.C. Technical Note: Resistance of Ductile Iron to Sulfide Stress Cracking Materials Performance. 1978, June, 31-32.

111. Kichara H. fissures dues an sondage et tenacite sous entaille 4e la zone thermiguement affectee des aciers a naute resistance. Sondage et technigues connexes. 1969, v. 23, N , 41-66.