автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Обеспечение безопасной эксплуатации змеевика печи для пиролиза углеводородов как сварной конструкции

На правах рукописи

КИНЕВ СЕРГЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ^^/

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗМЕЕВИКА ПЕЧИ ДЛЯ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ КАК СВАРНОЙ

КОНСТРУКЦИИ

Специальность 05.12.03 «Машины, агрегаты и процессы» (Машиностроение в нефтеперерабатывающей промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа - 2003

Работа выполнена на кафедре «Машины и аппараты химических производств» Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ).

Научный руководитель кандидат технических наук

Чиркова Алена Геннадиевна.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бакиев Ахмет Вахитович;

доктор технических наук Абдуллин Рафиль Сайфулович.

Ведущая организация ОАО «Салаватнефтеоргсинтез»

Защита состоится «29» октября 2003 года в 10-30 на заседании диссертационного совета Д 212.289.05 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Космонавтов, I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета. Автореферат разослан " " сентября 2003 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Ибрагимов И.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Нагрев или разложение сырья в процессах нефтепереработки и нефтехимии происходит в трубчатых печах различной конструкции. Поэтому практически каждая технологическая установка имеет в своем составе печи, которые можно разделить на нагревательные и крекинговые. Одной из разновидностей крекинговых печей является пиролизная печь, которая эксплуатируется в наиболее жестких температурных условиях. Наибольшее распространение пиролиз получил для подготовки сырья при получении полиэтилена, полипропилена и некоторых других полимеров. В зависимости от используемого сырья процесс пиролиза может протекать при температурах 600 - 950 °С. Верхний предел температур создает сложные условия для функционирования трубчатого змеевика в связи с тем, что реальные условия эксплуатации отдельных труб могут различаться в связи с их расположением относительно горелок. При этом имеет место неравномерное отложение кокса на внутренней поверхности, как по периметру, так и по длине трубы.

Изучение в течение длительного времени характера деформирования труб змеевиков пиролизных печей показывает, что на начальном этапе функционирования имеют место общая и локальная потери устойчивости формы оболочки. Дефектные места во время ремонтных работ удаляются и вместо них вставляются «катушки» из новой трубы. Постепенно удельный вес дефектов типа трещин возрастает и, как правило, эти дефекты возникают в сварных швах. Отмечено, что, поскольку основным видом ремонта дефектных участков является вырезка части труб и замена их на новую с помощью сварки, количество сварных соединений растет по параболической зависимости. Механизм появления трещин до конца не ясен. В качестве гипотез рассматриваются следующие причины: концентрация напряжений в зоне соединения труб с различной толщиной стенки вследствие высокотемпературного утонения и геометрической неоднородности

('ОС. НАЦ БИБЛ СП«

ОЭ

соединения; деформации при паровыжиге кокса, отложившегося на внутренней поверхности труб; внутренние напряжения вследствие различия структуры соединяемых сваркой труб. Определение механизмов деформирования труб змеевика и совершенствование методов их расчета на прочность с учетом реальных нагрузок являются актуальными.

Решению этих задач посвящена настоящая работа, которая выполнялась в соответствии с программой "Научные исследования высшей школы в области производственных технологий" Министерства образования РФ (2000 г.); Государственной научно-технической программой Академии наук Республики Башкортостан "Проблемы машиностроения, конструкционных материалов и технологий" (1999-2002 гг.); Федеральной целевой программой "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 2000-2002 годы» (ФЦП "Интеграция" по государственному контракту № 28 "Создание совместного учебно-научного центра "Механика многофазных систем в технологиях добычи, транспорта, переработки нефти и газа").

Цель работы. Совершенствование методов расчета и ремонта змеевика печи пиролиза углеводородов как сварной конструкции.

Задачи исследования

1 Изучение характера распределения механических свойств в зонах сварных соединений с различным уровнем накопленных повреждений.

2 Изучение влияния геометрической неоднородности соединения труб и изменения технологических параметров на напряженно-деформированное состояние в сопряжениях.

3 Разработка мероприятий по снижению напряжений в узле приварки труб с различной наработкой.

Научная новизна

1 Методом конечных элементов разработана модель сварного соединения, которая позволила получить распределение напряжений в рабочих условиях и для условий парового выжига кокса с учетом геометрической

неоднородности соединения и реального распределения температур. Показано, что в зоне сварного шва реализуются эквивалентные напряжения, превышающие условный предел текучести и предел прочности при температуре процесса при сопряжении разнотолщинных труб со смещением их осей.

2 Получено распределение механических характеристик стали 20Х23Н18 в сварном соединении, которое носит экстремальный характер во времени, что связано с изменением фазового состава стали в процессе эксплуатации. При этом показано, что предел прочности на 20%, а коэффициент относительного удлинения и ударная вязкость на порядок ниже аналогичных показателей для основного металла труб.

Практическая значимость работы

1 Обоснованы предельные геометрические отклонения в сварных соединениях при ремонтных работах, связанные с утонением стенки трубы в процессе эксплуатации для рабочих условий и условий парового выжига кокса.

2 Расчетным путем обоснована температура предварительного разогрева труб змеевика в процессе паровыжига кокса.

3 Конструкция устройства по обеспечению соосности труб с различной толщиной стенки при их сварке переданы для использования в ОАО "Уфаоргсинтез".

Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось и обсуждалось на 52-й и 53-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ в 2001 и 2002 годах; на Третьей Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, Уфа, 2002 г.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 9 публикациях.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов и приложений. Проиллюстрирована 25 рисунками и 12 таблицами.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи исследований.

В первой главе приведены сведения о процессе пиролиза углеводородов, применение которого связано с подготовкой сырья для получения пластических масс типа полиэтилена. Показано, что процесс протекает в жестких температурных условиях, когда температура сырья должна достигать в зависимости от состава от 600 до 950 °С.

Пиролиз осуществляется в специальных печных агрегатах змеевикового типа с вертикальным или горизонтальным расположением змеевика. Показано, что отказы имеют место во всех элементах печного агрегата. Наиболее опасным отказом является повреждение труб с образованием трещин в связи с возможной разгерметизацией змеевика.

При пиролизе углеводородов происходят процессы рекомбинации углеводородов и их поликонденсации, которые приводят к образованию кокса, отлагающегося на внутренней поверхности труб. В связи с этим предусмотрен процесс выжига кокса, который приводит, как показывают исследования Чирковой А.Г., к существенным повреждениям. Однако теоретическим и экспериментальным исследованиям подвергалась гладкая часть труб, а сварные соединения, в которых также образуются трещины, целенаправленно не исследовались.

Змеевики пиролизных печей обычно изготавливаются из высоколегированных сталей аустенитного класса типа 20Х23Н18, свойства которых исследованы достаточно хорошо. Имеются также сведения о свойствах сварных соединений из этих сталей. Вместе с тем поведению таких сталей в условиях процесса пиролиза, имеющего ряд специфических особенностей, уделено недостаточное внимание.

На основании обзора литературных данных сформулированы цель и задачи исследований.

Вторая глава посвящена анализу объектов и методов исследования.

Главным объектом для исследований послужил вертикальный змеевик одной из печей пиролиза углеводородов, в котором при ревизии были обнаружены трещины в сварных швах трех труб с различной наработкой до отказа (рисунок 1). В сварных швах были вырезаны образцы металла из различных зон соединения. Анализ работы змеевика показал, что чаще всего выходят из строя первые и последние трубы, что объясняется особенностями технологического режима процесса.

Для иллюстрации на рисунке 2 показана фотография фрагмента трубы №21 с указанием места вырезки пробы.

Показано, что в области сварных швов трещины образуются в кольцевом сечении, как в околошовной зоне, так и в самом сварном шве, что связывается с различными механическими характеристиками сварных соединений вследствие разного времени наработки в условиях пиролиза углеводородов.

Ограниченное количество стандартных образцов, которые можно изготовить из фрагмента трубы, позволили провести следующие анализы: растяжение с определением предела прочности, условного предела текучести и относительного удлинения. Кроме этого, образцы испытывали на ударный изгиб. Специальные образцы приготавливали для замера твердости и металлографических исследований. Испытания проводили по следующим стандартным методикам: ГОСТ 1497-73, ГОСТ 9454-78. Определение микротвердости проводили согласно ГОСТ 9450-76. Для определения микроструктуры сварных швов использовали способ электрохимического травления.

1 - 1182 ч, 20 - 5605 ч, 21 - 7929 ч Рисунок 1 - Схема змеевика с указанием мест вырезки дефектных участков труб с различной наработкой

образец №1 образец № I

Рисунок 2 - Фотография фрагмента трубы №21 с трещиной в сварном шве

Оптимальные параметры были определены методом подбора: напряжение 10-12 В, плотность тока 15 А/дм2, температура 60 °С, среднее время полировки составило 1 мин. Для образцов с разным сроком эксплуатации время электрополировки подбирали опытным путем. Для съемки микроструктуры использовали систему анализа изображения на базе инвертированного оптического микроскопа «Ахиоверт-100А».

Для анализа напряженно-деформированного состояния в сварном соединении использовали метод конечных элементов (МКЭ), который реализовывался в программном комплексе (ПК) ANSIS. Использованная ранее моментная теория расчета сопряжений оболочек позволяет оценить напряжения в случае симметричного расположения оболочек. Вместе с тем при обследовании сварных соединений была выявлена несоосность сопрягаемых труб, их существенная разнотолщинность. Поэтому постановка задачи осуществлялась с использованием МКЭ. На рисунке 3 показана расчетная схема узла сварного соединения труб с различной геометрической неоднородностью.

В третьей главе представлены исследования механических свойств сварных соединений труб змеевиков в процессе эксплуатации. В таблице 1 показаны результаты испытания образцов на растяжение, а в таблице 2 - на ударный изгиб.

Таблица 1 - Результаты испытаний на растяжение

№ труб,срок эксплуатации, ч № образца о0 2, МПа о„, МПа 5Р, %

0 1 353 676 32,0

(основной 2 359 678 33,0

металл)* 3 357 677 31,0

ср. 356 677 32,0

№ 20, 5605 1 332 606 28,0

(основной 2 356 603 25,0

металл)* 3 343 604 26,0

ср. 344 604 26,0

№ 20, 5605 1 339 504 3,3

(сварной шов) 2 370 478 1,6

3 339 470 2,4

ср. 349 484 2,4

№21,7929 1 355 594 29,0

(основной 2 319 590 26,0

металл)* 3 292 589 24,0

ср. 322 591 26,0

№21,7929 1 301 502 4,4

(сварной шов) 2 292 363 0,5

3 336 433 1,6

ср. 310 433 2,2

№ 1, 11082 1 315 654 19,0

(основной 2 398 646 19,0

металл)* 3 361 654 18,0

ср. 358 651 19,0

№ 1, 11082 1 354 567 1,7

(сварной шов) 2 335 551 1,6

3 305 587 2,5

ср. 331 568 1,9

Примечание. * Результаты получены Авдеевой Л.Г.

"аблица 2 - Результаты испытаний на ударный изгиб

№ труб, срок эксплуатации, ч № образца К, Дж кси, МДж/м3 кси.р, МДж/см2

1 2 л J 4 5

0 1 28,0 1.12

(основной 2 29,1 1,16 1,20

металл)* 3 31,8 1,27

Продолжение таблицы 2

1 2 3 4 5

№ 20, 5605 (основной металл)* 1 12,2 0,61 0,60

2 11,9 0,60

3 11,7 0,59

№ 20, 5605 (сварной шов) 1 3,4 0,17 0,09

2 0,5 0,03

3 1,2 0,06

№21,7929 (основной металл)* 1 10,8 0,54 0,50

2 10,6 0,53

3 10,5 0,53

№21,7929 (сварной шов) 1 1,2 0,06 0,05

2 1,0 0,05

3 1,0 0,05

№ 1, 11082 (основной металл)* 1 11,8 0,59 0,60

2 10,3 0,52

3 11,8 0,59

№ 1, 11082 (сварной шов) 1-3 - - -

Примечание. * Результаты получены Авдеевой Л.Г. - образцы разрушились при изготовлении

Анализ результатов испытаний показывает, что наблюдается

одновременное снижение как пластических, так и прочностных свойств с последующим их повышением при более длительной эксплуатации. Такая тенденция отмечалась в ранних исследованиях гладкой части труб. Для сварных соединений наблюдается существенная неоднородность свойств по периметру шва, которая формируется в процессе эксплуатации. При этом возрастает хрупкость металла.

Данные таблиц 1 и 2 показывают, что происходит существенное охрупчивание стали. Такое изменение свойств аустенитных хромоникелевых сталей характерно для длительной работы в интервале температур 650-850 0 С. Температурная зависимость механических характеристик носит, как правило, полиэкстремальный характер, что и наблюдается в исследуемой стали. В справочной литературе имеются данные, показывающие экстремальный характер зависимости ударной вязкости от температуры при старении с минимумом в области 700 °С для стали 20Х23Н18. Для условий змеевика печи

пиролиза наблюдается более резкое снижение ударной вязкости. Так, например, при наработке 11082 часа образцы для испытания разрушились уже при изготовлении, поскольку они по всему объему содержали сетку мелких трещин. Такие параметры, как коэффициент относительного удлинения и ударная вязкость, для сварного шва на порядок ниже, чем для основного металла. Такая неоднородность свойств в зоне сопряжения труб увеличивает вероятность хрупкого разрушения при высоких температурах, особенно при наличии геометрической неоднородности.

Для более детального исследования характера изменения свойств металла и определения механизма накопления повреждений проведен металлографический анализ. Сравнение микроструктуры проводили в идентичных точках трех сварных соединений с различным временем эксплуатации.

Сварной шов накладывается в два прохода. Нижний шов преимущественно имел аустенитную структуру с вкраплениями а-фазы. Верхний шов изначально содержал более 35% карбида хрома (Сг2зС6) и около 10% феррита.

Структура нижнего шва через 5605 часов изменилась в сторону уменьшения аустенита, увеличения содержания сг-фазы. Появились точечные включения карбидов хрома. Металл верхнего шва также изменился: наблюдается распад феррита с образованием дополнительного количества аустенита.

При 7929 часах работы металл шва претерпел существенное изменение. Наблюдается образование ст-фазы в верхнем шве в виде протяженных нитей, в нижнем в виде скоплений. При этом имеет место растворение карбидов. Дальнейшее изменение структуры происходит в направлении растворения ст-фазы и выделения карбидов хрома. Карбиды выделяются в виде крупных полос в верхнем шве и в виде мелкой сетки эвтектики в нижнем.

В околошовной зоне ст-фаза также идентифицируется в образцах с наработкой 7929 часов. Отличительной особенностью в этом случае является

то, что карбиды не растворяются и располагаются внутри зерен аустенита во все увеличивающемся количестве. При наработке 11082 часа мелкая сетка карбидов в околошовной зоне содержит трещины различной конфигурации.

Характер изменения структуры шва и околошовной зоны объясняет экстремальный характер изменения предела прочности и условного предела текучести, а также резкое снижение ударной вязкости. Необходимо отметить также, что образование карбидов происходит на фоне диффузии углерода с внутренней поверхности трубы из зоны контакта с коксом.

Четвертая глава посвящена оценке напряженно-деформированного состояния в узле сварного соединения. Изучение реальных сварных соединений змеевика печи пиролиза показало, что при ремонте сопрягаются трубы с различной толщиной стенки, поскольку имеет место утонение труб. Кроме этого, при сваривании труб допускается их несоосность, а также обнаруживаются дефекты типа «непровара». Такие геометрические дефекты могут быть концентраторами напряжений, тем более опасными, чем больше рабочая температура трубы.

Для проверки степени влияния указанных факторов был поставлен вычислительный эксперимент. Задача определения напряженно-деформированного состояния обечаек сложной геометрии в рамках упругого и упругопластического деформирования реализуется в среде программного комплекса ДЫБУБ в несколько этапов:

-построение геометрической модели объекта исследования; -задание свойств конструкционного материала; -определение типа используемого конечного элемента; -построение сетки модели вместе с узлами и элементами; -задание нагрузок и граничных условий.

Построение цилиндрической оболочки осуществляется следующим образом:

-создается двумерная область в виде двух прямоугольников, которые представляют толщину стенки свариваемых труб;

-при помощи сплайнов эти два прямоугольника соединяются, образуя при этом третью поверхность: поперечное сечение сварного шва (рисунок 3);

1

L/

Рисунок 3 - Плоская расчетная схема -на расстоянии равном радиусу труб строится прямая, которая представляет собой оси цилиндров;

построенные ранее прямоугольники и третья поверхность оборачиваются вокруг себя, образуя при этом искомые поверхности, которые и являются расчетной моделью (рисунок 4).

Рисунок 4 - Расчетная модель В качестве основного расчетного элемента был выбран восьмиузловой конечный элемент связанной задачи, построенный на основе трехмерных уравнений теории упругости с учетом ряда гипотез теории оболочек - SOLID5 и имеющий шесть степеней свободы.

Свойства конструкционного материала 20Х23Н18 заданы табличным способом. Кинематические граничные условия задаются на торцах цилиндров по линиям окружностей в предположении, что в каждом узле заданы нулевые компоненты вектора перемещений по осям X, Y, а также углы поворота между нормалью к срединной поверхности и осями локальной системы координат. В месте сопряжения обечаек задавалось условие совместности деформаций. Статические граничные условия в задаче полностью определяются заданием на

внутренних поверхностях дискретизирующих оболочку конечных элементов равномерного внутреннего давления и температуры.

На рисунке 5 показано распределение эквивалентных напряжений в зоне стыка двух новых бездефектных труб, которое согласуется с распределением напряжений, рассчитанных по моментной теории. При соединении разнотолщинных труб (рисунок 6) наблюдается уменьшение пиковых напряжений в самом сварном шве, но область более высоких напряжений смещается в область «новой» трубы. При этом длина участка с повышенными напряжениями увеличивается с увеличением разности толщин сопрягаемых труб. Увеличение эквивалентных напряжений на этом участке линейно зависит от разности толщин труб и достигает при разности 4 мм 45 МПа.

Наиболее характерным дефектом, который формируется при ремонте дефектных труб, является смещение осей сопрягаемых труб. Обычно при ремонтной сварке трубы выравниваются по верхней образующей и для такого случая рассчитаны эквивалентные напряжения в различных зонах сварного соединения при различном смещении осей труб (рисунки 7 и 8).

Рисунок 5- Распределение эквивалентных напряжений в области сварного шва

Рисунок 6 - Распределение эквивалентных напряжений при сваривании «старой» и «новой» труб

0

3(4 I 0« 1 в: 2 34« 3 3"4 4 004 4 'зз

Рисунок 7 - Распределение эквивалентных напряжений по длине трубы при непроваре в сварном соединении

б

Рисунок 8 - Распределение эквивалентных напряжений по сечению трубы в зоне термического влияния со стороны «новой» (а) и «старой» (б) труб (смещение осей 2 мм) Расчеты показывают, что в наиболее неблагоприятных условиях работает более тонкая труба. При этом увеличение смещения осей труб также прежде всего сказывается на ремонтируемой трубе, где общий уровень напряжений по сечению трубы возрастает существенно. Данные рисунка 8 показывают, что

при рабочих температурах эквивалентные напряжения при смешении осей труб превышают предел текучести конструкционного материала.

Таким образом, в среде ПК «ANSIS» предложен электронный образ сварного соединения труб змеевика печи пиролиза с различающимися геометрическими характеристиками. На языке автоматического проектирования «APDL» разработана программа, реализующая напряженно-деформированное состояние в сварном соединении при изменении его геометрии в пределах, установленных регламентом процесса, в упругой области деформирования. Численные исследования указывают на возможность моделирования реальных ситуаций, возникающих при эксплуатации змеевика, и разработки критерия отбраковки труб с целью достижения безопасного и экономичного режима эксплуатации печи.

Пятая глава посвящена исследованию напряженного состояния геометрически неоднородного сварного соединения на некоторых экстремальных стадиях технологического процесса. К таким стадиям прежде всего относится паровыжиг кокса, отложившегося на внутренней поверхности труб змеевика печи пиролиза. Несмотря на то, что используются различные ингибиторы коксоотложения, на практике не удается избежать этого эффекта. Периодически процесс останавливается и проводится выжиг кокса, который заключается в нагреве змеевика работающими горелками до определенной температуры и подаче водяного пара. Происходит локальное воспламенение кокса, после чего фронт пламени движется вдоль трубы. В процессе выжига пирометром зафиксированы температуры в зоне локального горения, достигающие 950-1 ООО °С. Чирковой А.Г. с использованием моментной теории оболочек показана концентрация напряжений в зонах локальной потери устойчивости формы в зонах горения кокса. Условные эквивалентные напряжения существенно превышают предел прочности материала, и мгновенное разрушение не происходит только вследствие малого времени горения. Однако моментная теория оболочек позволяет решать осесимметричные задачи, что в случае сварных швов с дефектами геометрии не

соответствует действительности. В связи с этим нами с применением МКЭ поставлена задача определения напряженно-деформированного состояния сварных соединений. Силовые и граничные условия задачи остаются теми же, что и в предыдущей задаче, а температурные условия по длине трубы задаются в соответствии с практическими условиями проведения процесса выжига. Стандартные температурные условия, измеренные пирометром, таковы, что трубы предварительно нагреваются до температуры 300 °С, а в зоне горения достигается температура 950 °С. Причем фронт горения рассматривается непосредственно в зоне сопряжения труб, а температура за фронтом горения плавно снижается до 300 °С.

Рассматриваются два варианта, когда фронт пламени надвигается со стороны более «тонкой» трубы и со стороны более «толстой».

При температуре предварительного разогрева змеевика 300 °С, как показывают расчеты, условные эквивалентные -напряжения достигают величины более 120 МПа (рисунок 9), что коррелирует с расчетами по моментной теории оболочек.

§ § §

Рисунок 9 - Распределение эквивалентных напряжений при проведении паровыжига со стороны «старой» трубы

В работе показано, что напряжения в сварном шве можно снизить увеличением температуры предварительного подогрева змеевика. На рисунке 10 показано, что увеличение температуры в два раза позволяет снизить напряжения в 1,5 раза.

1Ю 150 130

я

| 1Ю

Е0 ТО 30

300 400 ОТ 030

Рисунок Ю - Зависимость эквивалентных напряжений от первоначального нагрева трубы

Хотя процедура увеличения температуры предварительного подогрева и позволяет снизить напряжения в сварном шве при прохождении фронта горения, тем не менее, не удается ликвидировать опасного накопления повреждений.

Вычислительный эксперимент позволил показать, что прохождение фронта горения со стороны трубы с более толстой стенкой более опасно, чем со стороны трубы с более тонкой стенкой. Эти сведения позволяют прогнозировать для конкретных конфигураций сопряжения труб время наступления предельного состояния. С помощью встроенной модели билинейного кинематического уплотнения в среде «АЫБУБ» проведен нелинейный статический анализ узла сопряжения труб для условий паровыжига. Нагрузка, прикладываемая в виде фронта горения, действует 3 минуты при температуре 950 °С. Расчеты показали, что после Ю последовательных паровыжигов кокса напряжения превышали предел прочности материала и наблюдалось разрушение модели в области зоны термического влияния со стороны «старой» трубы.

Поскольку несоосность свариваемых при ремонте труб существенно влияет на напряженное состояние в зоне сопряжения, предлагается конструкция устройства для предотвращения смещения осей (рисунок 11).

Устройство позволяет центрировать три свариваемые между собой трубы независимо от величины износа толщины стенки.

На основании проведенных исследований сделаны рекомендации по совершенствованию режима эксплуатации змеевика печи процесса пиролиза углеводородов.

Рисунок 11 - Устройство для центрирования труб перед сваркой

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Конечно-элементным методом разработана модель сварного соединения труб змеевика печи пиролиза углеводородов, имеющего геометрические неоднородности типа разнотолщинности и смещения осей труб. На языке автоматического программирования «АРЭЬ» разработана программа, реализующая напряженно-деформированное состояние в сварном шве на различных стадиях процесса. Разработана процедура решения статической задачи деформирования сварного соединения в упругой области в среде ПК «А^УБ».

,2 Впервые изучено распределение механических свойств стали 20Х23Н18 в зоне сварных соединений труб с различным временем эксплуатации. Показано экстремальное во времени распределение значений предела прочности и условного предела текучести, измеренных при нормальных условиях. Отсутствие аналогичного минимума на графике зависимости ударной вязкости от времени эксплуатации указывает на сложные изменения фазового состава стали.

3 Анализ микроструктуры образцов стали, отобранных из сварных соединений труб печи пиролиза показал, что изначальная структура аустенита с небольшим содержанием карбидов хрома в процессе эксплуатации претерпевает изменения. Сначала образуется сигма-фаза на фоне растворения карбидов хрома. В дальнейшем при эксплуатации более 10000 часов наблюдается распад о-фазы с образованием мелкой сетки карбидной эвтектики и сети микротрещин, что и приводит к резкому охрупчиванию металла сварного шва.

4 Вычислительный эксперимент показал, что геометрические неоднородности создают в сварном шве НДС, при котором повышение температуры свыше 660 °С приводит к реализации деформаций в упруго-пластической области. Исходя из регламентных рабочих условий эксплуатации, нельзя допускать утонение труб более чем на 25% от номинальной толщины,

поскольку при соединении разнотолщинных труб возникают пластические деформации.

5 Для условий паровыжига показано, что условные эквивалентные напряжения значительно превышают предел прочности материала в сварных швах с геометрической неоднородностью и переводят их работу в пластическую область. Повышение температуры предварительного подогрева змеевика в процессе паровыжига в 2 раза по отношению к регламентной позволяет снизить максимальные напряжения в сварном шве более чем в 1,5 раза. Вычислительный эксперимент показал, что движение фронта горения кокса со стороны трубы с толстой стенкой более опасное, чем движение в противоположном направлении. Решение упругопластической задачи для сопряжения труб в условиях паровыжига кокса показало, что на 10-м цикле нагружения происходит разрушение в области зоны термического влияния (ЗТВ).

6 Разработана конструкция устройства для предотвращения смещения осей свариваемых разнотолщинных труб при ремонте змеевика. Рекомендации по улучшению условий работы змеевиков печей пиролиза углеводородов переданы для реализации на ОАО «Уфаоргсинтез».

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Чиркова А.Г., Авдеева Л.Г., Кинев С.А., Кузеев И.Р. Механизм накопления повреждений в трубах змеевиков печей для проведения пиролиза углеводородов//Мировое сообщество: проблемы и пути решения: Сб. науч. статей. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001,- № 11.-С. 102-104.

2. Чиркова А.Г., Кинев С.А., Авдеева Л.Г. О возможности проведения диагностики труб змеевиков печи пиролиза//Третья Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций»: Сб. тез.-Уфа, 2002.- С. 173.

3. Чиркова А.Г., Кинев С.А., Авдеева Л.Г. Изучение дефектных швов труб печей пиролиза углеводородов/ЛПромышленная и технологическая

безопасность: проблемы и перспективы: Сб. науч. тр.- Уфа: ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2002.- С. 105-109.

4. Кинев С.А. Постановка задачи по оценке напряженного состояния в сварных соединениях печных труб с геометрической неоднородностью методом МКЭ//Матер. 53-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002.- С. 12 .

5. Кинев С.А., Симарчук A.C., Чиркова А.Г. Напряжения в сварных соединениях разнотолщинных труб в змеевике печи пиролиза при различных температурах эксплуатации//Матер. 53-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002,- С.11.

6. Кинев С.А., Чиркова А.Г. Напряжения в сварных соединениях труб печи пиролиза в процессе паровыжига кокса//Матер. 53-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002.- С. 13.

7. Кузеев И.Р., Закирничная М.М., Чиркова А.Г., Кинев С.А., Авдеева Л.Г., Симарчук A.C. Деформирование оболочковых конструкций с геометрическими и физическими неоднородностями в силовом и температурном полях//Машиноведение, конструкционные материалы и технологии: Сб. науч. тр. - Уфа: Гилем, 2002.- С.36-50.

8. Чиркова А.Г., Симарчук A.C., Кинев С.А. Определение напряженно-деформированного состояния сварных соединений//Механика композиционных материалов и конструкций.-2003.- Т. 9,- № 2,- С. 250-255.

9. Чиркова А.Г., Авдеева Л.Г., Симарчук A.C., Кинев С.А. Деформирование сварных соединений труб печей пиролиза. - Башкирский химический журнал.- 2003,- Т. 10,- №1,- С.20-21.

115 16 6 \s\6Q

1 1

Подписано к печати 25.09.03. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Печ. листов 1,5 Тираж 90 экз. Заказ 248.

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес: 450062. г. Уфа. ул. Космонавтов. 1.

Введение

1. Особенности эксплуатации змеевиков печей для пиролиза углеводородов '

1.1. Процесс пиролиза углеводородов

1.2. Особенности эксплуатации печей

1.3. Характер накопления повреждений в трубах змеевика

2. Объекты и методы исследования

2.1. Схема отбора проб металла

2.2. Механические испытания

2.3. Методика металлографических исследований

3. Изучение металла сварных соединений

3.1. Механические свойства

3.2. Металлографические исследования

4. Конечно-элементное моделирование деформирование цилиндрических обечаек с дефектами в зоне сварных соединений

4.1. Описание расчетной процедуры упругого деформирования цилиндрических обечаек с геометрической неоднородностью в области сварных соединений 4.2. Исследование влияния характера геометрической неоднородности в области сварных соединений на напряженно деформированное состояние труб змеевика 5. Совершенствование методов проведения паровы-жига кокса и ремонта змеевика

5.1. Снижение пиковых напряжений в сварных соединениях в процессе паровыжига

5.2. Разработка устройства для центрирования труб при сварке

Нагрев или разложение сырья в процессах нефтепереработки и нефтехимии происходит в трубчатых печах различной конструкции. Поэтому практически каждая технологическая установка имеет в своем составе хотя бы одну печь, которые подразделяются на нагревательные и крекинговые. Одной из разновидностей крекинговых печей является пиролизная печь, которая эксплуатируется в наиболее жестких температурных условиях. Наибольшее распространение пиролиз получил для подготовки сырья при получении полиэтилена, полипропилена и некоторых других полимеров. В зависимости от используемого сырья процесс пиролиза может протекать при температурах 600 -950 °С. Верхний предел температур создает сложные условия для функционирования трубчатого змеевика в связи с тем, что реальные условия эксплуатации отдельных труб могут различаться в связи с их расположением относительно горелок, с неравномерностью отложений кокса как по периметру так и по длине трубы.

Изучение в течение длительного времени характера деформирования труб змеевиков пиролизных печей показывает, что на начальном этапе функционирования имеют место общая и локальная потеря устойчивости формы оболочки. Дефектные места во время ремонтных работ удаляются и вместо них вставляются катушки из новой трубы. Постепенно удельный вес дефектов типа трещин возрастает и как правило эти дефекты возникают в сварных швах. Отмечено, что, поскольку основным видом ремонта дефектных участков является вырезка части труб и замена их на новую с помощью сварки, количество сварных соединений растет по параболической зависимости. Механизм появления трещин до конца не ясен. В качестве гипотез рассматриваются следующие причины: концентрация напряжений в зоне соединения труб с различной толщиной стенки вследствие высокотемпературного утонения и геометрической неоднородности соединения; деформации при паровыжиге кокса, отложившегося на внутренней поверхности труб; внутренние напряжения вследствие различия структуры соединяемых сваркой труб. Определение механизмов деформирования труб змеевика и совершенствование методов их расчета на прочность с учетом реальных нагрузок является актуальным.

Решению этих задач посвящена настоящая работа, которая выполнялась в соответствии с программой "Научные исследования высшей школы в области производственных технологий" Министерства образования РФ (2000 г.); Государственной научно-технической программой Академии наук Республики Башкортостан "Проблемы машиностроения, конструкционных материалов и технологий" (1999-2002 г.г.); Федеральной целевой программе "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 20002002 годы (ФЦП "Интеграция" по государственному контракту № 28 "Создание совместного учебно-научного центра "Механика многофазных систем в технологиях добычи, транспорта, переработки нефти и газа".

Цель работы. Совершенствование методов расчета и ремонта змеевика печи пиролиза углеводородов как сварной конструкции.

Задачи исследования.

1.Изучение характера распределения механических свойств в различных зонах сварных соединений с различным уровнем накопленных повреждений.

2. Изучение влияния геометрической неоднородности соединения труб и изменения технологических параметров на напряженно-деформированное состояние в сопряжениях.

3. Разработка мероприятий по снижению напряжений в узле приварки труб с различной наработкой.

Научная новизна.

1 .Конечно-элементным методом разработана модель сварного соединения, которая позволила получить распределение напряжений в рабочих условиях и для условий парового выжига кокса с учетом геометрической неоднородности соединения и реального распределения температур. Показано, что в зоне сварного шва реализуются эквивалентные напряжения превышающие условный предел текучести и предел прочности при температуре процесса при сопряжении разнотолщинных труб со смещением их осей.

2.Получено распределение механических характеристик стали 20Х23Н18 в сварном соединении, которое носит экстремальный характер во времени, что связано с изменением фазового состава стали в процессе эксплуатации. При этом показано, что предел прочности на 20%, а коэффициент относительного удлинения и ударная вязкость на порядок ниже аналогичных показателей для основного металла труб.

Практическая значимость работы.

1. Обоснованы предельные геометрические отклонения в сварных соединениях при ремонтных работах, связанные с утонением стенки трубы в процессе эксплуатации для рабочих условий и условий парового выжига кокса.

2. Расчетным путем обоснована температура предварительного разогрева труб змеевика в процессе паровыжига кокса.

3. Конструкция устройства по обеспечению соосности труб с различной толщиной стенки при их сварке переданы для использования в ОАО "У фаоргсинтез".

Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось и обсуждалось на 52-ой и 53-ей научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ в 2001 и 2002 годах; Третей Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, Уфа, 2002 г.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 публикациях.

Автор выражает благодарность научному руководителю к.т.н., докторанту Чирковой А.Г., а также Симарчук А.С. и Авдеевой Л.Г. за помощь при выполнении диссертационной работы.

Выводы

Вычислительный эксперимент показал, что в условиях паровыжига кокса эквивалентные напряжения также превышают условный предел текучести и предел прочности материала в рабочих условиях. При этом в худшем положении оказывается более тонкая труба.

Величина напряжений существенно зависит от смещения осей труб в сварном соединении и от температуры предварительного нагрева труб в процессе паровыжига кокса. Необходимо увеличить температуру предварительного разогрева труб до температуры 550 - 600°С и исключить смещение осей сопрягаемых труб. Упруго-пластический анализ показал, что после 10 последовательных паровыжигов кокса происходит разрушение сварного соединения в области ЗТВ со стороны старой трубы.

Предложено устройство, применение которого при ремонте трубчатого змеевика позволит избежать смещение осей сопрягаемых труб в процессе сварки. Чертежи устройства и описание технологии его применения переданы на ОАО «Уфаоргсинтез».

1. Пиролиз углеводородного сырья/Мухина Т.Н., Барабанов Н.Л., Бабаш С.Е. и др. М.: Химия, 1987.- 240 с.

2. Чиркова А.Г. Снижение повреждений в металле труб печей пиролиза в процессе паро-воздушного выжига. -Дисс.канд. техн. наук, 1998.- 157 с.

3. Ентус Н.Р., Шарихин В.В. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М: Химия, 1987.-304 с.

4. Froment G.F. Chem.Eng.Sci., 1981. - v.36, №8, р.1271-1282.

5. Кузеев И.Р., Хайрудинов И.Р., Ибрагимов И.Г. и др. Состав спиралевидных структур при кристаллизации нефтяного углерода на поверхности металла .- Ж.: Химия и технология топлив и масел (ХТТМ).-1984.-№11.-С. 29-30.

6. Кузеев И.Р. Механизм фазового перехода при высокотемпературной переработке тяжелых нефтяных остатков Тезисы докладов Всесоюзной коллоидной школы Уфа, 1985.- С. 101-103.

7. Унгер Ф.Г. Масс- и разноспектральные исследования группового состава и надмолекулярной структуры нефтей и нефтепродуктов. Дисс. на соиск.уч.степ. докт. хим. наук.- Уфа, 1984,- 290 с.

8. Мухаметзянов И.З. Кузеев И.Р., Абызгильдин Ю.М. Иерархия структурной организации в нефтяных системах. Самоорганизующиеся и фрактальные структуры: Сб.научн.трудов. - Уфа: Изд.Уфим.нефт ин-та, 1990.- С.35-54.

9. Хайрудинов И.Р., Кузеев И.Р., Баязитов М.И. и др. Особенности диффузии углерода из нефтяного кокса в металл. ХТТМ, 1986.- №6.- С. 1314.

10. Кузеев И.Р., Баязитов М.И., Куликов Д.В., Чиркова А.Г. Высокотемпературные процессы и аппараты для переработки углеводородного сырья. Уфа: Гилем, 1999. - 325 с.

11. Теснер П.А. Образование углерода из углеводородов газовой фазы. -М.: Химия, 1972.- 136 с.

12. Барабанов H.JI. Высокотемпературный пиролиз углеводородов. -М.: ЦНИИТЭНенфтехим, 1971. 56 с.

13. Свинухов А.Г. Высокотемпературные процессы пиролиза и гидропиролиза нефтяного сырья. М.: ЦНИИИТЭНефтехим, 1985. - с. 12-23.

14. Баязитов М.И. Дисс. на соиск. уч.степ, канд техн. наук. Уфа, 1998. - 136 с.

15. Краснов В.И. и др. Долговечность змеевика пиролизной печи: Сб. трудов МИХМ. М.: Изд -во МИХМа, 1977. -С.48.

16. Баязитов М.И., Ибрагимов И.Г., Газиев P.P. и др. В сб.: Научно-техническое творчество молодежи в помощь производству- Уфа: Изд.-во Уфим. нефт. ин-та, 1986.- С.67.

17. Баязитов М.И., Кузеев И.Р. О механизме коксообразования на внутренней поверхности печных труб. В сб.: Нефть и газ. - Уфа: Изд -во УГНТУ, 1996.

18. Баязитов М.И. Оценка поврежденности печных труб в условиях эксплуатации- В сб.: Проблемы машиноведения, конструкционных материалов и технологий. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997. - С.203-210.

19. Мухин В.Н., Ватник JT.E. Лавров А.И. и др. Длительная прочность стали 15Х5М после длительной эксплуатации в трубчатых печах нефтеперерабатывающих установок. Проблемы прочности, 1983,- №5.-С.76-81.

20. Авдеева Л.Г., Чиркова А.Г. О влиянии коксоотложения и паровоздушного способа очистки на структуру стали труб пирозмеевиков.-Проблемы нефти и газа.-Уфа, 2001.- С.291.

21. Авдеева Л.Г., Чиркова А.Г. Причины появления магнитных свойств у парамагнитной стали 20Х23Н18,- Промышленная экология: Материалы специализированной конференции и семинара (г.Уфа, 30-31 января 2002 г.).-Уфа, 2002.- С.66.

22. Авдеева Л.Г., Чиркова А.Г. Изменение механических свойств стали 20Х23Н18 в процессе эксплуатации,- Промышленная и технологическая безопасность: проблемы и перспективы: Сб.науч. тр.- Уфа, 2002.- С. 105-109.

23. Авдеева Л.Г., Чиркова А.Г. Структура стали 20Х23Н18 после эксплуатации.

24. Авдеева Л.Г., Чиркова А.Г. Определение мультифрактальных характеристик стали 20Х23Н18 до и после эксплуатации.- 53-я конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. Уфа, 2002.- С.8.

25. Авдеева Л.Г. Зависимость фрактальной размерности и механических характеристик стали 20Х23Н18.- 53-я конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. Уфа, 2002.- С.6.

26. Зависимость между фрактальной размерностью и ударной вязкостью стали 20Х23Н18. 53-я конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. - Уфа, 2002.- С.7.

27. Балина B.C., Ланин А.А. Прочность и долговечность конструкций при ползучести. СП б.: Политехника, 1995.- 182 с.

28. Казанцев А.Г. Малоцикловая усталость при сложном термомеханическом нагружении. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001.248 с.

29. Паршин A.M., Тихонов А.Н., Бондаренко Г.Г., Кириллов Н.Б. Радиационная повреждаемость и свойства сплавов. СП б: Изд-во «Политехника», 1995.

30. Паршин A.M. Структура, прочность и радиационная повреждаемость коррозионно-стойких сталей и сплавов. Челябинск: Металлургия, 1988. - 656 с.

31. Паршин A.M., Тихонов А.Н., Бондаренко Г.Г., Криворук М.И. Предотвращение преждевременных разрушений формированием определенной структуры металла. Металлы, №5, 1999. - С. 87-92.

32. Авдеева Л.Г. Изменение структуры и механических свойств аустенитной стали 20Х23Н18 в условиях пиролиза углеводородов. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. - Уфа, 2003.

33. Иванова B.C., Курзина Е.Г. Мультифрактальная параметризация микроструктуры немагнитных сталей Mn-Ni-Cu-V после старения с целью выявления синергизма легирования. Металлы, №2, 1999. - С.59-67.

34. Хромченко Ф.А. Ресурс сварных соединений паропроводов. М.: Машиностроение, 2002. - 352 с.

35. Зайнуллин Р.С., Бакши О.А., Абдуллин Р.С., Вахитов А.Г. Ресурс нефтехимического оборудования с механической неоднородностью. М.: Недра, 1998.-268 с.

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

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

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

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

40. Зайнуллин Р.С. Кинетика механо-химического разрушения. Сосуды и трубопроводы, работающие под давлением. Основы расчета остаточного ресурса. Уфа: Баштехинформ, 1996. - 438 с.

41. Копельман JI.A. Сопротивляемость сварных узлов хрупкому разрушению. Л.: Машиностроение, 1978. - 232 с.

42. Захаров Н.М., Евдокимов Г.И., Кузеев И.Р. Обеспечение работоспособности оболочковых конструкций. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. -237 с.

43. Абдуллин Р.С. Повышение и оценка ресурса нефтегазохимического оборудования с механической неоднородностью. -Автореф. дисс. на соиск. уч. степ, докт техн. наук. Уфа: УГНТУ, 2000.

44. Щипачев A.M. Прогнозирование характеристик усталостной прочности металлов с учетом модифицированных поверхностных слоев. -Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. Уфа, 2000.

45. Хромченко Ф.А. Федосеенко А.В., Лаппа В.А. Оценка остаточного ресурса длительно эксплуатирующихся сварных соединений паропроводов. -Теплоэнергетика, 1995.- №4.- С. 12-16.

46. Медовар Б.И. Сварка жаропрочных аустенитных сталей и сплавов. -М.: Машиностроение, 1966. 430 с.

47. Бакиев А.В. Технологическое обеспечение качества функционирования нефтегазопромыслового оборудвания оболочкового типа. — Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн наук.- М.: 1984.

48. Бакиев А.В. Конструктивная прочность сварной нефтехимической аппаратуры со смещенными кромками. Нефть и газ, 1981, №8, с.84-88.

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

50. Ризванов Р.Г. Обеспечение качества оболочковых конструкций повышением точности изготовления и сборки базовых деталей. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. - Уфа, 2002.

51. Инсафутдинов А.Ф. Повышение качества изготовления кожухотрубчатой теплообменной аппаратуры совершенствованием методов и средств контроля формы и размеров базовых деталей. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. - Уфа, 2002.

52. Канторович З.Б. Основы расчета химических машин и аппаратов. -М.: Машгиз, 1960.-744 с.

53. Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств,- 2-е изд., доп. и перераб. М.: Колос, 1992. -399 с.

54. Васенев А.Д., Поникаров С.И., Николаев Н.А. Расчет и конструирование оборудования пищевых и химических производств: Учеб.пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Казань: «Печатный Двор», 2002. - 200 с.

55. Химушин Ф.Ф. Нержавеющие стали. М.: Металлургия, 1967.798 с.

56. Гудремон Э. Специальные стали. Том 1.- М.: Металлургия, 1966.736 с.

57. Зенкевич О Метод конечных элементов в технике . М.: Мир, 1975. -511 с.

58. Ботенкова Л.Г., Капустина С.А., Яблонко JI.C. Изопараметрический сдвиговой элемент для анализа оболочек общего вида. Прикладные проблемы прочности и пластичности. Методы решения задач упругости и пластичности. Горький, 1986. - С.61-70.

59. Голованов А.И. Универсальный конечный элемент тонкой оболочки. Исследования по теории оболочек: Труды семинара. Вып. 25. -Казань: Казанский физ.-техн. ин-т КНЦ АН СССР, 1990. - С.66-83.

60. Оразцов И.Ф., Савельев JI.M., Хазанов Х.С. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов. М.: Высшая школа, 1985. - 392 с.

61. Олсон М.Д. Исследование произвольных оболочек с помощью пологих оболочечных элементов. Тонкостенные оболочечные конструкции. Теория, эксперимент, проектирование. - М.: Машиностроение, 1980. - С.409-437.

62. Сахаров А.С., Киричевский В.В., Кислоокий В.Н. Метод конечных элементов в механике твердых тел. К.: Вища школа, 1982. - 480 с.

63. СтренгГ., Стренг Д. Теория метода конечных элементов. М.: Мир, 1977.-350 с.

64. Корнишин М.С., Якупов Н.М. Сплайновый вариант метода конечных элементов для расчета оболочек сложной геометрии. Прикладная механика, 1987.-т.23.-№3.- с.38-44.

65. Якупов Н.М., Серазутдинов М. Н. Расчет упругих тонкостенных конструкций сложной геометрии. Казань: ИММ РАН, 1993.- 208 с.

66. Полонский Я.А., Ватник JI.E. Исследование факторов надежной эксплуатации реакционных печных труб из стали типа НК-40. -Нефтепереработка и нефтехимия, 1995.- №3.- С.31-34.

67. Волосевич П.Ю., Гиржон В.В., Данильченко В.Е. Влияние многократных у = а переходрв на структуру железоникелевых сплавов. -Металловедение и термическая обработка металлов, 1990.- №11.- С.5 -7.

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

69. Илюшин А.А. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР, 1962.

70. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969.

71. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975. - 400 с.

72. Мавлютов P.P. Концентрация напряжений в элементах конструкций. М.: Наука, 1996. - 240 с.

73. Биргер И.А. Метод дополнительных деформаций в задачах теории пластичности.- Изв. АН СССР, ОТН, Механика и машиностроение, 1963.-№1.

74. Металлография железа. Том 2. Структура сталей ( с атласом микрофотографий).- М.: Металлургия, 1972. 284 с.

75. Металлография железа. Том 3. Кристаллизация и деформация сталей ( с атласом микрофотографий ). М.: Металлургия, 1972. - 236 с.

76. Жаропрочность сварных соединений. Земзин B.H.-JL: Машиностоение, 1972. 272 с.

77. Чернышева Т.А. Границы зерен в металлах сварных соединений. -М.: Наука, 1986. 126 с.

78. Грабин В.Ф., Денисенко А.В. Металловедение сварки низко- и среднелегированных сталей. К.: Наукова думка, 1978. - 276 с.

79. Крутасова Е.И. Надежность металла энергетического оборудования. М.: Энергоиздат, 1981. - 240 с.

80. Земзин В.Н. Жаропрочность сварных соединений. Л.: Машиностроение, 1972 . - 272 с.