автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Обеспечение ресурса безопасной эксплуатации монтажных стыков высокопрочных труб нефтепроводов

УДК 622.692.4

£104608180

На правах рукописи

Кравченко Сергей Викторович

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕСУРСА БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОНТАЖНЫХ СТЫКОВ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБ НЕФТЕПРОВОДОВ

Специальность 05.26.03 - Пожарная и промышленная

безопасность (нефтегазовый комплекс)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2010

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

Научный руководитель Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие

- доктор технических наук, профессор Гумеров Асгат Галимьянович

- доктор технических наук, профессор Абдуллин Рафиль Сайфуллович

- кандидат технических наук, доцент Галлямов Мурат Ахметович

- Закрытое акционерное общество «Технология, экспертиза и надежность», г. Уфа

Защита диссертации состоится 18 июня 2010 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при ГУЛ «Институт проблем транспорта энергоресурсов» по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУЛ «ИПТЭР».

Автореферат разослан 17 мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук 0/И/-*---- Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время отмечается устойчивая тенденция применения высокопрочных труб для строительства нефтепроводов с целью повышения их пропускной способности. Однако при этом возникает ряд проблем по обеспечению необходимого ресурса безопасности их эксплуатации, и в особенности в условиях нестационарного воздействия внешних силовых факторов. При этом особо важным условием является соответствующее (с увеличением прочностных характеристик металла) повышение качества проектирования, производства и эксплуатации нефтепроводов. В этой связи возрастает актуальность проблем, связанных с оценкой и повышением прогнозируемого и остаточного ресурсов нефтепроводов. Необходимо отметить, что применение высокопрочных сталей непосредственно связано с ростом степени напряженности базовых конструктивных элементов трубопроводов, предопределяющих их металлоемкость и безопасность. Это, в свою очередь, обуславливает пониженную термодинамическую устойчивость и повышенную скорость процессов повреждаемости металла, связанных с воздействием рабочих сред (коррозионной активностью, уровнем и цикличностью нагрузок, температурой и др.). Кроме этого, решение некоторых проблем повышения качества строительства и ремонта трубопроводов приводит к выраженной макроскопической механической неоднородности и их конструктивных элементов. Например, применение низколегированных сталей в структурно-неравновесных (термоупрочненных) состояниях порождает появление в конструктивных элементах мягких (разупрочненных) и твердых (закаленных) участков (прослоек).

Механическая неоднородность, заключающаяся в различии свойств характерных участков конструктивных элементов нефтепроводов, является, с одной стороны, следствием локализованного температурного воздействия на металл, а с другой, может создаваться по конструктивно-

технологическим соображениям обеспечения безопасности эксплуатации трубопроводов. При этом локализованные температурные воздействия на металл приводят к реализации в металле высокой степени остаточной напряженности, возрастающей почти пропорционально росту исходной прочности металла труб. Все это вызывает необходимость решения новых задач по оценке и снижению остаточной напряженности металла нефтепроводов из высокопрочных труб (с повышенной пропускной способностью).

В указанных направлениях и построена настоящая работа.

Цель работы - обеспечение безопасности эксплуатации нефтепроводов из высокопрочных труб регламентацией испытательного напряжения, свойств металла, прогнозируемого и остаточного ресурсов их монтажных стыков.

Достижение этой цели обусловило постановку и решение следующих основных задач:

- обоснование методов снижения остаточной напряженности и дефектности и повышения трещиностойкости монтажных стыков высокопрочных труб нефтепроводов;

- исследование возможности применения мягких швов в монтажных стыках высокопрочных труб с обеспечением необходимого ресурса безопасной эксплуатации нефтепроводов при статическом и циклическом нагружениях;

- расчетное определение ресурса монтажных стыков высокопрочных труб в условиях квазистатической и усталостной повреждаемости металла с учетом особенностей взаимодействия послесварочных и активных напряжений в мягком металле швов;

- разработка методических рекомендаций по оценке и повышению ресурса безопасной эксплуатации монтажных стыков высокопрочных труб нефтепроводов.

Научная новизна:

- установлена взаимосвязь между свойствами характерных зон сварных монтажных стыков высокопрочных труб и испытательного давления,

позволяющая расчетным путем оценивать остаточную напряженность и дефектность участка нефтепровода;

- получена формула для расчетного определения коэффициента тре-щиностойкости высокопрочных сталей в зависимости от обобщенного деформационного параметра, что позволяет избежать трудоемких испытаний образцов с трещинами;

- базируясь на основных положениях теории пластичности, дано теоретическое обоснование возможности безопасной эксплуатации трубопроводов с мягкими монтажными швами, обладающими высокими трещино-стойкостью и релаксационной способностью деконцентрации сварочных напряжений;

- предложен метод расчетного определения характеристик квазистатической и усталостной повреждаемости конструктивных элементов нефтепроводов из высокопрочных труб с учетом остаточной напряженности и дефектности, механической неоднородности, наличия концентраторов напряжений и асимметрии цикла нагружения.

На защиту выносятся:

- комплекс результатов исследований, имеющих научно-практическую значимость, в частности методы расчетного определения степени напряженности и дефектности, усталостной долговечности и ресурса монтажных стыков высокопрочных труб нефтепроводов с учетом предыстории нагружения, концентраторов напряжений, характеристик нестационарности эксплуатационных нагрузок;

- методические рекомендации по оценке и повышению прогнозируемого и остаточного ресурсов монтажных стыков высокопрочных труб нефтепроводов с повышенной пропускной способностью.

Практическая ценность результатов работы

• результаты выполненных исследований позволяют научно обоснованно устанавливать параметры испытаний и свойства монтажных мягких швов, при которых обеспечиваются пониженные остаточная напряженность

и дефектность высокопрочных труб при сохранении необходимого уровня безопасности эксплуатации участка нефтепровода;

• разработанные методы расчетной оценки прогнозируемого и остаточного ресурсов нефтепроводов позволяют обеспечивать безопасность их эксплуатации и назначать научно обоснованные сроки периодического диагностирования и испытаний.

Достоверность результатов исследований

Теоретические исследования выполнены с использованием современных подходов механики разрушения, надежности и безопасности трубопроводных систем. Разработанные методы и рекомендации по оценке и повышению ресурса нефтепроводов основываются на представлениях о кинетике коррозионно-механической усталости и трещиностойкости высокопрочных труб, развиваемых в работах ученых ИМАШ им. А.А. Благонравова РАН, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, ГУЛ «ИПТЭР», УГНТУ, ОГУ и др.

Полученные автором результаты согласуются с известными закономерностями механики деформирования неоднородных твердых тел, а также теории упругости и пластичности. Установленные автором закономерности и аналитические зависимости адекватно отвечают экспериментальным данным других исследователей.

Апробация работы. Диссертационная работа заслушана на секции Ученого совета ГУЛ «ИПТЭР» 18 марта 2010 г. и рекомендована к защите.

Результаты работы докладывались на конференциях и семинарах, проведенных в ГУП «ИПТЭР».

Публикации." По материалам диссертации опубликовано 3 печатных работ, в том числе 3 в рецензируемом научно-техническом журнале из Перечня ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 128 наименований, приложения. Она содержит 145 страниц машинописного текста, 45 рисунков, 5 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и основные задачи работы, показаны ее научная новизна и практическая ценность.

Первая глава посвящена анализу литературных данных по обеспечению безопасности нефтепроводов, изготовленных из высокопрочных сталей. Показано, что применение для строительства нефтепроводов высокопрочных труб требует повышения требований к качеству на всех этапах их жизненного цикла (проектирование, изготовление и эксплуатация).

При этом особую важность приобретают проблемы снижения степени остаточной напряженности и дефектности металла конструктивных элементов нефтепроводов. Показано, что одним из эффективных методов снятия послесварочных напряжений является механическое нагружение сварного элемента, которое можно сочетать с гидравлическими испытаниями трубопроводов. Однако для полного снятия послесварочных напряжений в стенках трубопроводов необходимо создавать при испытаниях напряжения, соответствующие уровню предела текучести основного металла, что в некоторых случаях может приводить к негативным последствиям при их эксплуатации.

В работе показана целесообразность использования технологического приема", сущность которого заключается в том, что с целью снижения уровня послесварочных и активных (от испытательного давления) напряжений монтажные сварные стыки труб выполняются электродами с пониженными (в сравнении с основным металлом) прочностными характеристиками (мягкими электродами). Наряду с этим, соответствующим выбором вязкопластических свойств металла шва возможно обеспечение повышенной технологической и эксплуатационной прочности монтажных стыков труб нефтепроводов.

''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.

Во второй главе произведена оценка степени снижения остаточной напряженности и дефектности при гидравлических испытаниях участка нефтепровода, монтажные стыки которого сварены мягкими швами.

Установлено, что в пределах активной зоны, в которой при сварке произошли термопластические деформации, возникают остаточные напряжения оат, которые по величине примерно равны пределу текучести металла соответствующего участка. Например, в мягком шве атт я амт, где ст* -предел текучести металла мягкого шва. За пределами активной зоны остаточные напряжения меняют знак на обратный, а их значения определяются из условия статической эквивалентности. В действительности даже для однородных соединений (о^' = а™, где er"" - предел текучести основного металла) остаточные напряжения в окрестности кольцевых швов изменяются по сложным полиэкстремальным зависимостям: а^ = (l - х)2 /(l -*)4, где х = х/х.;х, - размер активной зоны. При i = О (центр шва) остаточные напряжения принимают свое максимальное значение (ег^ = сг°" я о-", где сг™ -предел текучести металла шва). Приложение внешней нагрузки, вызывающей напряжения аи (при гидравлических испытаниях), приводит к снижению максимальных остаточных напряжений в п раз: " = I v„cm = <?L I < = 1 < > где остаточные напряжения после

испытаний. Показано, что величина

««(l-5?)(l(1) где äu = <7.1 относительное испытательное окружное напряжение. Отсюда следует простой и важный вывод: чем меньше предел текучести металла кольцевого шва (а™), тем меньше должна быть величина испытательного напряжения сги при условии полного снятия остаточных напряжений. Формула (1) достаточно адекватно подтверждается экспериментальными исследованиями на натурных сосудах (ИркутскНИИХИММАШ), сварных элементах2) и др.

2) Хрупкие разрушения сварных конструкций: Пер. с англ. / В. Холл, X. Кихара, В. Зут, A.A. Уэллс. - M.: Машиностроение, 1974. - 320 с.

Другой не менее важной проблемой является установление критических параметров дефектов, соответствующих испытательному напряжению аи.

В этом направлении большой вклад внесли ученые ГУП «ИПТЭР» (профессора А.Г. Гумеров, P.C. Зайнуллин, P.C. Гумеров, K.M. Гумеров и др.), МИФИ (проф. Е.М. Морозов), ИМАШ им. A.A. Благонравова (чл.- корр. РАН H.A. Махутов) и др. Тем не менее, остается ряд нерешенных задач по оценке критических параметров трещиноподобных дефектов в монтажных стыках высокопрочных труб, в частности по оценке коэффициентов трещиностойкости атр.

Одними из опасных дефектов в монтажных стыках трубопроводов являются несплавления и непровары швов. В зависимости от толщины S свариваемых труб сварные соединения с непроваром шва могут быть схематизированы в виде двух основных моделей, показанных на рисунке 1, а и б.

а)

) h~ J щ

щ S

р ш ht п )р -

б) ■

Рисунок 1 - Модели конструктивных элементов с непроваром односторонних (а) и двусторонних (6) швов

Для пластичных сталей на основании теории пластичности легко показать, что предельное состояние для указанных моделей (рисунок I, а и б) будет определяться предельными напряжениями при одноосном растяжении гладких образцов (ст.) с учетом снижения площади рабочего сечения моделей ть =Ь/Б: асв = ав(1-тк). Другими словами, для таких моделей в негго-сечении среднеинтегральные разрушающие напряжения <т„„ » с", где а" - предел прочности металла в окрестности вершины несплавления металла шва. Следовательно, прочность конструктивного элемента с несплавлениями швов будет определяться формулой

где К, - степень отличия пределов прочности металла шва и ос-

новного металла (или коэффициент механической неоднородности). Влияние К. на ст„ просматривается при анализе данных рисунка 2 (для сталей с атр = 1,0 экспериментальные точки ложатся выше прямых, рассчитанных по формуле (1) без учета Кв). Формула (2) подтверждается экспериментально на прямоугольных образцах (5/5 >1) и цилиндрических сосудах из сталей (10, 20, 16ГС, 17ГС, 09Г2С, 10Г2С1 и др.) с продольными швами с непроваром и трещинами, протяженность которых I > Б (И - диаметр сосуда).

Как известно, для высокопрочных труб с несплавлениями в монтажных швах среднеинтегральные разрушающие напряжения в нетго-сечении (<т„,) могут не достигать предела прочности металла шва и основного металла (рисунок 2, сталь ЗОХГСНА). Для оценки этого фактора вводится параметр тре-щиностойкости апр = <т„„ / ст", который зависит от параметра т„. Установлено, что минимальное значение атр соответствует моделям (рисунок 1) при ть = 0,5. Это значение (0,5) принято называть коэффициентом трещиностой-кости атр. Чем меньше атр, тем ниже разрушающее напряжение ат и тре-щиностойкость сталей. При этом атр (тк) описывается следующей формулой: атр Ц)=1-4-тоА (1 -/я„X1 -атр), которая достаточно адекватно отвечает многим экспериментальным литературным данным (рисунок 3).

Таким образом, для определения атр (тл) достаточно испытать образцы с одним значением параметра шь »0,5. Другой наиболее важной проблемой является установление взаимосвязи параметра атр и известных механических характеристик сталей.

Для расчетной оценки атр обоснована следующая формула:

<*„„=№.+ 0,125 у = 4П, (3)

где у, 0,25; ц/ 0,25; у, и ц/- соответственно равномерное и полное относительные сужения. Ориентировочно П = 4-65, где 55 - относительное

удлинение пятикратного образца. Например, при 53=0,12 коэффициент трещиностойкости атр = 0,693.

800

600

400

200

IV ' N 'ч. 30ХГСНА у

Ч V2 э\ 1 / N

• — .А Л ..... ' Ч

1/ 12Х18Н101

ОД

0,2

0,3

0,4

1Ч>1

450

400,

350

300

250

б)

200

К о

N 7'

\ « / / 1 / X .09Г2С

\т

— СтЗ

0

0,1

0,2

0,3

0,4

Шь

ООД - эксперимент (С.А. Куркин, проф. МГТУ им. Н.Э. Баумана);

1 - расчет по формуле (2) при атр = 1,0; 2 - расчет по формуле (3) при атр = 0,52

а-для высокопрочной (30ХГСНА) и нержавеющей (12X18Н10Т) сталей; б - для низкоуглеродистых (СтЗ, 20,22,20К и др.) сталей

Рисунок 2 - Графики зависимости аа от ггц,

у» • » * 1 _ 2 1

• 3

4

1 ■

л 6 I-— •

О 0,1 0,2 0,3 0,4 mh

1 -СтЗ (непровар) t = +20'С;

2 - «Д» (трещина) t = +20° С;

3 — «J1» (трещина) t = +20'С;

4 -ЗОХГСНА (непровар) t = +20'С;

5 - СтЗ (непровар) t = -196°C;

6 - органическое стекло

Рисунок 3 - Графики зависимое-коэффициента трещиностойкост ат от т„

Предложенная формула (3) согласуется с экспериментальными данными других авторов (рисунок 4).

Таким образом, прочность элементов с несплавлениями (рисунок 1) будет определяться по формуле

= <*7-к. ■ашР 0 ~ т а) • (4)

Формулу (4) можно использовать для консервативной оценки <х„ для модели, показанной на рисунке 1, б.

В таблице 1 приведены механические характеристики и коэффициенты трещиностойкости атр (см. колонку 8) для распространенных в нефтегазовой отрасли низкоуглеродистых и низколегированных сталей с различной исходной прочностью. Значение атр в таблице 1 соответствует основному металлу и квадратным образцам (БхБ) с искусственными трещинами, изготовленным и испытанным по требованиям ГОСТ 25.506-85.

Модели (рисунок 1) отвечают протяженным несплавлениям и в большей мере имеют практическое значение в лабораторной практике. В реальных конструкциях вероятнее появление двухпараметрических несплавлений, для которых характерны два геометрических параметра: т,, и т, (т, = £/в) (рисунок 5).

Таблица 1 - Механические свойства низкоуглеродистых

и низколегированных сталей различной прочности

Сталь СТТ, МПа СТв, МПа с, МПа Ктв п П

1 2 3 4 5 6 7 8

20 265 450 860 0,590 0,260 1,40 1,00

22К 267 440 870 0,600 0,240 1,20 1,00

СтЗ 252 407 900 0,620 0,220 1,15 1,00

14ГН 325 465 840 0,700 0,200 1,20 1,00

14ХГС 390 540 990 0,720 0,180 1,12 1,00

16ГС 310 500 820 0,620 0,230 1,25 1,00

16ГС* 490 620 1075 0,790 0,100 0,90 0,91

16ГНМ 337 556 1009 0,610 0,180 Ы7 1,00

16ГНМА 344 580 1080 0,600 0,180 1,18 1,00

17ГС 402 570 1090 0,710 0,200 1,20 1,00

17Г1С 406 575 930 0,705 0,180 1,15 1,00

17Г1С* 635 765 1110 0,830 0,117 0,87 0,85

09Г2С 306 504 1000 0,610 0,240 1,11 1,00

10Г2С 340 500 890 0,680 0,170 1,05 1,00

09Г2ФБ 421 549 845 0,770 0,140 1,20 1,00

10Г2ФБ 441 589 910 0,750 0,150 1,15 1,00

13Г2АФ 362 529 865 0,680 0,180 1,07 1,00

10Г2ФБ 461 589 900 0,780 0,144 0,90 0,92

Х70 461 589 909 0,750 0,150 1Д4 1,00

08Г2СФТ 578 680 1100 0,850 0,092 0,39 0,62

30ХГСНА 920 995 1080 0,940 0,075 0,30 0,52

Примечание - Данные получены при нормальной температуре испытаний сталей в горячекатаном состоянии листового проката; * - термоупрочненные (закалка + отпуск 600 °С) стали.

1 ■р—ы

• - 1-е 2-о 3-С по дань тЗ (непр >ганичес тЗ(непр ым табл овар) пр кое стек звар) 1 ицы и /«20 ло (треп = -196' •С (Я./ (ина) (П С (И.И '.Макар Щ«ИП1 Макаре ов); ГЭР»);~ >в)

4 8 12 16 20 24 28 б5, %

Рисунок 4 - График зависимости коэффициента трещиностойкости а„ от относительного удлинения 65

К,

ть -0,15

«««А35

0,2

т,

Рисунок 5-Модель с двухпараметрическим Рисунок б - Графики зависимости несплавлением Ц,^)

Уменьшение относительной длины несплавления т, повышает площадь рабочего сечения и прочность элемента. В этом случае коэффициент прочности сварного элемента (срс) можно представить в виде произведения коэффициентов механической неоднородности Кв, трещиностойкости атр и ослабления рабочего сечения Км:

<Рс = vJvT = К-«шр-¡См, (5)

где Ku=l-mHifirt. (6)

Графики зависимости Км от ш, и mh приведены на рисунке 6.

При к, = 1,0 и атр = 1,0 фc=Kht. Уменьшение I или т, приводит к значительному росту параметра Км и соответствующему росту фс.

Таким образом, разработан метод расчета несущей способности сварных конструктивных элементов нефтепроводов из высокопрочных труб с несплавлениями в швах с учетом их геометрических параметров и местоположения, а также исходной прочности материала (стали).

Третья глава посвящена обоснованию возможности выполнения кольцевых стыков высокопрочных труб мягкими швами.

Особенностью механического поведения конструктивных элементов с мягкими швами (прослойками) является зависимость прочностных и деформационных характеристик от их относительной толщины: х„=Ьм!Г, где hM - толщина мягкой (М) прослойки; Г - геометрический параметр конструктивного элемента или образца, предопределяющий рабочее сечение (несущую способность). Например, для круглых образцов Г = D, где D - его диаметр. Для прямоугольных образцов Г = S (5 - толщина образцов, вырезанных из листового проката, труб или обечаек).

Большинство известных нам исследований касается расчетной оценки статической прочности конструктивных элементов с мягкими прослойками. Между тем, большое значение при оценке прогнозируемого и остаточного ресурсов имеют вопросы расчетной оценки характеристики циклической повреждаемости конструктивных элементов нефтепроводов с мягкими прослойками.

Анализ многочисленных экспериментальных исследований (ЧГТУ, МГТУ им. Н.Э. Баумана, ЦНИИпроектстальконструкция и др.) показывает, что для конструктивных элементов с поперечной мягкой прослойкой отме-

чается заметное увеличение предела усталости ст., при уменьшении параметра Хм (рисунки 7 и 8).

• - эксперимент [H.A. Клыков]; - по формуле (7)

Рисунок 7 - График зависимости предела усталости ст_, образцов от относительной толщины мягкой прослойки

К 1,6 1,4

1,2 1,0

0 0,2 0,4 0,6 0,8 Л

• - эксперимент [H.A. Клыков]; q - эксперимент [P.C. Зайнуллин]; —— - по формуле (7)

Рисунок 8 - Графики зависимости коэффициента механического упрочнения мягкой прослойки KJ от ее относительной толщины Хм при г = -1(1) и г = 1 (2)

Рч. < \ 1 к;=1,8

V7 1 \ 2

\ |

с ¡4

Эта закономерность достаточно адекватно описывается полученной нами следующей формулой:

(7)

где К4, = <т" / с.,; с" и ст." - пределы усталости основного (Т) и мягкого (М) металлов; Кцг - коэффициент механического упрочнения образца с мягкой прослойкой. При коэффициенте асимметрии цикла г = 1 значение хи в формуле (7) необходимо брать в первой степени.

Формула (7) справедлива для образцов, испытуемых при изгибе и растяжении (сжатии). При этом необходимо учитывать, что при растяжении (сжатии) ст^ = 0,7 ■ <т!,, где а\ - предел усталости стали при изгибе.

При определении предела усталости металла мягкой прослойки необходимо учитывать наличие концентраторов напряжений.

Если концентратор напряжений не снижает рабочее сечение конструктивного элемента, то величину <т"и можно рассчитывать по формуле

(8)

где К,ф - эффективный коэффициент концентрации напряжений; а„ -теоретический коэффициент концентрации напряжений; и

а" - пределы текучести и прочности металла мягкой прослойки. Напомним, что повышение прочности стали приводит к росту Кт. Формула (8) достаточно адекватно отвечает экспериментальным данным других авторов. В работе предложены формулы для определения сг"и с учетом концентраторов напряжений, снижающих рабочее сечение элементов. Увеличение степени снижения рабочего сечения элемента приводит к значительному снижению К*.

Анализ схематизированной диаграммы предельных амплитуд Гудма-на показывает, что взаимосвязь с", и г может быть описана следующей аналитической формулой:

где К"1в = о*/а" » 0,40 при изгибе, « 0,28 при растяжении (сжатии). Графики зависимости Кг (г), построенные на основании формулы (9), приведены на рисунке 9.

2,2 / /

1,8 У Г) / г

У 1,4 у / /у

1,0

-г -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 г 1-К". =0,28; 2 -К". =0,40

Рисунок 9 - Графики зависимости параметра Кг от коэффициента асимметрии г для конструктивных элементов с мягкими швами

Как и следовало ожидать, увеличение коэффициента асимметрии существенно повышает коэффициент Кг и предел усталости ст, конструктивных элементов с мягкими монтажными швами. Для конструктивных элементов нефтепроводов характерны циклы с 0<г<1. В этой области отмечается наибольший рост предела усталости ст,.

Таким образом, предел усталости металла монтажного стыка высокопрочных труб будет определяться по формуле

о,=К1 • 1С ■ К.1ф ■ Кг ■ а ". (10)

Четвертая глава посвящена разработке метода расчетной оценки ресурса монтажных стыков высокопрочных труб в условиях квазистатиче-

ской и усталостной повреждаемости с учетом особенностей взаимодействия остаточных послесварочных и активных (испытательных) напряжений в мягком металле шва.

Базируясь на данных ГУП «ИПТЭР» (P.C. Зайнуллин и др.) и полученных во второй главе диссертации результатах, выведена следующая формула для оценки предела усталости металла мягкого монтажного шва of в зависимости от параметров испытаний и остаточной напряженности:

о7=а,\\-п-К1), (11)

где q - константа (q «1,25); п - определяется по формуле (1) при х = 1,0; аг -предел усталости, определяемый по формуле (10) без учета послесварочных напряжений.

На рисунке 10 приведены графики зависимости /аг от параметра

Ктд.

<7,

0,8

0,6

0,4

0,2

0

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Кш

— -q = l,25;—— - -q = ],0 (данные МГТУ им. Н.Э. Баумана) Рисунок 10 - Графики зависимости о*™/аг

от параметра 1Стд

Видно, что остаточные напряжения существенно снижают предел усталости монтажного мягкого шва. В случае полного снятия остаточных послесварочных напряжений (аи =aZ) предел усталости кольцевого мягкого шва (а""') может возрастать в несколько раз.

При малоцикловом нагружении, что характерно для нефтепроводов, число циклов до зарождения трещины N3 и амплитуды окружных услов-

ных напряжений связаны известной формулой (А.П. Гусенков, В.П. Когаев, H.A. Махутов, ИМАШ РАН им. A.A. Благонравова):

о а ■xjm ' 4 '

з

где е„ - амплитуда упругопластических деформаций; Е - модуль упругости; т- константа стали (т = 0,5); ц/- относительное сужение образца после его разрыва при растяжении. На наш взгляд, целесообразнее вместо ст., в формулу (12) подставлять значение а,, определенное на основании формул (10) и (И).

Анализ формулы (12) показывает, что остаточные напряжения заметно сказываются на долговечности лишь при сравнительно низких амплитудах напряжений <та. (больших долговечностях) (см. рисунок 11).

1 V — 0,5 а, = 550 МПа 0,85

>> п = 0 >. \

п = 1,0 ~ - -___

101 102 1 03 1 04 N3

Рисунок 11 - Взаимосвязь а . и N3 при п = 1,0 и п = 0

Одним из факторов, ограничивающих практическую значимость уравнения (12), является сложность определения амплитуды деформаций еа с учетом концентраторов напряжений и др. В связи с этим возникает необходимость разработки расчетных методов определения циклической долговечности конструктивных элементов с использованием характеристик статической прочности. Более того, уравнение (12) включает в себя

экспериментальную механическую характеристику ст.,, определяемую на шлифованных и полированных образцах.

Анализ многочисленных литературных данных по циклической повреждаемости сталей и конструктивных элементов показывает, что в логарифмических координатах зависимости между амплитудой напряжений аа и количеством циклов до разрушения Nр можно представлять в виде трех пересекающихся прямых (рисунок 12). Точки С, М и У соответствуют пределам статической, малоцикловой и усталостной прочности {я„,ам,ог). Величину сгг устанавливают при определенной базе испытаний

I - квазистатическая (малоцикловая); II - усталостная повреждаемость;

III - область неограниченной долговечности

Рисунок 12 - Полная диаграмма циклической повреждаемости

Базируясь на термодинамических процессах малоцикловой повреждаемости металлов, описываемых степенными функциями, в работе показано, что параметры и а„ находятся в следующей зависимости от характеристик истинной диаграммы растяжения:

=кы-10т"; аи = — = ка ■ К™;", (13)

где кн.к^.т^ и тт -константы стали.

Значения коэффициентов км и к„ близки к единице (кы =к„ »1,0).

Показатели степени уравнения (13) определяются по формулам:

1я-=2^(1 + 3-»|)-5(1^-0; О4)

(15)

где п - коэффициент деформационного упрочнения стали; е - основание натурального логарифма, е ~ 2,72; Кш - как и ранее, отношение пределов текучести и прочности. Из формул (13)-(15) видно, что параметры малоцикловой усталости сталей зависят лишь от деформационных характеристик сталей п (п = 55 -0,125 ц;). Здесь 8,- относительное удлинение пятикратного образца на одноосное растяжение, а у - относительное сужение. Повышение прочностных характеристик стали (увеличение Кт,) сужает область малоцикловой усталости в диаграммах Велера, что сопровождается увеличением а„ и снижением Nи (рисунок 13).

N..

104

10

10

С» (О

(О

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,9

0,8

Кш

0,7

Рисунок 13 - Графики зависимостей параметров малоцикловой усталости N. и о\, от К

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Показано, что одним из эффективных технологических приемов обеспечения необходимого качества монтажных стыков высокопрочных труб нефтепроводов является выполнение их мягкими (менее прочным и более пластичным металлом в сравнении с основным) швами в сочетании с определенными параметрами гидравлических испытаний.

2. Установлена взаимосвязь между величиной испытательного давления, остаточной напряженностью и дефектностью монтажных стыков высокопрочных труб нефтепроводов.

Доказана возможность полного снятия послесварочных напряжений в монтажных стыках высокопрочных труб при испытаниях участка нефтепровода.

3. На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований доказана возможность применения мягких швов в монтажных стыках высокопрочных труб с обеспечением необходимого ресурса безопасной эксплуатации нефтепроводов при статическом и циклическом нагружениях.

Получены аналитические зависимости для оценки влияния геометрических параметров монтажных мягких швов на характеристики циклической повреждаемости высокопрочных труб с учетом характера приложенных нагрузок, концентраторов напряжений и асимметрии циклов на-гружения. Установленные закономерности качественно и количественно совпадают с экспериментальными данными других авторов и согласуются с основными положениями теорий усталостной повреждаемости материалов и сварных конструкций.

4. Произведена оценка ресурса монтажных стыков высокопрочных труб в условиях квазистатической и усталостной повреждаемости металла с учетом особенностей взаимодействия остаточных послесварочных и активных (испытательных) напряжений в мягком металле швов.

Установлена взаимосвязь характеристик циклической повреждаемости с величиной послесварочных и испытательных напряжений. Установлено, что в случае полного снятия послесварочных напряжений предел усталости монтажного шва высокопрочных труб может увеличиваться в несколько раз.

Базируясь на механических и термодинамических процессах малоцикловой повреждаемости металлов, описываемых степенными функциями, в работе предложены аналитические формулы для оценки предела малоцикловой прочности и соответствующего ресурса безопасной эксплуатации монтажных швов и других конструктивных элементов нефтепроводов из высокопрочных труб.

Разработан и предложен инженерный метод построения полных диаграмм циклической повреждаемости сталей различных категорий исходной прочности.

5. На основании результатов исследований разработаны методические рекомендации по расчетному определению прогнозируемого и остаточного ресурсов монтажных стыков высокопрочных труб нефтепроводов.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в следующих научных трудах:

1. Зиннатуллин А.К., Рождественский Ю.Г., Тимошкин Ю.В., Кравченко C.B. Обзор математических моделей расчета скорости углеки-слотной коррозии // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - 2007. - Вып. 4 (70). - С. 67-70.

2. Мухаметшин P.P. и др. Методические рекомендации по расчетной оценке критических параметров трещиноподобных дефектов в конструктивных элементах нефтегазового оборудования / P.P. Мухаметшин, C.B. Кравченко, И.Ф. Кантемиров; под ред. проф. P.C. Зайнуллина. - Уфа,

2008.-51 с.

3. Кравченко C.B. Система мониторинга коррозии и эффективности ингибирования трубопроводов ОАО «ТНК-НЯГАНЬ» // Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Матер, научн.-практ. конф. 27 мая 2009 г. - Уфа,

2009.-С. 196-197.

4. Кравченко C.B., Кантемиров И.Ф. Обеспечение безопасности эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов с повышенной производительностью. - Уфа, 2008. - 70 с.

5. Кантемиров И.Ф., Кравченко C.B. Расчетная оценка несущей способности сварных стыков разнородных элементов нефтегазовых резервуа-

ров // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов»/ИПТЭР.-2010.-Вып. 1 (79).-С. 107-111.

6. Кантемиров И.Ф., Кравченко C.B. Метод оценки ресурса конструктивных элементов нефтегазовых резервуаров по критериям статической и циклической трещиностойкости // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - 2010. - Вып. 1 (79). -С. 104-106.

7. Кантемиров И.Ф. и др. Методические рекомендации. Обеспечение ресурса монтажных швов высокопрочных труб / И.Ф. Кантемиров, C.B. Кравченко, А.Р. Зайнуллина. - Уфа, 2010. - 19 с.

8. Гумеров А.Г., Кравченко C.B. Оценка и повышение ресурса безопасной эксплуатации нефтепроводов из высокопрочных труб // Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Матер, научн.-практ. конф. в рамках XVIII междунар. специализир. выставки «Газ. Нефть. Технологии - 2010». - Уфа, 2010.-С. 166-168.

Фонд содействия развитию научных исследований. Подписано к печати 11.05.2010 г. Бумага писчая. Заказ № 202. Тираж 100 экз. Ротапринт ГУП «ИПТЭР» РБ. 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

Введение.

1 Проблемы обеспечения безопасности эксплуатации нефтепроводов с повышенной пропускной способностью.

1.1 Основные направления обеспечения безопасности эксплуатации нефтепроводов с повышенной пропускной способностью.

1.2 Взаимосвязь характеристик безопасности и испытательного давления нефтепроводов.

Выводы по разделу.

2 Оценка остаточной дефектности и напряженности монтажных швов высокопрочных труб после их испытаний.

2.1 Разработка методов определения критических параметров тре-щиноподобных повреждений в области кольцевых швов участка нефтепровода после проведения гидравлических испытаний.

2.2 Снижение остаточной напряженное!и монтажных швов высокопрочных швов нефтепроводов.

Выводы по разделу.

3 Исследование статической и циклической прочности монтажных стыков высокопрочных труб.

3.1 Совершенствование методов расчета несущей способности монтажных стыков высокопрочных труб, выполненных мягкими электродами.

3.2 Расчетная оценка пределов прочности и усталости монтажных стыков нефтепроводов, выполненных мягкими электродами.

Выводы по разделу.

4 Определение ресурса монтажных стыков высокопрочных труб в условиях циклического нагружения.

4.1 Совершенствование методов ресурса оценки конструктивных элементов нефтепроводов в условиях циклического нагружения.

4.2 Инженерная оценка полных диаграмм циклической повреждаемости монтажных стыков высокопрочных труб нефтепроводов.

Выводы по разделу.

Создание нефтегазового оборудования (сосуда, аппараты и трубопроводы) с высокими эксплуатационными показателями, снижение их металлоемкости, повышение и оценка несущей способности и долговечности всегда были и будут актуальными проблемами жизнедеятельности. При этом особое внимание придается разработка оборудования, работающего в экстремальных условиях, как по параметрам нагружения, так и рабочих сред. Применение для изготовления такого оборудования высокопрочных сталей в сочетании с локализованными тепловыми и механическими воздействиями на металл их конструктивных элементов обуславливает большую вероятность возникновения в последних технологических и эксплуатационных трещинопо-добных повреждений. Высокая стоимость, масштабность и уникальность большинства представителей оборудования нефтегазовой отрасли, а также несомненные достижения в области механики разрушения, предопределяют использование новых подходов к их проектированию и эксплуатации, базирующихся на допущении в конструктивных элементах безопасных трещино-подобных повреждений. Все это позволяет, в ряде случаев, в несколько раз повышать прогнозируемый ресурс, а также обеспечивать маневренность регулирования режимами и параметрами безопасной эксплуатации конструктивных элементов оборудования и трубопроводов. Эти проблемы преобре-тают особую актуальность для магистральных нефтепроводов с высокой пропускной способностью.

С другой стороны, применение высокопрочных сталей, в частности для строительства магистральных нефтепроводов, вызывает необходимость разработок способов и средств технологического снижения остаточной повреждаемости напряженности, обусловленных локализованными механическими и термическими воздействиями на металл их базовых конструктивных элементов. В этом плане, одним из наиболее доступных и легко реализуемых технологических приемов является приложение для выполнения монтажных стыков высокопрочных труб электродов, обеспечивающих достаточную способность металла шва к образованию технологических повреждений (трещин), а также способность к сглаживанию послесварочных и концентраторов напряжений в процессе испытаний нефтепроводов. Несмотря на широкую апробацию отмеченного технологического приема в практике производства различного оборудования и трубопроводов остаются ряд нерешенных проблем, в основном связанных с оценкой их ресурса безопасной эксплуатации и обеспечением надлежащего качества проектирования, изготовления и эксплуатации. При этом важнейшими характеристиками, предопределяющими ресурс нефтепроводов являются деформативность, чувствительность к концентрации напряжений и ассиметрии цикла, пределы кратковременной, малоцикловой и усталостной прочности, механическая неоднородность сварных соединений сталей различного структурно-прочностного состояния.

В этих направлениях были сформулированы основная цель и задачи настоящего исследования.

Цель работы — повышение ресурса нефтепроводов из высокопрочных труб регулированием параметров гидравлических испытаний и свойствами металла кольцевых швов и регламентацией их ресурса безопасной эксплуатации.

Достижение этой цели обусловило постановку и решение следующих основных задач:

-обоснование методов снижения остаточной напряженности и дефектности и повышения трещиностойкосги кольцевых стыков высокопрочных труб нефтепроводов;

- исследование возможности применения мягких швов в кольцевых стыках высокопрочных труб с обеспечением необходимого ресурса безопасной эксплуатации нефтепроводов при статическом и циклическом нагруже-ниях;

- расчетное определение ресурса кольцевых стыков высокопрочных труб в условиях квазистатической и усталостной повреждаемости металла с учетом особенностей взаимодействия остаточных послесварочных и активных напряжений в мягком металле швов;

- разработка методических рекомендаций по оценке и повышению ресурса безопасной эксплуатации кольцевых стыков высокопрочных труб нефтепроводов.

Научная новизна:

- установлена взаимосвязь между свойствами характерных зон сварных кольцевых стыков высокопрочных труб и параметров гидравлических испытаний, позволяющая расчетным путем оценивать остаточную напряженность и дефектность участка нефтепровода;

- получена формула для расчетного определения коэффициента трещи-ностойкости высокопрочных сталей в зависимости от обобщенного деформационного параметра, что позволяет избежать трудоемкие испытания образцов с искусственными трещинами;

- базируясь на основных положениях теории пластичности, дано теоретическое обоснование возможности безопасной эксплуатации трубопроводов с мягкими кольцевыми швами, обладающими высокими трещиностойкостью и релаксационной способностью (деконцентрации сварочных напряжений);

- предложен метод расчетного определения характеристик квазистатической и усталостной повреждаемости конструктивных элементов нефтепроводов из высокопрочных труб с учетом остаточной напряженности и дефектности, механической неоднородности, наличия концентраторов напряжений и асимметрии цикла нагружения.

Практическая ценность:

• результаты выполненных исследований позволяют научно обоснованно устанавливать параметры испытаний и свойства кольцевых мягких швов, при которых обеспечиваются пониженные остаточные напряженность и дефектность кольцевых стыков высокопрочных труб при сохранении необходимого уровня безопасности эксплуатации учас тка нефтепровода;

• разработанные методы расчетной оценки прогнозируемого и остаточного ресурса нефтепроводов позволяют обеспечивать безопасность их эксплуатации и назначать сроки периодического диагностирования и испытаний.

Апробация работы. Диссертация заслушана и рекомендована к защите секции ученого Совета ГУП «ИПТЭР».

Публикации. Основное содержание диссертации опубликованы в восьми работах, из них 3 в соответствии с Перечнем ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, приложений, списка литературы из 128 наименований и содержит 145 страниц машинописного текста, 45 рисунков, 5 таблиц.

Основные выводы по работе

Показано, что одним из эффективных технологических приемов обеспечения необходимого качества кольцевых стыков высокопрочных труб нефтепроводов является выполнение их «мягкими» (менее прочным и более пластичным металлом в сравнении с основным) швами в сочетании с определенными параметрами гидравлических испытаний.

2. Установлена взаимосвязь между параметрами гидравлических испытаний, остаточной напряженностью и дефектностью кольцевых стыков высокопрочных труб нефтепроводов.

Доказана возможность полного снятия послесварочных напряжений в кольцевых стыках высокопрочных труб при испытаниях участка нефтепровода.

3. На основании теоретических и экспериментальных исследований доказана возможность применения мягких швов в кольцевых стыках высокопрочных труб с обеспечением необходимого ресурса безопасной эксплуатации нефтепроводов при статическом и циклическом нагружениях.

Получены аналитические зависимости для оценки влияния геометрических параметров кольцевых мягких швов на характеристики циклической повреждаемости высокопрочных труб с учетом характера приложенных нагрузок, концентраторов напряжений и асимметрии циклов нагружения. Установлены закономерности качественно и количественно совпадают с экспериментальными данными других авторов и согласуются с основными положениями теорий усталостной повреждаемости материалов и сварных конструкций.

4. Произведена оценка ресурса кольцевых стыков высокопрочных труб в условиях квазистатической и усталостной повреждаемости металла с учетом особенностей взаимодействия остаточных послесварочных и активных (испытательных) напряжений в мягком металле швов.

Установлена взаимосвязь характеристик циклической повреждаемости, величиной послесварочных и испытательных напряжений. Установлено, что в случае полного снятия послесварочных напряжений предел усталости кольцевого шва высокопрочных труб может увеличиваться в несколько раз.

Базируясь на термодинамических процессах малоцикловой повреждаемости металлов, описываемых степенными функциями в работе предложены аналитические формулы для оценки предела малоцикловой прочности и соответствующего ресурса безопасной эксплуатации кольцевых швов и других конструктивных элементов нефтепроводов из высокопрочных труб.

Разработан и предложен новый метод построения полных диаграмм циклической повреждаемости сталей различных категорий исходной прочности.

5. На основании результатов исследований разработаны методические рекомендации по расчетному определению прогнозируемого и остаточного ресурса кольцевых стыков высокопрочных труб нефтепроводов.

1. Антипов Ю.Н. Исследование закономерностей контактных эффектов при деформации разнородных конструктивных элементов. РИО РУМНЦ РБ, 2007.-20 с.

2. Абдуллин Л.Р., Халимов А.А. Оценка предельного состояния элементов нефтепромыслового оборудования (сосуды, аппараты и трубопроводы) с металлургическими несплошностями и их очагами // Нефтепромысловое дело. 2007. - № 10. - С. 42-44.

3. Аснис А.Е., Иващенко Г.А. Повышение прочности сварных конструкций. Киев: Наукова думка, 1979. - 193 с.

4. Антикайн П.А., Зыков А.К. Эксплуатация объектов котлонадзора: Справочник. М.: НПО ОБТ, 1996.-430 с.

5. Акатьев В.А. Теоретические основы реагирования на чрезвычайные ситуации, Пожары и взрывы. М: ВИА, 1997. - 167 с.

6. Акимов В.А. и др. Надежность технических систем и техногенный риск / Под ред. Фалеева. М.: Деловой экспресс, 2002. - 368 с.

7. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий: Учебное пособие: В 6 кн. / В.А. Котляревский, К.Е. Кочетков, А.А. Носач, А.В. Забегаев и др.; / под ред. В.А. Котляревского М.: Изд-во АСВ / 1995. Кн. 1.-320 с.

8. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий: Небное пособие: В 6 кн. / В.А. Котляревский, В.И. Ларионов, С.П. Сущев и др. / под ред. В.А. Котляревского. М.: Изд-во АСВ, 2003. Кн. 6-403 с.

9. Байкова И.В. Влияние внешней растягивающей нагрузки на сварочные напряжения и деформации. Сварочное производство, 1969, №6. -С. 3-10.

10. Бакши О.А., Зайнуллин Р.С. О снятии сварочных напряжений в соединениях с механической неоднородностью приложением внешней нагрузки. Сварочное производство, 1973. №7. - С. 5-7.

11. Бакиев А.В. Технологическое обеспечение качества функционирования нефтегазопромыслового оборудования оболочкового типа: Автореф. дисс. на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.04.07 М.: 1984.-38 с.

12. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М: Машиностроение.448 с.

13. Высокопрочная строительная сталь / J1.H. Гладштейн, Д.А. Литви-ненко. М.: Металлургия, 1972. - 240 с.

14. ГОСТ 10785-80. Трубы электросварные. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 30 с.

15. ГОСТ 1497-84 / СТ СЭВ 471-77. Металлы. Методы испытаний на растяжение. М: Изд-во стандартов, 1985. - 17 с.

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

17. ГОСТ 25.504-82. Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристики сопротивления усталости. М.: Изд-во стандартов, 1982. -80 с.18. 2095-85. Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 27 с.

18. ГОСТ 10006-80 / СТ 476277. Трубы металлические. Методы испытаний на растяжение. М.: Изд-во стандартов, 1981.-31 с.

19. ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 29 с.

20. ГОСТ 9454-78 /62 СЭВ 472-77. Металлы. Методы испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенной температурах. -М.: Изд-во стандартов, 1980. 41 с.

21. ГОСТ 25-506-85. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. — М.: Изд-во стандартов, 1985. 61 с.

22. ГОСТ 14249-80. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета напрочность. М.: Изд-во стандартов, 1980.

23. Гумеров А.Г., Пуликовский К.Б., Зайнуллин Р.С. и др. Обеспечение безопасности транспортировки нефтегазопродуктов. Уфа: БЭСТС, 2007. -217 с.

24. ГОСТ 9905-82 (СТ СЭВ 3283-81). Методы коррозионных испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1982.

25. Гусенков А.Г1. Прочность при изотермическом и неизотермическом малоцикловом нагружении. М.: Наука, 1979. - 295 с.

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

27. Гиренко B.C., Дядин В.П. Зависимости между ударной вязкостью и критериями механики разрушения конструкционных сталей и их сварных соединений // Автоматическая сварка. 1985. - №9. - С. 13-20.

28. Зайнуллин Р.С. Несущая способность сварных сосудов с острыми поверхностными дефектами. Сварочное производство. 1981. - №3. - С. 5-7.

29. Зайнуллнн Р.С. Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости. Уфа: ИПК Госсобрания РБ, 1997. - 426 с.

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

31. Зайнуллин Р.С., Шарафиев Р.Г. Сертификация нефтегазохимиче-ского оборудования по параметрам испытаний. М: Недра, 1998 - 447 с.

32. Зайнуллин Р.С., Гумеров А.Г., Галюк В.Х. и др. Гидравлические испытания действующих нефтепроводов. М: Недра, 1990. - 224 с.

33. Зайнуллин Р.С., Черных Ю.А., Бубнов В.А. Снижение металлоемкости и повышение работоспособности кольцевых деталей химической нефтяной аппаратуры. М: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1992. - 77 с.

34. Зайнуллин Р.С. Определение остаточного ресурса нефтепроводов.

35. Методические рекомендации. М: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1998. - 209 с.

36. Зайнуллин Р.С., Воробьев В.А., Худякова Л.П. Торможение развития повреждений в трубопроводах накладными элементами / Под ред. А.Г. Гумерова. Уфа: ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2005. —393 с.

37. Иващенко А.К., Иващенко Г.А Повышение прочности сварных конструкций. Киев: Наукова Думка, 1979. - 193 с.

38. Ито Ю., Муракин Ю., Хасебэ Н. и др. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений. М.: Мир, 1990. - 1016 с.

39. Иванова B.C., Гордиенко Л.К., Геминов В.Н. и др. Роль дислокаций в упрочнении и разрушении металлов. М.: Наука. - 180 с.

40. Касаткин О.Г. Расчетная оценка сопротивляемости металла шва развитию касательных трещин. Автоматическая сварка, 1985. - №12. - С. 14.

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

42. Климовскпй Е.М. Гидравлические испытания магистральных трубопроводов / Научно-технический обзор. М.: Информнефтегазстрой. 1980.

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

44. Когут Н.С., Шахматов М.В., Ерофеев В.В. Несущая способность сварных соединений. Львов. Свит, 1991. - 184 с.

45. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. Справочник - М: Машиностроение, 1985. - 224 с.

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

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

48. Кравченко С.В., Кантемиров И.Ф. Обеспечение безопасности эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов с повышенной производительностью. Уфа, 2010. - 70 с.

49. Кантемиров И.Ф., Кравченко С.В. Расчетная оценка несущей способности сварных стыков разнородных элементов нефтегазовых резервуаров // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР, 2010. Вып. 1(79). - С. 107-110.

50. Кантемиров И.Ф., Кравченко С.В., Зайнуллина А.Р. Методические рекомендации. Обеспечение ресурса монтажных стыков высокопрочных труб.-Уфа, 2010. 19 с.

51. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990. - 528 с.

52. Лютцау В.Г. Современные представления о структурном механизме деформационного старения и его роли в развитии разрушения малоцикловой усталости. В. кн : Структурные факторы малоциклового разрушения. — М.: Наука, 1977.-С. 5-19.

53. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. -Изд. 2-е. М.: Металлургия, 1979. - С. 168-169.

54. Лобанов Л.М., Махненко В.И., Труфяков В.И. Основы проектирования конструкций. (Сварные строительные конструкции). Киев: Наукова Думка, 1993.-416 с.

55. Мэнсон С. Температура напряжения и малоцикловая усталость. — М.: Машиностроение, 1974. 344 с.

56. Махутов Н.А. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению. М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

57. Морозов Е.М., Зайнуллин Р.С., Пашков Ю.И., Гумеров Р.С. и др. Оценка трещиностойкости газонефтепроводных труб. М.: МИБ СТС, 1997. -75 с.

58. Морозов Е.М., Зайнуллин Р.С., Шарафиев Р.Г. Механика развития трещин в деталях конструкций при испытаниях и эксплуатации. Уфа:1. УГНТУ, 1996.-88 с.

59. Методика оценки ресурса остаточной работоспособности технологического оборудования нефтеперерабатывающих нефтехимических и химических производств. ВНИКТИнефтехимоборудовапия, Волгоград, 1991. -44 с.

60. Методика определения трещиностойкости материала труб нефтепроводов. РД 39-0147103-387-87. Утверждена Миннефтепромом 24.12.82.

61. Механические свойства конструктивных материалов при низких температурах. Сб научн. трудов: Пер. с англ. / Под редакцией Фридляндера М.Н. / М.: Металлургия, 1983.-432 с.

62. Морозов Е.М. Расчет на прочность при наличии трещин. В кн : Прочность материалов и конструкций. К.: Наукова Думка, 1975. - С. 375382.

63. Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. М.: Наука, 1980. - 254 с.

64. Махугов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.

65. Механические напряжения котлов, работающих под давлением из стали 18G2 А.Г. Катовице, 1984. 76 с.

66. Методика оценки работоспособности труб линейной части нефтепродуктов на основе диагностической информации. РД 39-00147105-001-91. -Уфа: ВНИИСПТнефть, 1992. С. 120-125

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

68. Морозов Е.М Техническая механика разрушения Уфа. МНТЦ "БЭСТС", 1997. - 429 с.

69. Методика оценки ресурса остаточной работоспособности технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств. Волгоград: ВНИИКТИнефтехимоборудования, 1991.-44 с.

70. Методика проведения акустико-эмиееионной диагностики и контроля состояния материала в изделиях и технических конструкциях. М.: ЦИЭКС, 1994.- 15 с.

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

72. Механика малоциклового разрушения / Махутов Н.А., Бурак М.И., Гаденин М.М. и др. М.: Наука, 1986. - 264 с.

73. Мухаметшин P.P., Шишков Э.О. Роль механохимических процессов при оценке ресурса нефтегазового оборудования и трубопроводов. Уфа: БЭСТС, 2007 .- 106 с.

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

75. Нейбер Г.К. Концентрация напряжений. М.: ГИТТЛ, 1974. - 204 с.

76. Навроцкий Д.И. Расчет сварных соединений с учетом концентрации напряжений Л.: Машиностроение, 1968. - 170 с.

77. Новые методы оценки сопротивления металлов хрупкому разрушению. М.: Мир, 1972. - С. 439.

78. Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов. М.: Металлургия, 1983. - 232 с.

79. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 525 с.

80. Ниц А.А. Методика анализа и синтеза структуры органов управления промышленной безопасностью предприятий нефтегазовой отрасли // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов». ГУП «ИПТЭР», 2009. - №1. - с. 94-98.

81. Оценка ресурса сосудов и трубопроводов по критериям статической прочности / Зайнуллин Р.С., Надршин А.С., Кожикин М.Н. Уфа: МНТЦ1. БЭСТС», 1995.-47 с.

82. Обеспечение работоспособности нефтепроводов и сосудов давления / Под редакцией проф. Р.С. Зайнуллина. Изд-во: ИПТЭР, Уфа, 1999. -112 с.

83. Обеспечение работоспособности сосудов и трубопроводов / Пол редакцией Р.С. Зайнуллина. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1991. - 44 с.

84. Окерблом Н.О., Делянцевич В.П., Бабнова И.П. Проектирование технологии изготовления сварных конструкций. Судпромгиз. Ленинград, 1963. - 602 с.

85. Оценка роли водородсодержащих сред при определении остаточного ресурса нефтепроводов. Методические рекомендации. Уфа: 2008. - 28 с.

86. Партой В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. М.: Наука, 1974. - 638 с.

87. Панасюк В.В., Андрейкив А.Е., Ковчик С.Е. Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Киев: Наукова Думка, 1977. -277 с.

88. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упруго-пластического разрушения. М : Наука, 1985. - 504 с.

89. Петерсон Р. Коэффициент концентрации напряжений. М.: Мир,1977.

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

91. Пимштейн П.Г. и др. Расчет предварительной перегрузки сварных сосудов давления. Конструирование, исследование и расчеты аппаратов и трубопроводов высокого давления. Труды НИИХИММАШ, № 76, 1977. С 45-49.

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

93. Правила устройс тва и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. М.: ПИО ОБТ, 1996. - 242 с.

94. ГТПБО Правила пожарной безопасности в нефтяной промышленности. М.: Недра, 1987 - 23 с.

95. Порядок разработки декларации безопасности промышленного объекта Российской Федерации. М: Госгортехнадзор РФ, 1996. — 22 с.

96. Предельное состояние элементов трубопроводных систем / Р.С. Зайнуллин, А.Г. Вахитов. Уфа: БЭСТС, 2005. - 421 с.

97. Разрушение: В 7-ми т. / Под ред. Г. Либовица. М.: Мир; Машиностроение, 1973-1976. - 3216 с.

98. Романов О.В., Никифорчин М.А. Механика коррозионного разрушения конструкционных сплавов. -М.: Металлургия, 1986. 294 с.

99. Серенсен С.В., Шнейдерович P.M., Гусенков А.П. и др. Прочность при малоцикловом нагружении. М.: Наука, 1975. - 285 с.

100. Серенсен С.В., Шнейдерович P.M., Махутов Н.А. и др. Поля деформаций при малоцикловом нагружении. — М.: Наука, 1979. 277 с.

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

102. Стеклов О.И. Стойкость материалов и конструкций коррозии под напряжением. М.: Машиностроение, 1990. - 384 с.

103. Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. Киев: Техника, 1978. - 768 с.

104. Серенсен С.В., Шнейдерович P.M., Гусенков А.П. и др. Прочность при малоцикловом нагружении. М.: Наука, 1975. - 392 с.

105. СНИП 3.05.05-84. Технологическое оборудование и технологические трубопроводы. М: 1985. - 29 с.

106. Сергеева Т.К. Стресс-коррозионное разрушение магистральных газопроводов России. Международная научно-практическая конференция попроблеме: Безопасность трубопроводов. М.: 1995. - С. 139-164.

107. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности В.А. Винокуров, С.А. Куркин, Г.А. Николаев: Под ред. Б.Б. Па-тона. М.: Машиностроение, 1996. - 576 с.

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

109. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. -М.: Физматгиз, 1963. 526 с.

110. Турмов Г.П. Определение коэффициента концентрации напряжений в сварных соединениях // Автоматическая сварка. 1976. - №10. - С. 1416.

111. Хисматуллин Е.Р., Королев Е.М., Лившиц В.И. и др. Сосуды и трубопроводы высокого давления. Справочник. М.: Машиностроение. 1990. -384 с.

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

113. Фарамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация. М.: Химия, 1978. - 352 с.

114. Фокин М.Ф., Трубицин В.А., Никитина Е.А. Оценка эксплуатационной долговечности магистральных нефтепроводов в зоне дефектов. М.: ВНИИОЭНГ, 1986. - 43 с.

115. Шахматов М.В., Ерофеев В.В., Гумеров К.М. и др. Оценка допустимой дефектности нефтепроводов с учетом их реальной нагруженности. -Строительство трубопроводов. 1991. - №12. - С. 37-41.

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

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

118. Ямуров Н.Р. Оценка остаточного ресурса элементов нефтехимического оборудования по параметрам испытаний и эксплуатации. В кн.: Техническая диагностика, промышленная и экологическая безопасность предприятия. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1996. - С. 9-11.

119. Ямалеев К.М., Гумеров Р.С. Термический способ восстановления ресурсов пластичности металла труб нефтепроводов // Диагностика, надежность, техническое обслуживание и ремонт нефтепроводов / ВНИИСПТнефть. Уфа, 1990. - С. 27-33.

120. Ямалеев К.М., Гумерова JI.P. Структурные механизмы упрочнения и охрупчивания металла труб нефтепроводов // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов». — ГУП «ИПТЭР», 2009. -№1(75).-С. 39-42.

121. Sih G.C. Handbook of stress intensity factors. Betlehem (Pa), 1973.536 p.