автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Обоснование расчетных характеристик остаточного ресурса безопасной эксплуатации объектов газопереработки

На правах рукописи

Мартынович Владимир Леонидович

ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ГАЗОПЕРЕРАБОТКИ

05.26.03. - Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль, технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень 2006

Работа выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Пермяков Владимир Николаевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Тарасенко Александр Алексеевич кандидат технических наук Хоперский Геннадий Григорьевич

Ведущее предприятие: ОАО «Институт «Нефтегазпроект»,

г. Тюмень

Защита диссертации состоится 19 мая 2006г. в 11-30 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.273.02 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного нефтегазового университета по адресу: 625039, г. Тюмень, ул. Мель-никайте, 72.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, с подписью составителя и заверенный печатью организации просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан 19 апреля 2006г. Ученый секретарь

доктор технических наук

С.И. Челомбитко

ОообА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы

Одним из основных условий стабильного экономического развития России является обеспечение устойчивого и безопасного функционирования предприятий нефтегазохимического комплекса, в том числе заводов по переработке попутного нефтяного газа.

В решении совместного заседания Совета безопасности РФ и президиума Государственного совета РФ от 13.11.2003г. указано на необходимость поддержки безопасности и обеспечения защищенности газоперерабатывающих предприятий, являющихся потенциально опасными и критически важными для национальной безопасности объектами.

Технологический процесс газопереработки преимущественно осуществляется в одностенных сосудах, трубопроводах и характеризуется широким диапазоном изменения эксплуатационных режимов температур (от криогенной до >1000°С), давлений (до 10 МПа).

Статистические данные по обобщенным причинам аварий на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности за 1980-2005гг. свидетельствуют о том, что доля аварий, произошедших по причине неудовлетворительного состояния технических устройств, составляет 27%. Аварии на данных предприятиях, сопровождающиеся взрывами и пожарами, как правило, сопряжены со значительным экономическим, экологическим ущербом, а также риском для здоровья и жизни людей. Масштабы производственных аварий по размерам материального ущерба достигают уровня местных и территориальных чрезвычайных ситуаций.

Обеспечение условий безопасности жизнедеятельности персонала, функционирования опасных производственных объектов и территорий является актуальной проблемой. В настоящее время для газоперерабатывающих предприятий Тюменской области, где более половины парка технологических аппаратов отработали свой нормативный срок службы, эта проблема становится еще более актуальной.

Вероятность возникновения аварий на оборудовании, отработавшем нормативный срок службы, увеличивается вследствие ряда факторов: изменения механических свойств материала; наличия неучтенных проектом изменений геометрических форм, создающих концентрацию напряжений; цикличности изменения эксплуатационных нагрузок; коррозионного износа, технологической и эксплуатационной повреждаемости.

Несмотря на большое количество работ, посвященных исследованию влияния единичных факторов на прочность и безопасность эксплуатации оборудования за пределами нормативного срока службы, ряд вопросов, остается малоизученным, в частности: характер изменения механических свойств метал-

Рос НАЦИОНАЛА '1 I БИБЛИОТЕКА-

ла газоперерабатывающего оборудования вследствие климатического и эксплуатационного воздействия, особенно, в зоне деформационного дефекта; влияние циклического характера изменения технологических режимов на конструкционную прочность и безопасность сосудов и аппаратов с дефектами формы.

Эксплуатация технического устройства за пределами нормативного срока службы разрешается при условии получения положительных результатов оценки его текущего технического состояния и определения возможности продления безопасной эксплуатации на основе расчета остаточного ресурса.

Необходимо отметить, что в настоящее время разработка методов оценки и прогнозирования ресурса безопасной эксплуатации сложных технических систем опасных производственных объектов является приоритетным направлением исследований в области промышленной безопасности.

Целью настоящей работы является разработка методов и критериев оценки безопасного остаточного ресурса газоперерабатывающего оборудования, отработавшего нормативный срок, с учетом накопленного комплекса особенностей конструкции, материала и условий эксплуатации.

Задачи исследования

1. Оценить влияние фактической нагруженности на ресурс безопасной эксплуатации оборудования с учетом динамики технологических параметров, определить эквивалентный режим изменения эксплуатационной нагрузки и установить закономерность распределения ее величины, используя ретроспективные данные изменения технологических параметров.

2. Оценить влияние деформационных дефектов, как концентраторов напряжений, на безопасную эксплуатацию сосудов давления.

3. Выявить закономерности изменения основных прочностных и пластических характеристик материала газоперерабатывающего оборудования, отработавшего нормативный срок службы, используя методы разрушающего и не-разрушающего контроля.

4. Разработать критерии и методы оценки прочности и остаточного ресурса безопасной эксплуатации сосудов и аппаратов с учетом комплекса особенностей, накопленных в процессе нормативного срока службы.

Научная новизна

Установлены закономерности распределения воздействий давления и температуры на основе результатов статистического анализа ретроспективных данных изменения эксплуатационных режимов сосудов и аппаратов газоперерабатывающих предприятий.

Получены зависимости изменения механических свойств металла технологических аппаратов и трубопроводов за период нормативного срока эксплуатации, а так же приведшие к авариям и разрушению.

Определены зависимости напряженно-деформированного состояния в зоне деформационного дефекта от его геометрических параметров методами численного моделирования, лабораторными и натурными исследованиями.

Разработаны предложения по совершенствованию методики оценки безопасного остаточного ресурса сосудов и аппаратов, отработавших нормативный срок службы по фактическим параметрам нагруженности, состояния и механических свойств материала.

Практическая ценность работы

Разработанные новые технические устройства позволяют проводить компьютерное моделирование дефекта с максимально приближенными к оригиналу формой и геометрическими размерами, что повышает точность оценки напряженно-деформированного состояния в зоне дефекта и, следовательно, определения прочности и безопасного ресурса самого объекта.

Использование полученных законов распределения эксплуатационных параметров позволяет оценивать реальную повреждаемость сосудов и аппаратов как на момент оценки их технического состояния, так и производить прогноз повреждаемости и срока безопасной эксплуатации за пределами нормативного срока.

Полученные сведения о характере изменения механических свойств металла газоперерабатывающего оборудования с течением времени под воздействием рабочей среды и эксплуатационных факторов могут быть использованы проектными, эксплуатирующими и экспертными организациями при расчете безопасного ресурса эксплуатации оборудования.

Разработаны расчетно-экспериментальные методы оценки характеристик, используемых для определения конструкционной прочности и безопасного ресурса оборудования, преимущественно отработавшего нормативный срок службы и характеризующегося наличием дефектов формы, изменением механических свойств и других особенностей.

Внедрение результатов исследований осуществлено в ООО «Тобольск-Нефтехим» и ОАО «Научно-технологический Центр нефтегазопромышленни-ков» при оценках остаточного ресурса оборудования газоперерабатывающих и нефтехимических предприятий, а также в учебном процессе для студентов специальности «Безопасность технологических процессов и производств» Тюменского государственного нефтегазового университета, что подтверждается соответствующими актами внедрения.

Обоснованность и достоверность результатов работы

Обоснованность результатов работы подтверждается корректным использованием классических положений теории прочности, упругости, механики деформирования, а также статистического и конечно-элементного анализа с помощью специальных апробированных компьютерных программ.

Достоверность основных выводов подтверждается удовлетворительной согласованностью полученных результатов с экспериментальными данными и известными положениями и результатами научных исследований.

Личный вклад автора заключается в постановке и реализации задач данной работы, разработке основных положений научной новизны и практической значимости, сборе и обработке статистических данных нагруженности и дефектности газоперерабатывающего оборудования, оценке изменения механических свойств металла газоперерабатывающего оборудования, разработке методики расчета прочности и остаточного ресурса сосудов с деформационным повреждением, разработке новых устройств определения формы и размеров вмятины, имитации циклического нагружения оболочечных конструкций.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы представлены на 5-й Всероссийской научно-технической конференции «Перспективные материалы, технологии, конструкции» (Красноярск, 1999г.); 7-й Всероссийской конференции «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф» (Красноярск, 2003г.); 3-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» (Красноярск, 2003г.); Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2003г.); 3-й Всероссийской научно-технической конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассей-на» (Тюмень, 2004г.); 4-й региональной научно-практической конференции «Новые технологии - нефтегазовому региону» (Тюмень, 2005г.).

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 17 работ (2 статьи, 11 тезисов, 4 патента).

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, библиографического списка литературы и приложения. Основное содержание работы изложено на 158 страницах машинописного текста. Диссертация содержит 72 рисунка и 18 таблиц. Список литературы состоит из 109 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, приведена научная новизна и практическая ценность работы, дана общая характеристика диссертационной работы.

В первом разделе проведен анализ существующих методов и критериев определения прочности и ресурса безопасной эксплуатации сосудов, отрабо-

тавших нормативный срок службы и характеризующихся наличием локального деформационного дефекта.

Вопросам определения прочности и ресурса сосудов посвящены работы В.М. Горицкого, А.П. Гусенкова, P.C. Зайнуллина, Р.Х. Зайнуллина, Ю.Д. Зе-менкова, В.А. Иванова, Г.П. Иванова, Г.П. Карзова, Л.Н. Копысицкой, A.M. Кузнецова, С.М. Кутепова, В.П. Леонова, В.И. Лившица, В.В. Лихмана, Р.Г. Маннапова, H.A. Махутова, В.М. Муратова, O.A. Перелыгина, В.Н. Пермякова, В.И. Рачкова, A.A. Тарасенко, Б.Т. Тимофеева, П.А. Харина и др.

Имеющиеся методы расчета прочности оболочечных конструкций ориентированы преимущественно на идеализированные условия - дефект правильной полусферической или полуэллиптической формы, свойства материала изотропны и соответствуют проектным нормативным значениям. Отсутствуют сведения о предельных геометрических размерах дефекта в зависимости от параметров оболочки.

Анализ литературных источников указывает на отсутствие единых методов и критериев определения расчетных характеристик для оценки прочности и остаточного ресурса, отработавшего нормативный срок службы газоперерабатывающего оборудования.

Во втором разделе проведен анализ ретроспективных данных изменения эксплуатационных параметров (давление, температура) для различного технологического оборудования, которое применяется на газоперерабатывающих предприятиях (емкости, аппараты колонного типа, сепараторы и т.д.).

Проектный прочностной расчет сосудов и аппаратов газоперерабатывающих предприятий проводится преимущественно, исходя из максимально возможного значения эксплуатационного параметра, при этом характер его изменения не учитывается. Однако в действительности, как отмечено в диссертации, силовые параметры (давление и температура) в процессе эксплуатации не постоянны, они изменяются вследствие условий технологического процесса.

По данным из режимных листов за 182 суток (2184 показания) построен график изменения внутреннего давления сепаратора, который является типичным и наиболее распространенным аппаратом для газоперерабатывающих предприятий. За шесть месяцев было реализовано 308 полных циклов с наибольшим размахом 0,18 МПа при рабочем давлении 0,2 МПа, таким образом, за весь срок эксплуатации (25 и более лет) может быть реализовано до 1,2+1,5-Ю5 циклов, следовательно, сепаратор работает в условиях циклической нагружен-ности.

Используя методы схематизации случайного процесса изменения давления, определены функции распределения амплитуд циклов эксплуатационных параметров. Эмпирические данные хорошо аппроксимируются степенными функциями (рис. 1).

180 гиг <

150

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

Амплитуда циклов давления, МПа

Рис. 1. Распределение амплитуд циклов рабочего давления в технологических аппаратах

Опытные данные показывают, что при проведении статистической обработке данных за весь период эксплуатации изменятся параметры функции распределения амплитуд, а закон распределения амплитуд остается неизменным.

Отражение фактической динамики технологических режимов на стадии оценки остаточного ресурса, отработавшего нормативный срок службы оборудования, необходимо как для оценки текущей повреждаемости, так и прогноза накопления повреждаемости за период сверхнормативной эксплуатации с учетом определенного закона распределения.

Проведен статистический анализ дефектности сварных швов более 600 сосудов и аппаратов газоперерабатывающих предприятий. Неразрушающим контролем сварных соединений обнаружено более 350 недопустимых дефектов (трещины, непровары и т.п.) и более 1800 допустимых дефектов (поры, шлаковые включения и т.п.). На рис. 2. представлено распределение количества выявленных недопустимых дефектов по каждой группе оборудования.

Статистический анализ свидетельствует о необходимости учета показателей повреждаемости при расчете прочности, остаточного ресурса и оценке условий дальнейшей безопасной эксплуатации отработавшего нормативный срок высокорискового оборудования.

а о

Й

8* а

о т I-о о в-к ч

о «

10 11 12 13 14

Рис. 2. Дефектность технологического газоперерабатывающего оборудования: 1 - воздухосборники, 2 - испарители, 3 - разделители, 4 - холодильники, 5 -фильтры, 6 - теплообменники, 7 - сепараторы, 8 - аппараты колонного типа, 9 -маслосборники, 10 - отстойники, 11 - емкости шаровые У=2000 м3, 12 - емкости шаровые У=600 м3, 13 - емкости горизонтальные У=200 м3, 14 - емкости.

В третьем разделе проведена оценка изменения основных прочностных и пластических характеристик металла технологических аппаратов и трубопроводов, длительное время эксплуатирующихся на газоперерабатывающих предприятиях. Для этого использованы данные расследований причин разрушения технологических трубопроводов и материалы исследований металла сепараци-онных емкостей.

В таблицах 1 и 2 представлены результаты испытаний на осевое растяжение и ударный изгиб продольных и поперечных образцов, вырезанных из основного металла технологических трубопроводов (вне зоны разрушения) и се-парационной емкости, длительное время находящихся в эксплуатации на газоперерабатывающих предприятиях.

Сравнением полученных данных по механическим свойствам с минимальными требованиями ГОСТ для соответствующего класса стали, установлено увеличение показателей предела прочности и текучести соответственно на 510% и 10-15%. Следует отметить, что показатели ударной вязкости при испы-

тании на ударный изгиб некоторых поперечных образцов при температуре минус 40°С на 10-15% ниже требуемых по ГОСТ.

Таблица 1

Результаты испытаний образцов из металла технологических трубопроводов

Показатель механических свойств Результаты испытаний Требования ГОСТ 20295

труба КГПП труба НГПЗ

Предел прочности, МПа 520-5-536 534-5-560 а,>485

Предел текучести, МПа 453+488 376-5-440 а^343

Относительное удлинение, % 21,7-5-24,7 23,1-5-28,7 б5>20%

Ударная вязкость,КСЦ"60"0, Дж/см2 43,2-5-55,6 76,8-5-178,4 >29,4

Ударная вязкость, КС\г5°°, Дж/см2 38,9-5-46,6 - >29,4

Таблица 2

Результаты испытаний образцов из металла сепарационной емкости_

Показатель механических свойств Результаты испытаний Требования ГОСТ 20295

продольн. поперечн.

Предел прочности, МПа 570 550 ст„>450

Предел текучести, МПа 325 400 Стт>325

Относительное удлинение, % 27 30 85>23%

Относительное сужение, % 58 70 -

Ударная вязкость, КС1Г4 °с, Дж/см2 53-5-82 29*45 >34

Ударная вязкость, КСУ*20"0, Дж/см2 129-5-135 61-М53 >59

Косвенными расчетными характеристиками остаточного ресурса, получаемыми при неразрушающих испытаниях, являются характеристики твердости - по ним обычно определяют предел прочности ав и предел текучести ат.

Проведен анализ данных замера твердости основного металла, металла сварных швов и околошовной зоны снаружи и изнутри различных типов оборудования, отработавшего нормативный срок службы на газоперерабатыващих предприятиях (емкости, аппараты колонного типа, сепараторы и др.).

Механические свойства стали газоперерабатывающего оборудования, отработавшего нормативный срок службы, определенные по твердости с использованием корреляционных зависимостей и переводных таблиц (ГОСТ 22761-77, ГОСТ 22762-77), сравнивались с нормативными значениями по ГОСТ для данного класса стали.

При проведении прочностных расчетов сосудов механические свойства металла принимаются стандартными, однако, механические свойства не остаются постоянными - они изменяются вследствие ряда факторов. Изменение механических свойств металла необходимо учитывать при проведении поверочных прочностных расчетов на стадии определения остаточного ресурса безопасной эксплуатации газоперерабатывающего оборудования.

В четвертом разделе отражены теоретические и экспериментальные аспекты влияния деформационного дефекта при оценке прочности цилиндрических оболочечных конструкций в условиях статического нагружения.

Моделирование процесса образования деформационных дефектов типа вмятина проводилось с помощью компьютерного комплекса А^УБ на плоских образцах и цилиндрических оболочках. Исследования проводились в упругой и упругопластической области.

Определены зависимости эквивалентных напряжений и деформаций от относительной глубины прогиба (Ьв/з) для плоского образца и относительной глубины вмятины для оболочек различного диаметра и толщины стенки. Определены предельные геометрические параметры вмятины, при которых эквивалентные напряжения в оболочке (образце) достигают предела прочности материала.

Полученные данные о напряженно-деформированном состоянии в зоне прогиба плоских образцов согласуются с результатами натурных исследований напряженно-деформированного состояния плоских образцов и конструкций при статическом нагружении, описанными В.Н. Пермяковым.

Анализ напряженно-деформированного состояния в зоне вмятин производился на моделях плоских образцов, цилиндрических и сферических оболочек с вмятиной, при этом нагружение задавалось по внутренней поверхности, имитируя действие внутреннего давления. Определены зоны наибольшей концентрации напряжения, характер их распределения.

Представлена расчетно-экспериментальная методика определения прочности и остаточного ресурса на примере сепаратора, отработавшего нормативный срок службы и характеризующегося наличием накопленного комплекса особенностей.

Для цилиндрических оболочек с геометрическими параметрами 1^=50+250, имеющих круглые в плане вмятины с относительной глубиной Ьв/5>1,0, определение теоретического коэффициента концентрации напряжений а0 в зоне вмятины возможно по известной формуле:

При расчетах упругопластических деформаций использовалась модель упругопластического тела со степенным упрочнением, для которой при е>ет

(1)

где

f \ е

ig

где m = 0,75-

-0 + 1.4V.)

}0,2

lg

105 ln-

/(200 + 0,5а02)

o,=

30,2

(e

0,2 10"

°o лТ

l

l-m

Влияние цикличности эксплуатационных параметров учитывалось на основе закономерностей, полученных статистическим анализом ретроспективных данных изменения технологических режимов.

Число циклов нагружения до разрушения определялось по известному уравнению H.A. Махутова

Е , 100 ст_,

1 __1___

-1п-

(4N)'

m 1 + г 1-г*

100-у

а. а»

1 + rrL

1+г'

1-г

(3)

где Е - модуль продольной упругости; - относительное поперечное сужение образца в шейке; т - показатель упрочнения материала; г*, г - коэффициент асимметрии цикла упругих и пластических деформаций; ст.) - предел выносливости на базе 106 циклов; ав - предел прочности материала; ста - амплитуда напряжений; N - долговечность.

Расчетами установлено, что наличие вмятины на обечайке более чем в 40 раз снижает остаточный ресурс сепаратора.

На основе разработанных расчетно-экспериментальных характеристик определен остаточный ресурс технологического оборудования для различных геометрических параметров вмятины. Результаты расчета сепаратора представлены на рис. 3.

В пятом разделе представлены вновь разработанные устройства и способы, предназначенные для получения необходимых условий и данных для оценки несущей способности и расчета остаточного ресурса сосуда с вмятиной: устройство для определения формы и размеров деформационного дефекта на трубопроводе; устройство для определения радиуса и центрального угла полусферической вмятины на трубопроводе; способ испытания оболочек, преимущественно поврежденных, внутренним давлением и устройство для его осуществления; устройство и способ определения оси заглубленного трубопровода, применение которых повысит безопасность объектов газопереработки.

Рис. 3. Зависимость ресурса сосуда от геометрических параметров дефекта ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Статистический анализ данных изменения давления и температуры сосудов и аппаратов газоперерабатывающих предприятий свидетельствует о цикличности изменения эксплуатационных параметров. Число циклов изменения давления различных амплитуд, за нормативный срок службы, например, для сепаратора может достигать 1,5-105, а число циклов изменения температуры для аппаратов колонного типа составляет 1,5-104. Малоцикловый характер нагру-женности оказывает существенное влияние на ресурс безопасной эксплуатации оборудования, спроектированного с учетом только статических нагрузок. Определены закономерности распределения эксплуатационных нагрузок, позволяющие оценивать текущее состояние и прогнозировать накопление повреждаемости оборудования за период сверхнормативной эксплуатации.

2. Исследованиями изменения механических свойств металла сосудов и аппаратов, длительное время (свыше 25 лет) эксплуатирующихся на газоперерабатывающих предприятиях установлено, что за нормативный срок службы возможно увеличение предела прочности металла оборудования на 5-10%, предела текучести на 10-15%, а показатели ударной вязкости, отражающие склонность металла к хрупкому разрушению, имеют тенденцию к снижению на 510%. При оценке остаточного ресурса сосудов и аппаратов целесообразно ис-

пользование характеристик механических свойств с учетом поправочных коэффициентов, отражающих фактическое состояние металла после длительной эксплуатации.

3. На основании результатов численного моделирования, а также натурных исследований предложены методы оценки напряженно-деформированного состояния в зоне деформационных дефектов, геометрические параметры которых превышают нормативные значения.

4. Разработана система построения, определения и использования базовых расчетных характеристик остаточного ресурса безопасной эксплуатации сосудов, отработавших нормативный срок службы, которая позволяет учитывать возможные изменения механических свойств металла, фактический режим циклической нагруженности и напряженно-деформированное состояние в зоне локальных деформационных дефектов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

1. Махутов H.A. Расчетные характеристики состояния и свойств материала для обоснования остаточного безопасного ресурса объектов газопереработки / H.A. Махутов, В.Н. Пермяков, В.Л. Мартынович // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. - 2006. - №2. - С. 53-60.

2. Пермяков В.Н. Оценка технического состояния товарных парков хранения углеводородов / В.Н. Пермяков, B.JI. Мартынович, П.В. Пермяков, С.Г. Орлов // Нефть и газ. Известия высших учебных заведений. - 2004. - №6. - С. 81-86.

3. Пермяков В.Н. Получение исходных расчетных характеристик для обоснования остаточного ресурса объектов энергетики и нефтехимии / В.Н. Пермяков, В.Л. Мартынович // Перспективные материалы, технологии конструкции: Материалы 5-й Всероссийской научно-технической конф. 27-29 мая 1999г. - Красноярск, 1999. - С. 450-451.

4. Пермяков В.Н. О чрезвычайных ситуациях в нефтегазохимической промышленности Тюменской области / В.Н. Пермяков, ВЛ. Мартынович, П.В. Пермяков, С.Г. Орлов // Нефть и газ Западной Сибири: Материалы Международной научно-технической конф., 12-13 ноября 2003г. - Тюмень, 2003. -Т.2.-С. 164.

5. Пермяков В.Н. Ресурс сосудов и трубопроводов с локальными деформационными дефектами / В.Н. Пермяков, В.Л. Мартынович, П.В. Пермяков, С.Г. Орлов // Нефть и газ Западной Сибири: Материалы Международной научно-технической конф., 12-13 ноября 2003г. -Тюмень, 2003. — T.I.- С. 154.

6. Пермяков В.Н. Предотвращение тяжелых аварий и катастроф на трубопроводном транспорте / В.Н. Пермяков, П.В. Пермяков, С.Г. Орлов, В.Л. Мар-

тынович // Нефть и газ Западной Сибири: Материалы Международной научно-технической конф., 12-13 ноября 2003г. -Тюмень, 2003. -Т.1.- С. 155.

7. Пермяков В.Н. Оценка рисков систем трубопроводного транспорта / В.Н. Пермяков, П.В. Пермяков, С.Г. Орлов, B.JI. Мартынович // VII Всероссийская научная конференция с участием иностранных ученых «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф», III Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»: Тез. докл., 13-17 октября 2003г. - Красноярск, 2003. - Т.2. - С. 210211.

8. Пермяков В.Н. Анализ нагруженности объектов газопереработки / В.Н. Пермяков, B.JI. Мартынович, С.Г. Орлов, П.В. Пермяков // VII Всероссийская научная конференция с участием иностранных ученых «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф», III Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»: Тез. докл., 13-17 октября 2003г. - Красноярск, 2003. - Т.2. - С. 211214.

9. Пермяков В.Н. Исследование материала трубопроводов в локальных зонах повреждений / В.Н. Пермяков, С.Г. Орлов, B.JI. Мартынович, П.В. Пермяков // VII Всероссийская научная конференция с участием иностранных ученых «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф», III Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»: Тез. докл., 13-17 октября 2003г. - Красноярск, 2003. - Т.2. - С. 214-215.

10. Пермяков В.Н. Оценка запроектного состояния парков хранения углеводородов / В.Н. Пермяков, B.JI. Мартынович, С.Г. Орлов, П.В. Пермяков // VII Всероссийская научная конференция с участием иностранных ученых «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф», III Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»: Тез. докл., 13-17 октября 2003г. - Красноярск, 2003. -Т.2.-С. 215-216.

11. Пермяков В.Н. Повышение промышленной безопасности нефтегазо-химических предприятий / В.Н. Пермяков, B.JI. Мартынович, С.Г. Орлов, П.В. Пермяков // 3-я Всероссийская научно-техническая конференция «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна»: Тез. докл., 25-27 февраля 2004г. - Тюмень, 2004. - 4.2. - С. 375.

12. Пермяков В.Н. Безопасность эксплуатации нефтепроводов с локальными деформационными дефектами / В.Н. Пермяков, B.JI. Мартынович, С.Г.

Орлов, П.В. Пермяков // 3-я Всероссийская научно-техническая конференция «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна»: Тез. докл., 25-27 февраля 2004г. - Тюмень, 2004. - 4.2. - С. 376.

13. Мартынович B.JI. Расчетные характеристики состояния и свойств материала для обоснования остаточного ресурса объектов газопереработки // 4-я региональная научно-практическая конференция «Новые технологии - нефтегазовому региону»: Тез. докл., 25-30 апреля 2005г. - Тюмень, 2005. - С. 38.

14. Пат. №37203, МПК 7 G01B 5/28. Устройство для определения формы и размеров деформационного дефекта на заглубленном трубопроводе / Пермяков В.Н., Мартынович B.JL, Пермяков П.В., Орлов С.Г. // Изобретения и полезные модели. - 2004. - №10.

15. Пат. №39397, МПК 7 G01B 5/20. Устройство для определения радиуса и центрального угла полусферической вмятины на трубопроводе / Пермяков В.Н., Мартынович В.Л., Пермяков П.В. // Изобретения и полезные модели. -2004.-№21.

16. Пат. №2242739, МПК 7 G01N 3/12. Способ испытания оболочек и устройство для его осуществления / Пермяков В.Н., Теплоухов О.Ю., Пермяков П.В., Орлов С.Г., Мартынович B.JI. // Изобретения и полезные модели. - 2004. -№35.

17. Пат. №2253839, МПК 7 G01C 15/06. Устройство и способ определения положения оси заглубленного трубопровода / Пермяков В.Н., Мартынович B.JI., Пермяков П.В., Орлов С.Г. // Изобретения и полезные модели. - 2005.

Издательство Тюменского государственного нефтегазового университета 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38.

-№16.

Подписано к печати 19.0У. С £ Формат 60x84 1/16 Тираж !ОР_

Заказ 22Z Бумага тип №1 Уч. -изд. л. 1,0

Введение

1. Оценка прочности и ресурса сосудов с локальными деформационными дефектами

2. Статистический анализ нагруженности и дефектности оборудования нефтегазохимических предприятий

2.1. Анализ изменения внутреннего давления и температуры аппаратов газоперерабатывающих предприятий.

2.1.1. Условия изменения давления в горизонтальной емкости

2.1.2. Условия изменения давления в колонне.

2.1.3. Условия изменения давления в сепараторе.

2.1.4. Условия изменения рабочей температуры в шаровой емкости

2.1.5. Условия изменения рабочей температуры в колонне.

2.2. Анализ дефектности оборудования газоперерабатывающих предприятий.

3. Изменение механических свойств материала оборудования газоперерабатывающих предприятий

3.1. Оценка механических свойств разрушившегося трубопровода на Нижневартовском ГПЗ

3.2. Оценка механических свойств разрушившегося трубопровода на Когалымском ГПП

3.3. Оценка механических свойств металла сепарационной емкости ГЗУ «Спутник».

3.4. Анализ данных замера твердости металла газоперерабатывающего оборудования.

3.5. Изменение механических свойств металла в зонах деформационных дефектов

Исследование статической и циклической прочности сосуда с учетом локального деформационного дефекта

4.1. Экспериментальное моделирование статической прочности.

4.2. Численное моделирование статической прочности

4.2.1. Прогиб плоского широкого образца

4.2.2. Напряженно-деформированное состояние цилиндрической оболочки в зоне деформационного дефекта.

4.2.3. Напряженно-деформированное состояние цилиндрической оболочки в зоне сопряжения со штуцером

4.2.4. Исследование НДС в зоне деформационных дефектов методом хрупких тензочувствительных покрытий

4.2.5. Исследование НДС в зоне вмятины на цилиндрических образцах.

4.3. Экспериментальное моделирование циклической прочности

4.4. Методика расчета прочности и долговечности сосуда с вмятиной . 107 4.4.1. Расчет статической прочности сосуда по допускаемым напряжениям

4.4.2. Расчет статической прочности сосуда по местным напряжениям и деформациям. ф 4.4.3. Расчет циклической прочности сосуда.

5. Новые предложения по оценке напряженно-деформированного состояния сосудов с деформационными дефектами.

Актуальность диссертационной работы

Одним из основных условий стабильного экономического развития России является обеспечение устойчивого и безопасного функционирования предприятий нефтегазохимического комплекса, в том числе заводов по переработке попутного нефтяного газа.

В решении совместного заседания Совета безопасности РФ и президиума Государственного совета РФ от 13.11.2003г. указано на необходимость поддержки безопасности и обеспечения защищенности газоперерабатывающих предприятий, являющихся потенциально опасными и критически важными для национальной безопасности объектами.

Технологический процесс газопереработки преимущественно осуществляется в одностенных сосудах, трубопроводах и характеризуется широким диапазоном изменения эксплуатационных режимов температур (от криогенной до >1000°С), давлений (до 10 МПа).

Статистические данные по обобщенным причинам аварий на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности за 1980-2005гг. свидетельствуют о том, что доля аварий, произошедших по причине неудовлетворительного состояния технических устройств, составляет 27%. Аварии на данных предприятиях, сопровождающиеся взрывами и пожарами, как правило, сопряжены со значительным экономическим, экологическим ущербом, а также риском для здоровья и жизни людей. Масштабы производственных аварий по размерам материального ущерба достигают уровня местных и территориальных чрезвычайных ситуаций.

Обеспечение условий безопасности жизнедеятельности персонала, функционирования опасных производственных объектов и территорий является актуальной проблемой. В настоящее время для газоперерабатывающих предприятий Тюменской области, где более половины парка технологических аппаратов отработали свой нормативный срок службы, эта проблема становится еще более актуальной.

Вероятность возникновения аварий на оборудовании, отработавшем нормативный срок службы, увеличивается вследствие ряда факторов: изменения механических свойств материала; наличия неучтенных проектом изменений геометрических форм, создающих концентрацию напряжений; цикличности изменения эксплуатационных нагрузок; коррозионного износа, технологической и эксплуатационной повреждаемости.

Несмотря на большое количество работ, посвященных исследованию влияния единичных факторов на прочность и безопасность эксплуатации оборудования за пределами нормативного срока службы, ряд вопросов, остается малоизученным, в частности: характер изменения механических свойств металла газоперерабатывающего оборудования вследствие климатического и эксплуатационного воздействия, особенно, в зоне деформационного дефекта; влияние циклического характера изменения технологических режимов на конструкционную прочность и безопасность сосудов и аппаратов с дефектами формы.

Эксплуатация технического устройства за пределами нормативного срока службы разрешается при условии получения положительных результатов оценки его текущего технического состояния и определения возможности продления безопасной эксплуатации на основе расчета остаточного ресурса.

Необходимо отметить, что в настоящее время разработка методов оценки и прогнозирования ресурса безопасной эксплуатации сложных технических систем опасных производственных объектов является приоритетным направлением исследований в области промышленной безопасности.

Цели и задачи работы: разработка методов и критериев оценки безопасного остаточного ресурса газоперерабатывающего оборудования, отработавшего нормативный срок, с учетом накопленного комплекса особенностей конструкции, материала и условий эксплуатации.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1. Оценить влияние фактической нагруженности на ресурс безопасной эксплуатации оборудования с учетом динамики технологических параметров, определить эквивалентный режим изменения эксплуатационной нагрузки и установить закономерность распределения ее величины, используя ретроспективные данные изменения технологических параметров.

2. Оценить влияние деформационных дефектов, как концентраторов напряжений, на безопасную эксплуатацию сосудов давления.

3. Выявить закономерности изменения основных прочностных и пластических характеристик материала газоперерабатывающего оборудования, отработавшего нормативный срок службы, используя методы разрушающего и не-разрушающего контроля.

4. Разработать критерии и методы оценки прочности и остаточного ресурса безопасной эксплуатации сосудов и аппаратов с учетом комплекса особенностей, накопленных в процессе нормативного срока службы.

Объект диссертационной работы

Объектом исследования являются сосуды и аппараты газоперерабатывающих предприятий, преимущественно отработавшие нормативный срок службы и характеризующиеся наличием дефектов формы, изменением механических свойств и других особенностей.

Предметом исследования данной работы являются расчетные характеристики для определения прочности и безопасного остаточного ресурса газоперерабатывающего оборудования.

Методологическая и теоретическая основа исследования. Для решения поставленных задач использованы аналитические и численные методы решений и оценки напряженно-деформированного состояния сосудов и аппаратов с учетом повреждений. Для обоснования и подтверждения расчетных параметров проведены экспериментальные натурные и численные исследования технологического оборудования.

Информационной базой диссертации послужили литературные источники, указанные в Библиографическом списке использованной литературы, а также материалы журналов «Контроль. Диагностика», «Безопасность труда в промышленности», «В мире неразрушающего контроля», «Заводская лаборатория», «Химическое и нефтегазовое машиностроение», «Техническая диагностика и неразрушающий контроль», «Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях», «Металловедение и термическая обработка металлов», семинаров, научных конференций, нормативной документации по промышленной безопасности.

Научная новизна исследования

Установлены закономерности распределения воздействий давления и температуры на основе результатов статистического анализа ретроспективных данных изменения эксплуатационных режимов сосудов и аппаратов газоперерабатывающих предприятий.

Получены зависимости изменения механических свойств металла технологических аппаратов и трубопроводов за период нормативного срока эксплуатации, а так же приведшие к авариям и разрушению.

Определены зависимости напряженно-деформированного состояния в зоне деформационного дефекта от его геометрических параметров методами численного моделирования, лабораторными и натурными исследованиями.

Разработаны предложения по совершенствованию методики оценки безопасного остаточного ресурса сосудов и аппаратов, отработавших нормативный срок службы по фактическим параметрам нагруженности, состояния и механических свойств материала.

Практическая ценность работы

Разработанные новые технические устройства позволяют проводить компьютерное моделирование дефекта с максимально приближенными к оригиналу формой и геометрическими размерами, что повышает точность оценки напряженно-деформированного состояния в зоне дефекта и, следовательно, определения прочности и безопасного ресурса самого объекта.

Использование полученных законов распределения эксплуатационных параметров позволяет оценивать реальную повреждаемость сосудов и аппаратов как на момент оценки их технического состояния, так и производить прогноз повреждаемости и срока безопасной эксплуатации за пределами нормативного срока.

Полученные сведения о характере изменения механических свойств металла газоперерабатывающего оборудования с течением времени под воздействием рабочей среды и эксплуатационных факторов могут быть использованы проектными, эксплуатирующими и экспертными организациями при расчете безопасного ресурса эксплуатации оборудования.

Разработаны расчетно-экспериментальные методы оценки характеристик, используемых для определения конструкционной прочности и безопасного ресурса оборудования, преимущественно отработавшего нормативный срок службы и характеризующегося наличием дефектов формы, изменением механических свойств и других особенностей.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы представлены на 5-й Всероссийской научно-технической конференции «Перепективные материалы, технологии, конструкции» (Красноярск, 1999г.); 7-й Всероссийской конференции «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф» (Красноярск, 2003г.); 3-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» (Красноярск, 2003г.); Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2003г.); 3-й Всероссийской научно-технической конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна» (Тюмень, 2004г.); 4-й региональной научно-практической конференции «Новые технологии - нефтегазовому региону» (Тюмень, 2005г.).

Диссертация состоит из введения, пяти разделов основного текста, заключения, библиографического списка литературы и приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Статистический анализ данных изменения давления и температуры сосудов и аппаратов газоперерабатывающих предприятий свидетельствует о цикличности изменения эксплуатационных параметров. Число циклов изменения давления различных амплитуд, за нормативный срок службы, например, для сепаратора может достигать 1,5-105, а число циклов изменения температуры для аппаратов колонного типа составляет 1,5-104. Малоцикловый характер нагру-женности оказывает существенное влияние на ресурс безопасной эксплуатации оборудования, спроектированного с учетом только статических нагрузок. Определены закономерности распределения эксплуатационных нагрузок, позволяющие оценивать текущее состояние и прогнозировать накопление повреждаемости оборудования за период сверхнормативной эксплуатации.

2. Исследованиями изменения механических свойств металла сосудов и аппаратов, длительное время (свыше 25 лет) эксплуатирующихся на газоперерабатывающих предприятиях установлено, что за нормативный срок службы возможно увеличение предела прочности металла оборудования на 5-10%, предела текучести на 10-15%, а показатели ударной вязкости, отражающие склонность металла к хрупкому разрушению, имеют тенденцию к снижению на 510%. При оценке остаточного ресурса сосудов и аппаратов целесообразно использование характеристик механических свойств с учетом поправочных коэффициентов, отражающих фактическое состояние металла после длительной эксплуатации.

3. На основании результатов численного моделирования, а также натурных исследований предложены методы оценки напряженно-деформированного состояния в зоне деформационных дефектов, геометрические параметры которых превышают нормативные значения.

4. Разработана система построения, определения и использования базовых расчетных характеристик остаточного ресурса безопасной эксплуатации сосудов, отработавших нормативный срок службы, которая позволяет учитывать возможные изменения механических свойств металла, фактический режим циклической нагруженности и напряженно-деформированное состояние в зоне локальных деформационных дефектов.

1. Айбиндер А.Б., Камерштейн А.Г. Расчет магистральных трубопроводов на прочность и устойчивость. Справочное пособие. М.: Недра, 1982. -342 с.

2. Аксельрад Э.Л. Гибкие оболочки. М.: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1976. - 376 с.

3. Аксельрод М.А. Проблемы измерительного контроля // Безопасность труда в промышленности. 1996. - №3. - С. 36-37.

4. Алифанов Л.А. Нормирование дефектов формы и ресурса вертикальных цилиндрических резервуаров: Автореф. дис. канд. техн. наук: 01.02.05. / Красноярский государственный технический университет. Красноярск, 2003.-24 с.

5. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах / Под общ. ред. Д.Г. Крас-ковского. М.: Компьютер Пресс, 2002. - 224 с.

6. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1970. - 472 с.

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

8. Бородавкин П.П. Подземные магистральные трубопроводы (проектирование и строительство). М.: Недра, 1982. - 384 с.

9. Ботвина JI.P., Махутов H.A., Пермяков В.Н. Безопасность магистральных и технологических трубопроводов: влияние расслоений на их работоспособность //Нефть, газ и бизнес. -2002. -№1. С. 41-46.

10. Ботвина Л.Р., Тетюева Т.В., Иоффе A.B. Стадийность множественного разрушения низколегированных сталей с среде сероводорода // Металловедение и термическая обработка металлов. 1998. - №2. - С. 14-22.

11. Волченко В.Н. Оценка и контроль качества сварных соединений с применением статистических методов. -М.: Изд. стандартов, 1974. 160 с.

12. Вопросы прочности сосудов высокого давления. Сборник статей. Выпуск 1. Иркутск: ИркутскНИИХиммаш, 1969. - 266 с.

13. Гальперин E.H., Рачков В.И., Харин П.А., Кутепов С.М., Маннапов Р.Г. Проблемы диагностирования технического состояния и определения остаточного ресурса эксплуатации оборудования / Химическое и нефтегазовое машиностроение. 1999. - №8. - С. 21-24.

14. Гальченко С.А. Оценка последствий при авариях с образованием огневого шара на объектах нефтегазового комплекса // Химическое и нефтегазовое машиностроение 2001. - №3. - С. 31 -33.

15. ГОСТ 5520-79. Сталь листовая углеродистая низколегированная и легированная для котлов и сосудов, работающих под давлением. Взамен ГОСТ 5520-69; Введ. 01.01.80. - M.: Изд-во стандартов, 1987. - 16 с.

16. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Взамен ГОСТ 14249-80; Введ. 01.01.90. - М.: Изд-во стандартов, 1989.-80 с.

17. ГОСТ 25859-83. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках. Введ. 01.07.84. - М.: Изд-во стандартов, 1983.-31 с.

18. Гриб В.В. Диагностика технического состояния и прогнозирование остаточного ресурса магистральных нефтегазопродуктопроводов. Учебное и справочное пособие. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2004. - 64 с.

19. Гриб В.В. Диагностика технического состояния оборудования неф-тегазохимических производств. Обзор нормативно-технической документации М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1998 - 202 с.

20. Ефименко JI.A., Коновалова О.В., Камардинкин В.П., Власов C.B., Фесенко С.С., Селеджиева М.А. Оценка фактических параметров металла технических объектов нефтегазового комплекса // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 1999. - №4. - С. 35-36.

21. Иванов Г.П., Абрамов В.Ф., Кадушкин Ю.В. Методика диагностирования объектов котлонадзора // Химическое и нефтегазовое машиностроение. -1999.-№5.-С. 38-40.

22. Иванов Г.П., Разбитной С.А. Метод оценки напряжений от вмятин на стенках сосудов, работающих под давлением // Химическое и нефтегазовое машиностроение 2000. - №4. - С. 18-19.

23. Иванов Г.П., Худошин A.A., Кадушкин Ю.В. Оценка опасности несквозных дефектов в стенках сосудов, работающих под давлением // Химическое и нефтегазовое машиностроение 1997. - №4. - С. 29-30.

24. Иванцов О.М. Надежность строительных конструкций магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1985. - 231 с.

25. Иосилевич Г.Б. Концентрация напряжений и деформаций в деталях машин.-М.: Машиностроение, 1981.-224 с.

26. Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера. Практическое руководство. М.: Едиториал УРСС, 2003. - 272 с.

27. Карзов Г.П., Леонов В.П., Тимофеев Б.Т. Сварные сосуды высокого давления: Прочность и долговечность. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1982.-287 с.

28. Когаев В.П. Определение надежности механических систем по условию прочности. М.: Знание, 1976. - 48 с.

29. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. М.: Машиностроение, 1993. - 364 с.

30. Когаев В.П., Махутов H.A., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. М.: Машиностроение, 1985. -224 с.

31. Копысицкая JI.H., Лихман В.В., Муратов В.М. Инженерный метод расчета напряженно-деформированного состояния сварных цилиндрических резервуаров с уводом кромок // Химическое и нефтяное машиностроение. -1989. -№10. С. 15-18.

32. Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Нефтеперерабатывающая промышленность: Справ, изд. / Под ред. Ю.И. Арча-кова, A.M. Сухотина. Л.: Химия, 1990. - 400 с.

33. Котляревский В.А., Шаталов A.A., Ханухов Х.М. Безопасность резервуаров и трубопроводов. М.: Экономика и информатика, 2000. - 556 с.

34. Кузнецов A.M., Лившиц В.И., Сосуды и трубопроводы высокого давления: Справочник. Раздел 6. Техническое освидетельствование, расчет ресурса эксплуатации. Иркутск, 1999. - 558 с.

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

36. Лизин В.Т., Пяткин В.А. Проектирование тонкостенных конструкций: Учебное пособие для студентов вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2003. - 448 с.

37. Лихман В.В., Копысицкая Л.Н., Муратов В.М. Концентрация напряжений в резервуарах с локальными несовершенствами формы // Химическое и нефтяное машиностроение. 1992. - №6. - С. 22-24.

38. Лихман В.В., Копысицкая Л.Н., Муратов В.М. Определение малоцикловой прочности криогенного оборудования с учетом технологических форм // Химическое и нефтяное машиностроение. 1993. - №4. - С. 15-17.

39. Лю Ли, Сергеева Т.К., Ефименко Л.А., Портова С.С. Исследование сопротивления околошовного участка ЗТВ водородному охрупчиванию // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2001. - №2 - С. 38-40.

40. Макклинток Ф.А., Аргон A.C. Деформация и разрушение материалов. М.: Мир, 1970. - 444 с.

41. Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. М.: Машиностроение, 1979. - 191 с.

42. Марочник сталей и сплавов / М.М. Колосков, Е.Т. Долбенко, Ю.В. Каширский и др. М.: Машиностроение, 2001. - 672 с.

43. Маршал В. Основные опасности химических производств: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 672 с.

44. Махутов H.A. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов и конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.

45. Махутов H.A., Горицкий В.М., Муравин Е.Л., Пермяков В.Н. Анализ причин разрушения технологического трубопровода на газоперерабатывающем заводе // Наука и техника в газовой промышленности. 2002. - №2. - С. 21-26.

46. Махутов H.A., Доронин C.B., Черняев А.П. Моделирование напряженного состояния резервуаров и сосудов давления в аварийных ситуациях // Вычислительные технологии. 2003. - №8. - С. 30-37.

47. Махутов H.A., Пермяков В.Н. Механика деформирования и разрушения нефтегазохимических объектов. Учебное пособие. Тюмень: ТГНГУ, НТЦНГП, 2003.- 190 с.

48. Махутов H.A., Пермяков В.Н. Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов. Новосибирск: Наука, 2005. - 516 с.

49. Методы исследования напряжений (Проблемы прочности в машиностроении) / Н.И. Пригоровский. М.: Наука, 1965. - 144с.

50. Механика малоциклового разрушения / Махутов H.A., Бурак М.И., Гаденин М.М. и др. М.: Наука, 1986. - 264 с.

51. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-86) / Госатомэнергонадзор СССР. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 525 с.

52. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды (РД 10-249-98) / Госгортехнадзор России. С.-П.: АООТ «НПО ЦКТИ», 1999. - 228 с.

53. Партон В.З. Механика разрушения: От теории к практике. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. - 240 с.

54. Пат. №37203, МПК 7 вОШ 5/28. Устройство для определения формы и размеров деформационного дефекта на заглубленном трубопроводе / Пермяков В.Н., Мартынович В.Л., Пермяков П.В., Орлов С.Г. // Изобретения и полезные модели. 2004 - №10. - С. 724.

55. Пат. №39397, МПК 7 С01В 5/20. Устройство для определения радиуса и центрального угла полусферической вмятины на трубопроводе / Пермяков В.Н., Мартынович В.Л., Пермяков П.В. // Изобретения и полезные модели.-2004-№21.-С. 540.

56. Пат. №2242739, МПК 7 вОШ 3/12. Способ испытания оболочек и устройство для его осуществления / Пермяков В.Н., Теплоухов О.Ю., Пермяков П.В., Орлов С.Г., Мартынович В.Л. // Изобретения и полезные модели. 2004 -№35.

57. Пат. №2253839, МПК 7 вОЮ 15/06. Устройство и способ определения положения оси заглубленного трубопровода / Пермяков В.Н., Мартынович В.Л., Пермяков П.В., Орлов С.Г. // Изобретения и полезные модели. 2005 -№16.

58. Пашков Ю.И., Махутов H.A., Иванцов О.М., Харионовский В.В. и др. Проблемы ресурса и безопасности трубопроводных систем с учетом продолжительной эксплуатации // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях.-2001.-№3.-С. 128-153.

59. Перелыгин O.A., Анисимов М.К., Зайнуллин Р.Х., Черенков A.B., Туйкин Н.М. Расчет малоцикловой прочности сосудов с учетом моделирования локального дефекта // Безопасность труда в промышленности. 2003. - №9. -С. 25-27.

60. Перелыгин O.A., Сабитов М.Х., Туйкин Н.М., Зайнуллин Р.Х. Оценка малоцикловой прочности сосудов с локальными дефектами по упругой составляющей деформации цикла // Безопасность труда в промышленности. -2003.-№8. -С. 30-31.

61. Пермяков В.H., Мартынович В.Д., Пермяков П.В., Орлов С.Г. Оценка технического состояния товарных парков хранения углеводородов // Нефть и газ. Известия высших учебных заведений. 2004. - №6. — С. 81-86.

62. Пермяков В.Н., Мартынович B.JL, Орлов С.Г., Пермяков П.В. Анализ нагруженности объектов газопереработки // Там же. С. 211-214.

63. Пермяков В.Н., Орлов С.Г., Мартынович B.JL, Пермяков П.В. Исследование материала трубопроводов в локальных зонах повреждений // Там же. -С. 214-215.

64. Пермяков В.Н., Мартынович B.JL, Орлов С.Г., Пермяков П.В. Оценка запроектного состояния парков хранения углеводородов // Там же. С. 215216.

65. Пермяков В.Н., Мартынович B.JL, Орлов С.Г., Пермяков П.В. Безопасность эксплуатации нефтепроводов с локальными деформационными дефектами // Там же. С. 376.

66. Петерсон P.E. Коэффициенты концентрации напряжений. М.: Мир, 1977.-304 с.

67. Почтенный Е.К. Прогнозирование долговечности и диагностика усталости деталей машин. Мн.: Наука и техника, 1983. - 246 с.

68. Пригоровский Н.И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1983. - 248 с.

69. Пригоровский Н.И., Панских В.К. Метод хрупких тензочувствитель-ных покрытий. -М.: Наука, 1978. 184 с.

70. Проблемы динамики упруго-пластических сред: Сб. обзоров / Под ред. Г.С. Шапиро М.: Мир, 1975. - №5. - 265 с.

71. Проблемы разрушения, ресурса и безопасности технических систем: Сб. науч. тр. / Ассоциация КОДАС. СибЭРА. Красноярск, 1997. - 520 с.

72. Прохоров В.А. Оценка параметров безопасности эксплуатации нефтехранилищ в условиях Севера. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. - 142 с.

73. Прочность конструкций при малоцикловом нагружении / Н.А. Ма-хутов, А.Н. Романов. М.: Наука, 1983. - 272 с.

74. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 712 с.

75. Расчет напряженного состояния сосудов / X. Спас, Р. Китчинг, С. Гилл. М.: Мир, 1980. - 208 с.

76. Ресурс и прочность оборудования нефтеперерабатывающих заводов / Межвузовский научно-тематический сборник. Уфа: Изд. Уфим. нефт. ин-та, 1989.-219 с.

77. Розенштейн И.М. Аварии и надежность стальных резервуаров. М.: Недра, 1995.-253 с.

78. Сафарян М.К. Металлические резервуары и газгольдеры. М.: Недра, 1987.-200 с.

79. Серенсен C.B. Расчет на прочность при напряжениях циклически изменяющихся во времени (учебное пособие к курсу сопротивления материалов). М.: МАТИ, 1971.-60 с.

80. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность. Руководство и справочное пособие. М.: Машиностроение, 1975. - 488 с.

81. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. М.: Машгиз, 1963. - 452 с.

82. Славский Ю.И., Артемьев Ю.Г. Твердость стали как функция ее прочностного и структурного состояния // Заводская лаборатория. 1989. -№8.-С. 88-91.

83. Смирнов А.Ф., Александров A.B., Монахов Н.И., Парфенов Д.Ф., Скрябин А.И., Федорков Г.В., Холчев В.В. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1969. - 600 с.

84. Сосуды и трубопроводы высокого давления. Справочник / Хисмату-лин Е.Р., Королев Е.М., Лившиц В.И. М.: Машиностроение. 1990. - 384 с.

85. Статистические закономерности малоциклового разрушения / H.A. Махутов, В.В. Зацаринный, Ж.Л. Базарас и др. М.: Наука, 1989. - 252 с.

86. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник. -М.: Машиностроение, 1985.-232 с.

87. Сухарев И.П. Экспериментальные методы исследования деформаций и прочности. М.: Машиностроение, 1987. - 216 с.

88. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластины и оболочки. М.: Гл. изд. физ.-мат. лит., 1966. - 636 с.

89. Тимошенко С.П. Статические и динамические проблемы теории упругости. Киев: Наукова думка, 1975. - 564 с.

90. Ушаков Б.Н. Развитие метода хрупких тензочувствительных покрытий. // Заводская лаборатория 1998. - №10. - С. 34-40.

91. Фарамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация: Учебное пособие для техникумов. М.: Химия, 1984. - 328 с.

92. Хапонен H.A., Иванов Г.П., Худошин A.A., Абрамов В.Ф. Методика комплексного неразрушающего контроля стали у оборудования повышенной опасности // Безопасность труда в промышленности. 2001. - №8. - С. 34-36.

93. Харионовский В.В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов. -М.: Недра, 2001.-467 с.

94. Худошин A.A., Панфилов В.А., Зимина В.А. Расчет по несущей способности котлов имеющих вмятины // Безопасность труда в промышленности. -2003.-№4.-С. 25-27.

95. Чуракаев A.M. Газоперерабатывающие заводы. Технологические процессы и установки. М.: Химия, 1971. - 240 с.

96. Шаталов A.A., Закревский М.П., Лепихин A.M., Москвичев В.В. Оценка работоспособности и остаточного ресурса тонкостенных сварных сосудов химически опасных промышленных объектов // Безопасность труда в промышленности. 2003. - №7. - С. 34-36.

97. Шнейдерович P.M. Прочность при статическом и повторно-статическом нагружениях. М.: Машиностроение, 1968. - 344 с.

98. Щербинский В.Г., Алешин Н.П. Ультразвуковой контроль сварных соединений. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. -496 с.

99. Экспериментальная механика: Пер. с англ. / Под ред. А. Кобаяси. -М.: Мир, 1990.-Т. 1-2.

100. Moaveni S. Finite element analysis. Theory and application with ANSYS. New Jersey: Prentice Hall, Upper Saddle River, 1999. - 516 p.

101. РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ19. КЦ (И) 37203 (13) Ш51. 7 С 01 В 5/28го1. О г* 1>гок патенту Российской Федерации (титульный лист)21. 2003132339/20 (22) 06.11.200324. 06.11.200346. 10.04.2004 Бюл. № 10

102. Пермяков В.Н. (1Ш), Мартынович ВЛ. (Ки), Пермяков П.В. (1Ш), Орлов С.Г. (1Ш)

103. Государственное образовательное учрезцдение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет (1Ш)

104. Адрес для переписки: 625000, г.Тюмеиь, ул. Володарского, 38, ТюмГНГУ, патентно-информационный отдел, Л.С. Ивановой (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ ДЕФОРМАЦИОННОГО ДЕФЕКТА НА ЗАГЛУБЛЕННОМ ТРУБОПРОВОДЕ