автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Особенности определения остаточного ресурса разнородных конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов

УДК 622 692 4 004 58 681.5

На правах рукописи

Ангипов Юрий Николаевич

ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА

РАЗНОРОДНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ

Специальности 05 26 03 - Пожарная и промышленная безопасность

(нефтегазовый комплекс), 25 00.19 - Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

ООЗ177451

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2007

003177451

Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ГУП «ИПТЭР»Х г. Уфа

Научный руководитель

- доктор технических наук, профессор Гумеров Легат Галимьянович;

Научный консультант

- кандидат технических наук Худякова Лариса Петровна

Официальные оппоненты*

доктор технических наук, профессор Абдуллин Рафиль Сайфуллович;

кандидат технических наук, доцент Ахияров Рустэм Жоресович

Ведущее предприятие

-Открытое акционерное общество Институт «Нефтегазпроект» г Тюмень

Защита диссертации состоится «25» декабря 2007 г в 10 — часов на заседании диссертационного совета Д 222 002 01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» по адресу. 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

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

Автореферат разослан «20» ноября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук

Л П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Выполнение операций термического воздействия при производстве и ремонте нефтегазового оборудования и трубопроводов обуславливает разнородность (механическую неоднородность) металла конструктивных элементов Выраженной механической неоднородностью обладают сварные соединения из термоупрочненных и закаливающихся сталей. Механическая неоднородность сварных соединений может преднамеренно создаваться, например, при сварке конструктивных элементов мягкими электродами и комбинированными швами с целью повышения технологической прочности и др.

Особую роль в работоспособности оборудования и трубопроводов с разнородными конструктивными элементами играют мягкие и твердые прослойки сварных соединений Под «мягкими прослойками» понимаются «участки сварного соединения, имеющие пониженные прочностные характеристики по сравнению с таковыми для основного металла». Твердые прослойки обладают повышенной прочностной характеристикой Однако в большинстве случаев они менее пластичны и более склонны к хрупкому разрушению Сварным соединениям присуща и электрохимическая неоднородность, порождаемая теми же факторами, что и структурно-механическая неоднородность.

Существующие методы и подходы к оценке остаточного ресурса нефтегазового оборудования и трубопроводов базируются, в основном, на предположении однородности механических характеристик как в микро-, так и макрообъемах, что в ряде случаев может значительно завышать характеристику безопасности их эксплуатации в лучшем случае, а в худшем - привести к непредвиденным последствиям катастрофических разрушений В связи с этим при оценке остаточного ресурса нефтегазового оборудования необходимо более тщательно подходить к вопросам структурно-механической неоднородности конструктивных элементов, в особенности при их работе в рабочей среде, содержащей коррозионно-активные компо-

центы Решению этой сложной, актуальной и практически важной проблеме и посвящена настоящая работа

Цель работы - разработка методов прогнозирования остаточною ресурса безопасной эксплуатации разнородных конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи

- оценка роли мягких прослоек при определении остаточного ресурса нефтегазового оборудования и трубопроводов в условиях действия статического нагружения и агрессивных сред;

- исследование закономерностей контактных эффектов упрочнения и разупрочнения металла пограничных зон разнородных конструктивных элементов,

- расчетное определение остаточного ресурса безопасной эксплуатации конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов в условиях длительного статического нагружения, коррозии и повышенных температур,

- разработка методики расчета остаточного ресурса безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками

Научная новизна результатов:

- выявлены и описаны основные закономерности напряженного и предельного состояний разнородных конструктивных элементов оборудования и трубопроводов с учетом особенностей проявления контактных эффектов упрочнения н разупрочнения их специфических участков с различной степенью механической неоднородности и относительных размеров в условиях работы, характерной оболочковым конструкциям, работающим под действием внутреннего давления,

- установлено, что существующие методы оценки особенностей совместного деформирования металлов с различными механическими свой-

ствами и геометрическими параметрами могут завышать степень контактных эффектов упрочнения мягких прослоек до двух раз и более в сравнении с данными, полученными в настоящей работе,

- впервые предложена аналитическая зависимость для расчетного определения коэффициентов несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях двуосного растяжения и действия краевых моментов в области стыков элементов с различной деформационной способностью, учитывающей особенности проявления контактных эффектов с изменением их относительной толщины и степени механической неоднородности;

- на основании предложенного кинетического уравнения механохи-мнческой повреждаемости получены формулы для расчетного определения долговечности конструктивных элементов с мягкими прослойками различной конфигурации при длительном статическом нагружении с учетом действия мсхапохимп'иском коррошн и высоких и.м11цмгур 13 частых случаях полученные формулы подтверждаются данными других авторов,

- разработана методика определения остаточного ресурса конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях длительного статического и циклического нагружений в высокотемпературной рабочей коррозионной среде. ^

Практическая ценность результатов работы

1. Материалы диссертационной работы использованы при разработке методики определения остаточного ресурса конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками

2 Разработанная методика расчета остаточного ресурсов конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками позволяет устанавливать безопасные сроки их эксплуатации после проведения диагностического обследования.

3 Предложенные в работе научно-технические решения нашли практическое применение в ГУП «ИПТЭР» при разработке методов расчета и повышения остаточного ресурса нефтегазопроводов

На защиту выносятся:

- закономерности контактных эффектов упрочнения и разупрочнения металла пограничных зон разнородных конструктивных элементов,

- методы расчетного определения напряженного и предельного состоянии, несущей способности и долговечности конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками;

- методика расчета остаточного ресурса конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками

Методы решения поставленных задач

При выполнении исследований использованы современные и апробированные экспериментальные и теоретические методы и подходы механики твердого деформируемого тела, теории пластичности, механохимии металлов, физики твердого тела и др

Достоверность результатов исследования

Полученные основные теоретические результаты согласуются с ранее известной закономерностью и экспериментальными данными других авторов Некоторые результаты работы подтверждаются данными, полученными методами муаровых полос

Апробация результатов

Основные результаты исследований, представленных в работе, докладывались на'

- Международном форуме «Нефтегазсервис-2007»,

- расширенном заседании методического совета отдела № 23 ГУП «ИПТЭР» (октябрь 2007 г)

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 10 научных трудов

Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех ijiju, ociiquhlix иыцодои и рекомендации, библиографическою списка использованной литературы, включающего 154 наименования Работа изложена на 132. страницах машинописного текста, содержит 70 ри-

сунксв,4 таблицы

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, сформулированы цель и основные задачи исследования

Первая глава диссертационной работы посвящена оценке роли мягких прослоек при оценке остаточного ресурса нефтегазового оборудования и трубопроводов.

Механическая неоднородность присуща, в частности, сварным соединениям нефтехимического оборудования К механически неоднородным соединениям относятся композиционные материалы, биметаллы, полиметаллы и др Механическая неоднородность сварных соединений является следствием различий химического состава и структурного состояния отдельных участков (прослоек) (рисунок 1)

Прослойки, предел текучести а" и временное сопротивление а^ которых меньше, чем у металлов соседних участков, принято называть «мягкими». Наоборот, металл «твердых» прослоек имеет предел текучести а! и временное сопротивление а\ большие, чем у соседних участков

Расчетные схемы конструктивных элементов с мягкими прослойками представлены на рисунке 2 ()

1

ом \з\Ш

ЛшГ^

а)

' ОМ

НУ

1-1

р со т м г 1,.

■ -¿> 1

ь

О т м ? т 1

Рисунок 1 - Схема сварного конструктивного Рисунок 2 - Расчетные схемы

элемента (а) конструктивных элементов

и распределения твердости (б) с мягкими прослойками

Показано, что совместная деформация разнородных металлов способствует реализации контактного упрочнения мягких прослоек, величина которого зависит от степени механической неоднородности. Чем больше степень неоднородности, тем выше эффект контактного упрочнения мягких прослоек.

В литературе недостаточно сведений по адекватной оценке напряженного состояния и несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками, имеющими реальную степень механической неоднородности. В связи с этим, имеющиеся в литературе данные по оценке характеристик безопасности эксплуатации нефтегазохимического оборудования требуют соответствующих доработок и усовершенствования.

Во второй главе приведены результаты исследования закономерностей контактных эффектов в окрестности разнородных металлов конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов.

Большинство конструктивных элементов оболочкового типа (резервуары, сосуды, аппараты и трубопроводы) могут быть сведены к двум схемам деформации (рисунок 3): осссиммстричной (например, мягкие и твердые прослойки кольцевых стыков) и плоской (например, мягкие и твердые прослойки продольных сварных стыков).

Основные компоненты нормальных напряжений аг,аг,а, и касательных напряжений т„ показаны на рисунке 3, б. При этом а1 =аг.

Рисунок 3 - Схемы мягких прослоек (а) и расположение координат в осесимметричном элементе (б)

Дифференциальные уравнения равновесия при отсутствии массовых сил имеют вид

<1а. ск„ а, - о.

— = О (¡т Лг г

х <)о,

—- + —+—- = О <к г (к

(1)

Учитывая, что а, =оф, условие текучести Мизеса будет имел, следующий вид

ст, -а, = л/з^К-т; , (2)

где К = ст"/л/з — предел текучести мя1кого металла при чистом сдвиге Очевидно, что при <; = 2г/8 = 0 условие текучести упрощается стг - ст, = ст?

Основной трудностью решения подобных задач является оценка контактных касательных напряжений т, Большинство решений подобных задач базируются на допущении (весьма жестком) равенства контактных касательных напряжений т, = К. Это условие практически не реализуется в реальных конструктивных элементах

Тщательный анализ полей линий скольжения, картин муаровых полос I! результатов натурных исимпшии моделей конструктивных элементов с мягкими прослойками показывает, что контактные касательные напряжения т, по координате г или р(р = 2г/й) не постоянны, а изменяются по более сложной экстремальной зависимости (рисунок 4) Видно, что характер зависимости т, (р) существенно зависит от относительной толщины мягких прослоек х

На основании отмеченных закономерностей предлагается следующая аналитическая зависимость для описания контактных касательных напряжений т„(т, = т, / к) по координате

т„=рс, (3)

где с - коэффициент, зависящий от относительной толщины мягкой прослойки х (с » к х > гДе к - константа, к »1,0 )

Как видно из рисунка 4, контактные касательные напряжения т, мо-

гу т по достигать предела текучести металла мягкой прослойки при чистом сдвиге К. Этот факт может реализовываться в случаях, когда приложенная нагрузка 0 меньше предельной а также при незначительном значении коэффициента механической неоднородности к„(к„ = а," /а").

0,75

0,5

0,25

0

1

к» >10

i

^ Х = 0.2

/Г X = 0,5 г i 1

1 j

0 0,25 0,5 0.75 р

1 - теория (О А. вакшн и др.); 2 - истод иуароных полос (Р.С Зайнуллнн) Рисунок 4 - Зависимость т„ от р

Для оценки первого фактора введем параметр нагрузки Q = Q/QC. С учетом параметра нагрузки Q формулу (3) можно представить в следующем виде:

t. =VQ-P'- (3')

Для оценки влияния степени механической неоднородности К„ на величину t4 воспользуемся формулой, предложенной ранее профессором P.C. Зайнуллиным:

где q - константа (q ~ 1,и).

Следовательно

К„

Гаким образом, в объеме мж кой оьесимметричпой прослойки касательные напряжения будут описываться следующей формулой.

К Кр Н Х

(6)

В дальнейшем, используя основные уравнения теории пластичности, в частности (1) и (2) получена аналитическая зависимость для расчета нормальных напряжений а, и а,'

а,

' ст" -Уз К Х(1 + С)

(•-р1ис));

о, = —

(7)

(8)

л/зкрХ(1+с) Здесь, как и прежде, С = к %

Среднеинтегральное осевое напряжение авр, соответствующее фор муле (8), определяется по формуле

1 + т,

1+-

(9)

Л Кр х(з + с)

где га, =г„/г„. Необходимо отметить, что при ш, =0 из формулы (9) вытекает выражение для расчета а^ = а, для конструктивного элемента в виде круглого стержня с поперечной мягкой прослойкой

На основании полученного решения формула для определения коэффициента несущей способности конструктивного элемента с кольцевой мягкой прослойкой имеет следующий вид:

''"кГ

1 +

1 + ш,

7зкр х(з+с)

Очевидно, что при <Рс ' •

К. = 1^ = 1 + 0 + 11.,)/>/3 К„ Хч,(з + с)

(Ю)

(И)

Расчеты показывают, что существующие решения заметно завышают значение ч>г(х) (рисунок 5).

0,85

0,75

J_Li.--LJ_i.--L Г1 Т

_L

м

О 0,25 0,5 0,75

I - Кр = 1,0 и С - 0, 2 - 1С р = ЗиС = х Рисунок 5 — Зависимость <PL (х)

т t f ! Г t "Т

^ Рисунок 6 — Схема конструктивного элемент с мягкой прослойкой при плоской деформации

Далее рассмотрены особенности расчетной оценки коэффициентов несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях плоской деформации.

Введем следующие безразмерные координаты: т) = 2У/8; Е, = 2х/5, где х, У и 5 видны из рисунка 6.

Не останавливаясь на аналогичных предыдущим математических преобразованиях и подстановках, приведем окончательные формулы для оценки компонент тензора напряжений в мягких прослойках при пластической деформации:

Jq_v д О х '

TQ

■ кл ■ x(i + с)

а = а, /а'' =

(1-Р11"1)

(12)

а, = ст /а"

VJ-K„-x(i+c) Л

ÍQ__+ А

+ —=

Для определения коэффициента снижения несущей способности (Рс получена следующая формула:

Здесь (рс представляет собой отношение предельной нагрузки конструктивного элемента с мягкой прослойкой при плоской деформации к предельной нагрузке конструктивного элемента при плоской деформации без мягкой прослойки.

На рисунке 7 построена зависимость фдх) на основании формулы (15). Как видно, расчетные <р^(х) адекватно отвечают данным других авторов.

В ряде случаев для сварных конструктивных элементов характерна механическая неоднородност ь, схематично показанная на рнсункс 8.

(15)

0,5 I--\-1-1

U 4.25 0.5 0.75 ^

ЗТВ (ОТ) - юн и чсрмнчсскот шшнммн (очень гиердый MCIlULll), ОМ (Т) - осмоиной (твердый) MCUUUI, Mili (M) Mciujui mua (мягкий mcjujlii)

a;,ü > а','" > а"ш ст"г > стгг > а"

Рисунок 8 — Схемы сварных конструктивных элементов с мягкими швами (а) и прослойками (б)

— - по формуле ( 15); • — эксперимент

(P.C. Зайнуллин) Рисунок 7 - Зависимость фс (х)

Для таких механически неоднородных конструктивных элементов контактное упрочнение мягких прослоек будет реализовываться более полно. Для учета этого феномена необходимо сделать простую корректи-

ровку при определении коэффициента Кр, определяемого по формуле (4) Здесь вместо величины К„ необходимо подставлять значение К„, которое представляет собой отношение ст"/о"

к. = а" / а"

В работе произведена оценка коэффициентов несущей способности мягких прослоек, находящихся в зоне действия краевых моментов

Учитывая особенности контактных эффектов, установленных ранее, получена следующая формула для определения коэффициента несущей способности ф^ плоских мягких прослоек при действии Мкр •

• С, 1

Фс =тН 1 +

кд 4к(х(2 + с)] (16)

В условиях осесимметричной деформации кольцевых мягких прослоек в зоне действия Мч, величина срс определяется по формуле

ш, = — ' к.

1 + -

(17)

2 л к, х(3 + с)

В этих формулах Фс ~ "^ч", где и Мч,с ~ соответственно предельные моменты элемента с мягкой прослойкой и без нее

В работе рассмотрены конкретные примеры определения <рь для прослоек, испытывающих краевые моменты В работе получены значения с учетом протяженности продольных и кольцевых мягких прослоек

Третья глава диссертации посвящена расчетному определению остаточного ресурса безопасной эксплуатации конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками в условиях длительного статического нагружения, коррозии и повышенных температур

Большинство конструктивных элементов оборудования и трубопроводов работает под воздействием длительного действия статического внутреннего давления Р

При отсутствии повреждающих факторов, таких как коррозия, температурное разупрочнение и др., в указанных условиях остаточный ресурс конструктивных элементов определяется наличием дефектов металлургического и технологического происхождения, снижающих их рабочее сечение В противном случае, остаточный ресурс конструктивных элементов могут быть достаточно высокими и определяться лишь моральным износом Об этом свидетельствуют данные практики эксплуатации оборудования и трубопроводов различного назначения

Доминирующим повреждающим фактором многих конструктивных элементов является коррозия, ускоряемая напряженным состоянием с высоким гидростатическим давлением (средним напряжением а^) Указанный вид коррозии принято называть механохимической коррозией (Э М. Гутман) или механохимической повреждаемостью металлов (МХПМ).

Механохимическая повреждаемость металла конструктивных элементов зависит от большого количества факторов, в частности от характеристики рабочей среды, уровня напряженности, степени пластических деформаций и др. Уровень напряженности и степень пластических деформаций определяются наличием в металле различных микро- и макроскопических повреждений и дефектов. Обводненность, загрязненность и наличие коррозионно-активных компонентов в перекачиваемой и перерабатываемой нефти усиливают скорость механохимической повреждаемости конструктивных элементов оборудования и трубопроводов. В связи с этим возникает ряд проблем, связанных со снижением коррозионно-эррозионной активности рабочей среды и уровня дефектности металла. При этом особо актуальными являются вопросы расчетной оценки остаточного ресурса оборудования и трубопроводов с учетом указанных факторов - параметров механохимической повреждаемости металла. На основе данных по остаточному ресурсу конструктивных элементов становится возможным назначать безопасные сроки эксплуатации оборудования и трубопроводов и выдавать техническое решение по их повышению Необ-

ходимо заметить, что большинство действующих стандартов по оценке остаточного ресурса не учитывают процессы механохимической повреждаемости металла В ряде случаев эти процессы могут в несколько раз увеличивать коррозию и аварийность оборудования и трубопроводов

В работе обосновано кинетическое уравнение механохимической повреждаемости применительно к конструктивным элементам нефтегазового оборудования и трубопроводов, на основании которого выполнен анализ кинетики изменения геометрических и силовых параметров нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками и получена аналитическая зависимость их долговечности

Установлено, что скорость повреждаемости конструктивных элементов с мягкими прослойками может быть представлена в следующем виде-

(15

и = —= и, Л

V (1 + т„) /ч ЗКТ +

(18)

где V, Я и Т - мольный объем стали, универсальная газовая постоянная и абсолютная температура рабочей среды, т„ =ог/а,; а, и ст2-окружные и осевые итннмс напряжения, о,(О- ншснсипность напряжений, измеряющаяся во времени I

В предельном состоянии конструктивного элемента с мягкой прослойкой 0,(0 = 0,(0 К1, где - коэффициент контактного упрочнения мягкой прослойки (к; = ф5 К,)

На основе интегрирования уравнения (18), получено следующее уравнение для определения долговечности конструктивного элемента с мягкой прослойкой

п у(1 + т„) 1С, ф. стГ

(19)

ЗЯТ,/пТ(1-ш„ + т;)

где 5„ - начальная толщина стенки конструктивного элемента, о„ - скорость коррозии при а, = 0, п, - коэффициент запаса прочности по пределу текучести, К, = о,' /о", а\ и о? - как и прежде, пределы текучести основно-

го (твердого) металла и мягкой прослойки, ш„ = п2 - коэффициент

несущей способности конструктивного элемента с мягкой прослойкой

Числитель формулы (19) представляет собой долговечность конструктивного элемента, определенную без учета механохнмического эффекта 1„

При оценке фь в формуле (19) необходимо учитывать вид мягкой прослойки и схему нагружения В частности, когда мягкая прослойка находится в зоне действия краевых моментов, величина '« определяется по формуле. =5„(1-^")/ии

На рисунке 9 представлены зависимости О^иг) при различных значениях о" а" = 100, 200 и 300 МПа.

Анализ полученных формул и данных рисунка 9 показывает, что не учет механохнмического эффекта в ряде случаев может заметно завышать ресурс конструктивных элементов с мягкими прослойками Чем выше исходная прочность металла конструктивных элементов, тем ниже их относительная Д0Л1О11СЧПОСТ1. Очевидно, что эти выводы справедливы в юм случае, когда из-за повышения исходной прочности металла соответственно увеличивается рабочее напряжение в соответс1вии с нормативными документами по' расчетам на прочность Здесь необходимо отметить, что, видимо, должны существовать определенные ограничения по повышению исходной прочности металла, поскольку, с одной стороны, повышение исходной прочности способствует снижению металлоемкости оборудования, с другой стороны - повышается степень механохимической повреждаемости их конструктивных элементов и, соответственно, снижается их ресурс Наряду с этим, повышение исходной прочности металла снижает характеристики технологичности оборудования и трубопроводов, например свариваемость и др

Повышение жесткости напряженного состояния, характеризуемого параметром ч;0(ш0), способствует снижению относительной долговечности конструктивных элементов

Ф.

0,95 09

0.7<

Ii к. = 14 \ к - 1.эт

II II \

II II \

II

025

0,75

■ по формуле (15),----эксперимент

Рисунок 10 - Зависимость фс(х)

1 Of - JlUMi Г л и » ОIÄJ1 «*м/ч

_____ -расист, • - эксперимент (Р С Заинуллин) Рисунок II - Зависимость tp(x)

Полученные зависимости <рь(х) адекватно описывают экспериментальные данные других авторов (рисунок 10)

На рисунке 11 показана зависимость tp(x) при сгр=510МПа и и„ =0,005 мм/ч. Для сравнения на этом рисунке нанесены экспериментальные данные (черные кружочки), полученные профессором P.C. Зайнулли-ным Как видно, отмечается не только качественное, но и количественное совпадение теоретических и экспериментальных данных по tp(x).

Таким образом, получены формулы для определения долговечности конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях длительного статического нагружения и механохимической коррозии.

На следующем этапе работы проведены исследования по влиянию повышенных температур на долговечность конструктивных элементов с мягкими прослойками при длительном статическом иагружении и коррозии.

Большинство опубликованных работ посвящено исследованию скорости развития повреждений в конструктивных элементах с учетом нераздельного влияния коррозионного и высокотемпературного воздействий. Многие конструктивные элементы работают в условиях одновременного действия

механических напряжений, коррозии и высокотемпературных сред

В процессе эксплуатации в таких конструктивных элементах происходит снижение их рабочего сечения вследствие реализации пластических деформаций, обусловленных действием механических напряжений Ео, высоких температур (ползучести) е„ и коррозионной среды £„. Степень повреждения рабочего сечения элемента будем оценивать глубиной Н Тогда скорость роста повреждения на основании принципа линейного суммирования можно записать (ШЛИ = (<1НЛИ)Е + (сШ/ск)п + (сШЛИХ, где (сШМ),: -степень изменения поперечного (рабочего) сечения элемента в результате мгновенного приложения внешней нагрузки, (с!Н/ск)п - скорость изменения поперечного сечения, обусловленного деформацией ползучести, (<1Н/си)к -скорость роста повреждения из-за проявления механохимической коррозии

В работе предложено кинетическое уравнение механохимической по-иреждлемосш коныруктшшых мшмешов с мш кнмн прослойками с учцюм действия повышенных температур Однако практическое применение ею пока затруднено в силу его сложности Поэтому в работе для учета влияния повышенных температур на механохимическую повреждаемость и долговечность конструктивных элементов использован упрощенный метод, практикуемый в нормативных документах по расчетам на прочность по изменению допускаемых напряжений от действия повышенных температур.

В работе для оценки влияния температурного разупрочнения металла получена следующая формула

Ф!'1 = И' М" =1" 0,75(0,002 Т)"(20) где [а]' и [а]1" - соответственно допускаемые напряжения при заданной произвольной температуре Т и при нормальной температуре 20 °С

Полученное значение ф'" по формуле (20) необходимо умножить на величину <рс в соответствующих формулах для определения долговечности конструктивных элементов с мягкими прослойками.

Ниже показана возможность расчетной оценки долговечности конст-

руктивных элементов с мягкими прослойками при пульсирующем (отнуле-вом) цикле изменения рабочего давления

Оценка циклической долговечности конструктивных элементов с мягкими прослойками производилась по коэффициенту несущей способности ф, с использованием степенного закона Бэсквина (1907 г.), модифицированного В.П Когаевым, А П Гусенковым и Н.А. Махутовым (ИМАШ РАН им А.А. Благонравова)

Для определения количества циклов нагружения до разрушения Ы,,(цикл/год) получена следующая формула:

где А = 10, ф*'1 - коэффициент температурного разупрочнения стали; ч>с -коэффициент несущей способности конструктивного элемента с мягкой прослойкой; п. - коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению; ш, - показатель степени (т„ <= 12,5).

В четвертой главе, базируясь на результатах исследований предыдущих глав, разработана методика расчета остаточного ресурса безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками. Она состоит из общих положений, расчетов предельных нагрузок разнородных конструктивных элементов, методов определения предельных нагрузок и коэффициентов несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками, расчетного определения ресурса безопасной эксплуатации при различных эксплуатационных условиях.

Разработанная методика утверждена ведущими организациями по обеспечению безопасности эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов.

(21)

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Совместная деформация разнородных металлов способствует реализации контактного упрочнения мягких прослоек, величина которого зависит от степени механической неоднородности Чем больше степень неоднородности, тем выше эффект контактного упрочнения мягких прослоек

В литературе недостаточно сведений по адекватной оценке напряженного состояния и несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками, имеющими реальную степень механической неоднородности В связи с этим имеющиеся в литературе данные по оценке характеристик безопасности эксплуатации нефтегазохимического оборудования требуют соответствующих доработок и усовершенствования

Выявлены и описаны основные закономерности напряженного и предельного состояний разнородных конструктивных элементов оборудования и трубопроводов с учетом особенностей проявления контактных эффектов упрочнения и разупрочнения их специфических участков с различной степенью механической неоднородности и относительных размеров в условиях работы, характерной оболочковым конструкциям, работающим под действием внутреннего давления.

Установлено, что существующие методы оценки особенности совместного деформирования металлов с различными механическими свойствами и геометрическими параметрами могут завышать степень контактных эффектов упрочнения мягких прослоек до двух раз и более в сравнении с данными, полученными в настоящей работе

Впервые предложена аналитическая зависимость для расчетного определения коэффициентов несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях двуосного растяжения и действия краевых моментов в области стыков элементов с различной деформационной способностью, учитывающей особенности проявления контактных эффектов с изменением их относительной толщины и степени механической неоднородности

Предложено и обосновано кинетическое уравнение механохимиче-ской повреждаемости конструктивных элементов с мягкими прослойками.

Получены формулы для расчетного определения долговечности конструктивных элементов с мягкими прослойками различной конфигурации при длительном статическом нагружении с учетом действия механохим и-ческой корразии и высоких температур В частных случаях полученные формулы подтверждаются данным и друг их авторов.

Предложена и обоснована аналитическая зависимость для расчета остаточного ресурса конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях пульсирующего изменения внутреннего давления.

Разработана методика определения остаточного ресурса конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях длительного статического и циклического нагружений в высокотемпературных коррозионных средах, позволяющая устанавливать безопасные сроки эксплуатации оборудования и трубопроводов после проведения диагностического обследования.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Расчетная оценка характеристик работоспособности конструктивных элементов с механической неоднородностью* Методические рекомевда-ции МР ОБТ 9-03 - Уфа: МНИД «БЭСТС», 20ЦЗ -16с.

2. Антипов Ю Н. Исследование контактных эффектов при деформировании разнородных конструктивных элементов нефтегазового оборудования // Мониторинг и безопасность трубопроводных систем. - Уфа, 2006. - С. 5-12.

3 Антипов Ю.Н. Определение ресурса конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях длительного статического нагружения, коррозии и повышенных температур //Мониторинг и безопасность трубопроводных систем. -Уфа, 2006. - С. 13-18.

4. Абдуллин Л Р., Антипов Ю Н, Шайхулов С Ф. Технология ремонт-

г

но-сварочных работ с применением комбинированных швов. Стандарт предприятия.СТП 14)7 -Сапавагг ОАО«Салаватнефтемаш»,2006 -7с

5 Повышение безопасности эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов регулированием параметров механической неоднородности их конструктивных элементов. Стандарт предприятия СТП 3-07 / JI.P Абдуллин, Ю Н Антипов, С Ф Шайхулов. - Салаваг: ОАО«Салаватнефтемаш», 2006 -16 с.

6 Основы нормирования характеристик безопасности нефтегазового оборудования и трубопроводов с учетом механохимической неоднородности конструктивных элементов / Л.П. Худякова, ЮН Антипов, А А Халимов, С.Ф Шайхулов -Уфа,2006 -50с

7 Худякова Л.П, Спащенко А Ю, Антипов Ю Н. Оценка степени опасности стресс-коррозионных трещин / НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов».-2007. - № 3 (69). - С 39-41

8 Антипов ЮН., Шайхулов С.Ф., Спащенко А.Ю. Определение ресурса нефтепромыслового оборудования в условиях пульсирующего давления коррозионных рабочих сред // Нефтепромысловое дело - 2007 — № 8 -С 46-48

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

10. Гумеров А Г, Антипов ЮН. Определение остаточного ресурса разнородных конструктивных элементов оборудования нефтегазовой отрасли // Материалы Между народного форум а «Нефтегасервие-2007» - Уфа. 2007. -С 98-100

Фонд содействия развитию научных исследований Подписано к печати 15 10 2007 г Бумага писчая Заказ № Тираж 100 экз. Ротапринт ГУП «ИПТЭР», 450055, г Уфа, проспект Октября, 144/3

1.1 1.

Глава

2.1 2.

2.3 Глава

СОДЕРЖАНИЕ

РОЛЬ МЯГКИХ ПРОСЛОЕК ПРИ ОЦЕНКЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ 8

Базовые элементы с мягкими прослойками и особенности их напряженного состояния 8

Существующие методы расчета характеристик безопасности базовых конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками 17

Выводы по главе 1 36

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ КОНТАКТНЫХ ЭФФЕКТОВ УПРОЧНЕНИЯ И РАЗУПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПОГРАНИЧНЫХ ЗОН РАЗНОРОДНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ 37

Напряженное и предельное состояния мягких прослоек разнородн ых конструкт йен ых элементов в условиях 3 7

Особенности оценки коэффициентов несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях плоской деформации 58

Контактные эффекты при действии краевых моментов 66

Выводы по главе 2 74

РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОГНОЗИРУЕМОГО И ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСОВ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ С МЯГКИМИ ПРОСЛОЙКАМИ В УСЛОВИЯХ 75

ДЛИТЕЛЬНОГО СТАТИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ, КОРРОЗИИ, ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР И ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Определение долговечности конструктивных элементов с мягкими прослойками при длительном статическом 75 нагружении и коррозии

Влияние повышенных температур на долговечность конструктивных элементов с мягкими прослойками 90

Особенности оценки прогнозируемого и остаточного ресурсов конструктивных элементов с мягкими прослойками при циклическом нагружении 95

Выводы по главе 3 103

Глава 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА РЕСУРСА

БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕГАЗОВОГО 104

ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ С МЯГКИМИ ПРОСЛОЙКАМИ

4.1 Общие положения 104

4.2 Расчеты предельных нагрузок конструктивных элементов 105

4.3 Определение предельных нагрузок и коэффициентов несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками 108

4.4 Расчетное определение ресурса безопасной эксплуатации конструктивных элементов с мягкими прослойками при длительном статическом нагружении и коррозии 112

4.5 Расчеты ресурса конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях пульсирующего цикла изменения давления 115

4.6 Особенности определения прогнозируемого и остаточного ресурсов конструктивных элементов с мягкими прослойками при повышенных температурах и коррозии 116

Выводы по главе 4 116

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ 117

Библиографический список использованной литературы 119

ВВЕДЕНИЕ

Выполнение операций термического воздействия при производстве и ремонте нефтегазового оборудования и трубопроводов обусловливает механическую неоднородность металла конструктивных элементов. Выраженной механической неоднородностью обладают сварные соединения из термоупрочненных и закаливающихся сталей. Причем механическая неоднородность сварных соединений может создаваться преднамеренно, например при сварке конструктивных элементов мягкими электродами и комбинированными швами с целью повышения технологической прочности.

Особую роль в работоспособности оборудования и трубопроводов, играют мягкие и твердые прослойки сварных соединений. Под «мягкими прослойками» понимаются «участки сварного соединения, имеющие пониженные прочностные характеристики по сравнению с таковыми для основного металла». «Твердые прослойки» обладают повышенными прочностными характеристиками. Однако, в большинстве случаев, они менее пластичны и более склонны к хрупкому разрушению. Сварным соединениям присуща и электрохимическая неоднородность, порождаемая теми же факторами, что и структурно-механическая неоднородность.

Существующие методы и подходы к оценке остаточного ресурса нефтегазового оборудования и трубопроводов базируются, в основном, на предположении однородности механических характеристик как в микро-, так и макрообъемах, что в ряде случаев может значительно завышать характеристики безопасности их эксплуатации в лучшем случае, а в худшем - привести к непредвиденным последствиям катастрофических разрушений. В связи с этим при оценке остаточного ресурса нефтегазового оборудования необходимо более тщательно подходить к вопросам структурно-механической неоднородности конструктивных элементов, в особенности при их работе в рабочих средах, содержащих коррозионно-активные компоненты. Решению этой сложной, актуальной и практически важной проблеме и посвящена настоящая работа.

Цель работы - разработка методов прогнозирования ресурса безопасной эксплуатации разнородных конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:

- оценка роли мягких прослоек при определении остаточного ресурса нефтегазового оборудования и трубопроводов в условиях действия статического нагружения и агрессивных сред;

- исследование закономерностей контактных эффектов упрочнения и разупрочнения металла пограничных зон разнородных конструктивных элементов;

- расчетное определение прогнозируемого и остаточного ресурсов безопасной эксплуатации конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов в условиях длительного статического нагружения, коррозии и повышенных температур;

- разработка методики расчета безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками.

Научная новизна результатов:

- выявлены и описаны основные закономерности напряженного и предельного состояний разнородных конструктивных элементов оборудования и трубопроводов с учетом особенностей проявления контактных эффектов упрочнения и разупрочнения их специфических участков с различной степенью механической неоднородности и относительных размеров в условиях работы, характерной оболочковым конструкциям, работающим под действием внутреннего давления;

- установлено, что существующие методы оценки особенностей совместного деформирования металлов с различными механическими свойствами и геометрическими параметрами могут завышать степень контактных эффектов упрочнения мягких прослоек до двух раз и более в сравнении с данными, полученными в настоящей работе;

- впервые предложена аналитическая зависимость для расчетного определения коэффициентов несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях двуосного растяжения и действия краевых моментов в области стыков элементов с различной деформационной способностью, учитывающей особенности проявления контактных эффектов с изменением их относительной толщины и степени механической неоднородности; на основании предложенного кинетического уравнения механохимической повреждаемости получены формулы для расчетного определения долговечности конструктивных элементов с мягкими прослойками различной конфигурации при длительном статическом нагружении с учетом действия механохимической коррозии и высоких температур. В частных случаях полученные формулы подтверждаются данными других авторов;

- разработана методика определения прогнозируемого конструктивного ресурса элементов с мягкими прослойками в условиях длительного статического и циклического нагружении в высокотемпературной коррозионной среде.

Практическая ценность результатов работы

1. Материалы диссертационной работы использованы при разработке методики определения прогнозируемого и остаточного ресурсов конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками.

2. Разработанная методика расчета прогнозируемого и остаточного ресурсов конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками позволяет устанавливать безопасные сроки их эксплуатации после проведения диагностического обследования.

3. Предложенные в работе научно-технические решения нашли практическое применение в ГУП «ИПТЭР» при разработке методов расчета и повышения остаточного ресурса нефтегазопроводов.

На защиту выносятся:

- закономерности контактных эффектов упрочнения и разупрочнения металла пограничных зон разнородных конструктивных элементов;

- методы расчетного определения напряженного и предельного состояний, несущей способности и долговечности конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками;

- методика расчета прогнозируемого и остаточного ресурсов конструктивных элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов с мягкими прослойками.

Методы решения поставленных задач

При выполнении исследований использованы современные и апробированные экспериментальные и теоретические методы и подходы механики твердого деформируемого тела, теории пластичности, механохимии металлов, физики твердого тела и др.

Достоверность результатов исследования

Полученные основные теоретические результаты согласуются с ранее известной закономерностью и экспериментальными данными других авторов. Некоторые результаты работы подтверждаются данными, полученными методами муаровых полос.

Апробация результатов

Основные результаты исследований, представленных в работе, докладывались на: научно-практическом семинаре «Работоспособность и технологичность нефтепромыслового оборудования и трубопроводов» (апрель 2006 г., г. Салават); научно-практическом семинаре «Диагностика и ресурс нефтегазохимического оборудования (сосуды, аппараты и трубопроводы)», посвященном 450-летию добровольного вхождения Башкирии в состав России (2007 г., МУП «ЦБЭСТС», г. Уфа);

- научном семинаре «Механика механохимического разрушения» (октябрь 2007 г., ГУП «ИПТЭР», г. Уфа).

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ

Совместная деформация разнородных металлов способствует реализации контактного упрочнения мягких прослоек, величина которого зависит от степени механической неоднородности. Чем больше степень неоднородности, тем выше эффект контактного упрочнения мягких прослоек.

В литературе недостаточно сведений по адекватной оценке напряженного состояния и несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками, имеющими реальную степень механической неоднородности. В связи с этим имеющиеся в литературе данные по оценке характеристик безопасности эксплуатации нефтегазохимического оборудования требуют соответствующих доработок и усовершенствования.

Выявлены и описаны основные закономерности напряженного и предельного состояний разнородных конструктивных элементов оборудования и трубопроводов с учетом особенностей проявления контактных эффектов упрочнения и разупрочнения их специфических участков с различной степенью механической неоднородности и относительных размеров в условиях работы, характерной для оболочковых конструкций, работающих под действием внутреннего давления.

Установлено, что существующие методы оценки особенностей совместного деформирования металлов с различными механическими свойствами и геометрическими параметрами могут завышать степень контактных эффектов упрочнения мягких прослоек до двух раз и более в сравнении с данными, полученными в настоящей работе.

Впервые предложены аналитические зависимости для расчетного определения коэффициентов несущей способности конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях двуосного растяжения и действия краевых моментов в области стыков элементов с различной деформационной способностью, учитывающие особенности проявления контактных эффектов с изменением их относительной толщины и степени механической неоднородности.

Предложено и обосновано кинетическое уравнение механохимической повреждаемости конструктивных элементов с мягкими прослойками.

Получены формулы для расчетного определения долговечности конструктивных элементов с мягкими прослойками различной конфигурации при длительном статическом нагружении с учетом действия механохимической коррозии и высоких температур. В частных случаях полученные формулы подтверждаются данными других авторов.

Предложены и обоснованы аналитические зависимости для расчетов прогнозируемого и остаточного ресурсов конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях пульсирующего изменения внутреннего давления.

Разработана методика определения прогнозируемого и остаточного ресурсов конструктивных элементов с мягкими прослойками в условиях длительного статического и циклического нагружения в высокотемпературных коррозионных средах, позволяющая устанавливать безопасные сроки эксплуатации после проведения диагностического обследования.

1. Адамович В.К., Паничкин Ю.Н. К вопросу об экстраполяции результатов испытаний на длительную прочность // Проблемы прочности (К).- 1972.-№2.-С. 32-36.

2. Андропов Л.И. Теоретическая электрохимия. М.: Высшая школа, 1969.-510 с.

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

4. Бидерман B.JI. Механика тонкостенных конструкций. М.: Машиностроение, 1977. - 448 с.

5. Бакши О.А., Ерофеев В.В., Шахматов М.В., Ярославцев С.И., Анисимов Ю.И. Влияние степени механической неоднородности на статическую прочность сварных соединений // Сварочное производство. -1983.-№4.-С. 1-4.

6. Бакши О.А. Механическая неоднородность сварных соединений. -Челябинск: ЧПИ, 1981. 56 с.

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

8. Бакиев А.В., Халимов А.Г., Зайнуллин Р.С. Афанасенко Е.А. Пути повышения качества и надежности сварного нефтехимическогооборудования из хромомолибденовых сталей // Обзорн. информация. Серия ХМ-9. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1987. - 32 с.

9. Бакиев А.В. Сварка сталей типа 15Х5М с регулированием параметров термических циклов // Техническая обработка сварных конструкций. Л., 1979. - С. 68-71.

10. Березин В.Л. Выбор технологии заплавки каверн на магистральных нефтепроводах при капитальном ремонте // Изв. вузов. М.: Нефть и газ, 1964.-№ 11.-54 с.

11. Березин В. Л. и др. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов / В.Л. Березин, К.Е. Ращепкин, Л.Г. Телегин. М.: Недра, 1973.-197 с.

12. Биргер И.А. и др. Расчет на прочность деталей машин: Справочник

13. И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. М.: Машиностроение, 1979. -702 с.

14. Бакши О.А., Зайнуллин Р.С. О снятии сварочных напряжений в сварных соединениях с механической неоднородностью приложением внешней нагрузки // Сварочное производство. 1973. - № 7. - С. 10-11.

15. Бакиев А.В. Технологическое обеспечение качества функционирования нефтегазопромыслового оборудования оболочковоготипа: Автореф.д-ра техн. наук. М.: МИНХ и ГП им. И.М. Губкина,1984.-38 с.

16. Бернштейн М.А., Займовский В.А. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1979. - С. 314-325.

17. Броек Д. Основа механики разрушения. М.: Высшая школа, 1980. -368 с.

18. Бабич В.К. и др. Деформационное старение сталей / В.К. Бабич, Ю.П. Гуль, И.Е. Долженков. -М.: Металлургия, 1972. 320 с.

19. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1976. - 608 с.

20. Бородавкин П.П. Подземные магистральные трубопроводы: проектирование и строительство. М.: Недра, 1982.

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

22. Вайсберг П.М., Канайкин В.А. Комплексная система диагностики и технической инспекции газопроводов России // Безопасность трубопроводов. Докл. Междунар. конф. М., 1995. - Ч. 1. - С. 12-24.

23. Винокуров В.А. Сварочные деформации и напряжения. Методы их устранения. -М.: Машиностроение, 1968. -236 с.

24. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. - 280 с.

25. Воробьев В.А., Гумеров P.P. Оценка трещиностойкости сварных элементов оборудования газопроводов после ремонта. Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 2003. - 28 с.

26. Гумеров P.P. Совершенствование технологии ремонта конструктивных элементов магистральных газопроводов с трещинами: Автореф. . канд. техн. наук. Уфа, 2004. - 24 с.

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

28. ГОСТ 25.859-83. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках. М.: Изд-во стандартов, 1983.-30 с.

29. Гладштейн Л.И., Литвиненко Д.А. Высокопрочная строительная сталь. М.: Металлургия, 1972. - 240 с.

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

31. Гусенков А.П. Прочность при изометрическом и неизотермическом малоцикловом нагружении. М.: Наука, 1979. - 295 с.

32. Гольденблат И.И. и др. Длительная прочность в машиностроении / И.И. Гольденблат, В.П. Бажанов, В.А. Копнов. М.: Машиностроение, 1977. -248 с.

33. ГОСТ 24305 80 / СТ СЭВ-799-77. Аппараты колонные стальные сварные. Технические требования. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 7 с.

34. ГОСТ 24304 80 / СТ СЭВ - 798 - 77. Аппараты теплообменные кожухотрубчатые стальные. Технические требования. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 8 с.

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

36. Давыдов В.П., Кирьянов Ю.Г. Анализ аварийности и травматизма на предприятиях, подконтрольных Госгортехнадзору России // Безопасность труда в промышленности. 1999. - № 4. - С. 2-4.

37. Закономерности ползучей и длительной прочности / Под общ. ред. С.А. Шестерикова. -М.: Машиностроение, 1983. 10 с.

38. Зайнуллин Р.С. и др. Ресурс нефтехимического оборудования с механической неоднородностью / Р.С. Зайнуллин, О.А. Бакши,

39. Р.С. Абдуллин, А.Г. Вахитов. М.: Недра, 1998. - 268 с.

40. Зайнуллин Р.С., Бакиев А В., Халимов А.Г. Несущая способность сварных соединений из стали 15Х5М // Нефть и газ. 1978. - № 6. - С. 84-88.

41. Зайнуллин Р.С., Бакши О.А., Анисимов Ю.И. Напряженно-деформированное стояние и несущая способность двухслойной композитной мягкой прослойки // Сварочное производство. 1976. -№ 6. - С. 3-5.

42. Зайнуллин Р.С. О предельном напряженном состоянии и несущей способности многослойной композитной мягкой прослойки // Проблемы прочности. 1977. - № 3. - С. 74-76.

43. Зайнуллин Р.С., Бакиев А.В. Прочность сварных соединений с разупрочненными участками при двуосном растяжении // Сварочное производство. 1973. -№ 4. - С. 35-36.

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

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

46. Зайнуллин Р.С. и др. Оценка технического состояния и ресурса нефтегазохимического оборудования и трубопроводов / Р.С. Зайнуллин, А.Г. Гумеров, А.Г. Халимов. М.: Недра, 2004. - 286 с.

47. Зайнуллин Р.С. и др. Расчеты ресурса оборудования трубопроводовс учетом фактора времени / Р.С. Зайнуллин, А.Г. Вахитов, О.И. Тарабарин, П.Ю. Вячин. М.: Недра, 2003. - 50 с.

48. Зайнуллин Р.С., Медведев А.П., Никитин Ю.Г. и др. Определение безопасного срока эксплуатации действующих трубопроводов в условиях коррозийного износа // Прикладная механика механохимического разрушения.-2004.-№ 1.-С. 10-15.

49. Иванова B.C. и др. Синергетика и фракталы. Универсальность механохимического поведения материалов / B.C. Иванова, И.Р. Кузеев, М.М. Закирничная. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. - 363 с.

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

51. Конструирование и расчеты машин химических производств / Под ред. Э.Э. Кольмана-Иванова. М.: Машиностроение, 1985. - 408 с.

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

53. Кнотт Дж. Микромеханика разрушения и трещиностойкость // Механика разрушения. Разрушение материалов / Под ред. Д. Тэплина. М.: Мир, 1979.-С. 27-29.

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

55. Лифшиц В.И., Татаринов В.Г. Основные положения определения остаточного ресурса сосудов и аппаратов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2000. - № 8. - С. 8-10.

56. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1983. - 224 с.

57. Лобанов JI.M. и др. Основы проектирования конструкций / Л.М. Лобанов, В.И. Махненко, В.И. Труфяков. Киев: Наукова думка, 1993. Т. 1.-416 с.

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

59. Медведев В.Ф. Сбор и подготовка нефти и воды. М.: Недра, 1986. -221 с.

60. Морозов Е.М. Техническая механика разрушения. Уфа.: МНТЦ «БЭСТС», 1997.-389 с.

61. Матохин Г.В., Матохин А.В., Гридасов А.В. Диагностика и оценка остаточного ресурса элементов конструкций из низколегированных сталей // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1991. - № 3. - С. 2835.

62. Митрофанов А.В., Киченко С.Б. Расчет остаточного ресурса сосудов, работающих под давлением // Безопасность труда в промышленности. 1999. - № 12. - С. 26 -28.

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

64. Малинин Н.Н. Расчеты на ползучесть элементов машиностроительных конструкций. М.: Машиностроение, 1981.-221 с.

65. Малинин Н.Н., Хажинский Г.М. К построению теории ползучести с анизотропным упрочнением // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. -1969.- №3.

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

67. Нормы Американского общества инженеров-механиков для котлов и сосудов высокого давления. М.: ЦНИИавтомининформ, 1974. - Вып. 4.

68. Нормы расчета на прочность элементов реакторов, парогенераторов, сосудов и трубопроводов атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок. М.: Металлургия, 1973. - 408 с.

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

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

71. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энерготехнических установок. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 525 с.78. 165 Нотт Дж. Основа механики разрушения. М.: Металлургия, 1978.-256с.

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

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

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

75. ОСТ 26-291-79. Сосуды и аппараты стальные сварные: Технические требования. М.: Минхиммаш, 1981. - 296 с.

76. Нахалов В. А. Надежность швов труб теплоэнергетических установок. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 184 с.

77. Пуарье Ж.П. Высокотемпературная пластичность кристаллических тел. М.: Металлургия, 1982. - 272 с.

78. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966.-222 с.

79. Работнов Ю.Н., Милейко С.Т. Кратковременная ползучесть. М.: Наука, 1970.-220 с.

80. Ржаницын А.Р. Теория ползучести. М.: Стройиздат, 1968. - 416 с.

81. РД 0385-95. Правила сертификации поднадзорной продукции для потенциально опасных промышленных производств, объектов и работ. М.: Госгортехнадзор России, 1995. - 8 с.

82. РД 39-014103-334-86. Инструкция по отбраковке труб при капитальном ремонте нефтепроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1986. - 9 с.

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

84. РД 39-0147103-387-87. Методика определения трещиностойкости материала труб нефтепроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1987. - 35 с.

85. Расчет на прочность деталей машин: Справочник / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич и др. М.: Машиностроение, 1979. - 702 с.

86. РД 153-112 ТНП-027-97. Инструкция по капитальному ремонту нефтепродуктопроводов диаметром 100-720 мм в зимних условиях. М.: Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1997. - 70 с.

87. РД 153-39.4-041-99. Правила технической эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов. М: Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1999. - 163 с.

88. РД 153-39.4-052-00. Инструкция по ремонту действующих нефтепродуктопроводов с помощью композитных спиральных муфт. М.: АК «Транснефтепродукт», 2001. - С. 4-16.

89. РД 153-39.4-067-00. Методы ремонта дефектных участков действующих магистральных нефтепроводов. М.: ОАО «АК «Транснефть», ОАО «ЦТД «Диаскан», 2000. - 45 с.

90. РД 153-39.4-073-01. Типовой план ликвидации возможных аварий на магистральных нефтепродуктопроводах. М.: ОАО «ЦНИИТЭнефтехим», 2001.-229 с.

91. РД 153-39.4-074-01. Инструкция по ликвидации аварий и повреждений на подводных переходах магистральных нефтепродуктопроводах. М.: ОАО «ЦНИИТЭнефтехим», 2001. - 71 с.

92. РД 153-39.4-075-01. Правила капитального ремонта магистральных нефтепродуктопроводов на переходах через водные преграды, железные и автомобильные дороги I-IV категорий. М.: ОАО «ЦНИИТЭнефтехим»,2001.-96 с.

93. РД 39-00147105-001-92. Методика оценки работоспособности труб линейной части нефтепроводов на основе диагностической информации. -Уфа: ИПТЭР, 1992.-48 с.

94. РД 39-110-91. Инструкция по ликвидации аварий и повреждений на магистральных нефтепроводах. Уфа: ИПТЭР, 1992. - 73 с.

95. РД 39-1-62-78. Методика определения показателей надежности магистрального нефтепровода. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1978. - 64 с.

96. РД 39-30-13-77. Методика выбора вида подлежащих нормированию показателей надежности сооружений и оборудования магистрального нефтепровода на стадии проектирования. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1977. - 55 с.

97. РД 39-Р-015-90. Инструкция по восстановлению несущей способности участков нефтепроводов диаметром 273-820 мм с применением высокопрочных стеклопластиков. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1991. - 82 с.

98. РД 153-112-014-97. Инструкция по ликвидации аварий и повреждений на магистральных нефтепродуктопроводах. М.: Нефть и газ, 1997. - 119 с.

99. РД 153-39.2-076-01. Инструкция по техническому расследованию причин аварий и повреждений магистральных нефтепродуктопроводов, учету аварий и повреждений и списанию безвозвратных потерь нефтепродуктов. М.: ОАО «ЦНИИТЭнефтехим», 2001. - 90 с.

100. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник // Под ред. В.И. Мяченкова. М.: Машиностроение, 1989. - 520 с.

101. Рахмилевич 3.3. и др. Справочник механика химических и нефтехимических производств / 3.3. Рахмилевич, И.М. Радзин, С.А. Фарамазов. М.: Химия, 1985. - 592 с.

102. Романов О.Н., Никифорнин Г.Н. Механика коррозионного разрушения конструкционных металлов. М.: Металлургия, 1986. - 294 с.

103. Соколовский В.В. Теория пластичности. М.: Высшая школа, 1969.-608 с.

104. Соснин О.В. Энергетический вариант теории ползучести идлительной прочности. Ползучесть и разрушение неупрочняющихся материалов (Сообщение 1) // Проблемы прочности. 1973. - № 5. - С. 45-49.

105. Стасенко И.В. Расчет трубопроводов на ползучесть. М.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

106. Соколкин Ю.В., Шестаков П.Д. Кинетика процесса накопления циклических повреждений // Деформирование и разрушение структурно-неоднородных материалов и конструкций. Свердловск: УрО АН СССР, 1989.-С. 27-32.

107. Стеклов О.И. Мониторинг крупногабаритных сварных конструкций, эксплуатирующихся при воздействии экологически- и корро-зионно-опасных сред // Сварочное производство. 1992. - № 8. - С. 4-6.

108. Стеклов О.И. Техническая характеристика оборудования и сооружений нефтегазового и нефтегазохимического комплексов // Дефектоскопия. 1996. - № 9. - С. 113-121.

109. Стасенко И.В. Установившаяся ползучесть тонкостенной трубы в общем случае действия сил // Изв. вузов. Машиностроение. 1973. - № 7. -С. 21-25.

110. Стасенко И.В. Установившаяся ползучесть толстостенной трубы // Изв. вузов. Машиностроение. 1974. -№ 2. - С. 14-17.

111. Стасенко И.В. Поверхность постоянной мощности диссипации для тонкостенной трубы // Изв. вузов. Машиностроение. 1975. - № 5. -С. 20-24.

112. Термопрочность деталей машин / Под ред. И.А. Биргера, Б.Ф. Шорра. М.: Машиностроение, 1975. - 455 с.

113. Тайрс С., Отани Р. Теория высокотемпературной прочности материалов. -М.: Металлургия, 1986.-280 с.

114. Фарамазов С.А. Ремонт и монтаж оборудования химических нефтеперерабатывающих заводов. -М.; Химия, 1980. 312 с.

115. Фарамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация. М.: Химия, 1984. - 328 с.

116. Хапонен Н.А., Иванов Г.Л., Худошин А.А. Перспективы развитиянеразрушающего контроля // Безопасность труда в промышленности. 2001. -№1 .-С. 48-50.

117. Химченко Н.В., Бобров В.А. Неразрушающий контроль в химическом и нефтяном машиностроении. М.: Машиностроение, 1978. -264 с.

118. Халимов А.Г. Обеспечение работоспособности сварного нефтехимического оборудования из хромомолибденовых сталей мартен-ситного класса: Дисс. . д-ра техн. наук. Уфа: УГНТУ, 1997.

119. Хажинский Г.М. О теории ползучести и длительной прочности металлов // Изв. АН СССР. МТТ. 1971. - № 6. - С. 29-36.

120. Хилл Р. Математическая теория пластичности. -М.: ГТТИ, 1956.407 с.

121. Шестериков С.А. Релаксация и длительная прочность трубок при сложном нагружении // тр. ин-та / Институт механики МГУ. 1973. - № 23.

122. Ямалеев К.М., Журавлев Г.В., Надршин А.С. Изменение трещиностойкости металла труб длительно эксплуатируемых трубопроводов // Матер. III Конгресса нефтегазопромышленников России. Уфа, 2001. -С.13-15.

123. Ямалеев К.М. Старение металла труб в процессе эксплуатации нефтепроводов // Транспорт и хранение нефти. М.: ВНИИОЭНГ, 1990.

124. Ямалеев К.М. Влияние изменения физико-механических свойств труб на долговечность нефтепродуктов // Нефтяное хозяйство. 1985. - № 9. -С. 50-53.

125. Ямалеев К.М., Пауль А.В. Структурный механизм старения трубных сталей при эксплуатации нефтепроводов // Нефтяное хозяйство. 1988. -№ 11.-С.61.

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

127. Arunachalam Vr., Fullford G.D. Adsorption measurements in dilute solutions of drag-reducing polymer // Chem. Eng. Science. 1971. - V. 26.1. No. 7.-P. 1065-1073.

128. Astarita G. Possible interpretation of the mechanism of drag reduction in viscoelastics liquids // IEC Fundam. 1975. - V.4. - No. 3. - P. 354-356.

129. Beaty W.R., Carradine W.R., Hass G.R. et al. New high-performance flow improver offers alternatives to pipelines // Oil and Gas J. 1982. - V. 80. -No. 32.-P. 96-98.

130. Beaty W.R., Yohnston R.L., Kramer R.L. et al. Drag reducers increase flow in offshore pipelines without additional expansion // Oil and Gas J. 1984. -V. 82. -No. 33. -P.71-74.

131. Berretz M., Dopper J.G., Horton G.L., Husen G.J. Taps experience proves flow improvers can rise capacity // Pipeline and Gas J. 1982. - V. 209. -No. 11.-P. 11,43-44, 46.

132. Bose J.R., Olson M.K. TAPS's leak detection seeks greater precision // Oil and Gas J. 1993. - V. 91. -No. 14. -P. 43, 44, 46-48.

133. Carradine W.R., Hanna G.J., Pace G.F. High-performance flow improver for products lines // Oil and Gas J. 1983. - V. 81. - No. 32. - P. 92, 94, 96.

134. Fabula A.G., Lumley Y.L., Teylor W.D. Some interpretations of the Toms effect // Modern Developments in the Mechanics of the Continua. New York-London: Acad. Press, 1966.-P. 145-164.

135. Gadd G.E. Turbulent damping and drag reduction produced by certain additives // Nature. 1975. - V. 216. - No. 4993. - P. 463.

136. Goudy C.J.L. How flow improvers can reduce liquid line operating costs //Pipeline Ind. 1991. - V. 74. - No. 6. - P. 49-51.

137. Holt J.B. Drag reducers boots grade line throughput // Oil and Gaz J. -1981.-No. 19.- P. 272-276.

138. Jonson В., Barcki R.H. Effect of drag reduction on boundary layer turbulence // J. of Hydronautics. 1968. - V. 2. - P. 108-110.

139. Lester C.B. The basics of drag reduction // Oil and Gas J. 1985. -V. 83.-No. 5.-P. 5,51-56.

140. Lester C.B. What to expect from and how to handle commerciallyavailable drag-reducing agents // Oil and Gas J. 1985. - V. 83. - No. 10. -P. 121-122.

141. Patterson R., Abernathy F.H. Turbulent flow drag redaction and degradation witch dilute polymer solutions / J. Fluid Mech. 1970. - V. 43. - No. 4. -P. 381-384.

142. Savins J.G., Sever F.A. Drag reduction scale-up criteria // Phys. Fluids. -V.20.-No. 10.- P. 578-584.

143. Tulin M.P. Hydrodynamics aspects of macromolecular solutions // 6-th Sympos. Navol. Hydrodynamics. Washington, 1968. - P. 3-18.

144. VeertinqC.W.H. Yeckqrenze deer Rotterdam Rhein -Pipeline / Rohre-Rohrleitunqtransport. - 1965. - No. 3, 5. - P. 141-146,171-174.

145. Virk P.S. An elastic sub-Layer model for drug reduction by dilute solutions of linear macromolecules // Fluid Mech. 1971. - V. 45. - No. 3. -P. 417- 440.