автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.02, диссертация на тему:Прогнозирование рисков безопасной эксплуатации линейной части магистральных газопроводов, склонных к коррозионному растрескиванию под напряжением

На правах рукописи

Варламов Дмитрий Павлович

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РИСКОВ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ, СКЛОННЫХ К КОРРОЗИОННОМУ РАСТРЕСКИВАНИЮ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

Специальность: 05.26.02 - «Безопасность в чрезвычайных ситуациях» (нефтегазовая промышленность) (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

25 ФЕВ 2015

Москва 2014

005559399

Работа выполнена в ФГБОУ ВГЮ «Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина».

Официальные оппоненты:

Махутов Николай Андреевич, доктор технических наук, профессор, институт машиноведения имени А.А. Благонравова Российской академии наук, главный научный сотрудник.

Горицкий Виталий Михайлович, доктор технических наук, институт строительных металлоконструкций имени Н.П. Мельникова, заведующий отделом экспертизы металлов.

Гаспарянц Рубен Саргисович, доктор технических наук, ООО «ПМ Инжиниринг», президент.

Ведущая организация: ООО «Газпром ВНИИГАЗ» г. Москва.

Защита состоится «%» ju\cур>ТЯ 201.5г. в 15 час. 00 мин. в аудитории SoZ. на заседании диссертационного совета Д 212.200.06 в Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина по адресу: Ленинский просп., 65, корп. 1, Москва, ГСП-1,119991.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.

Автореферат разослан «t6 » р >>9 201-Ьг.

Объявление о защите диссертации и автореферат размещены на официальном сайте РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина http://wvvw.gubkin.ru и направлены на размещение в сети Интернет Министерства образования и науки Российской Федерации по адресу http://vak2.ed.gov.ru/

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор " """ Ревазов A.M.

2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации.

Стабильность поставки газа потребителям в Российской Федерации, странам Восточной и Западной Европы неразрывно связана с надёжностью и безопасностью работы единой системы газопроводов ОАО «Газпром». На сегодняшний день в газовой отрасли страны в эксплуатации задействованы магистральные газопроводы с преобладанием труб большого диаметра до 1420мм и высоким рабочим давлением до 7,4МПа. Особенностью работы магистральных газопроводов (МГ) является их большая протяженность. Газопроводы эксплуатируются в различных климатических регионах, на различном рельефе местности, в горах, на равнинах, пересекают большие и малые реки, проходят по болотам, оврагам, поймам рек, т.е. имеют место постоянно изменяющиеся технологические параметры и геолого-физические факторы внешнего воздействия.

Для поддержания безопасной эксплуатации и надёжной работоспособности системы газопроводов необходимо качественное определение их фактического технического состояния современными средствами диагностики. Следовательно, постоянно совершенствуются методики контроля труб магистральных газопроводов, беспрерывно привлекаются самые современные достижения и разработки науки и техники -тепловые, оптические, рентгеновские, различные виды жёсткого и мягкого радиационного излучения, ультразвук, вихревые токи, магнитные поля и другие методы физического металловедения. Поскольку точное местоположение опасного дефекта линейной части (ЛЧ) магистрального газопровода трудно определить многими известными методами физического металловедения, а ультразвуковая внутритрубная дефектоскопия газопроводов является слишком затратной, все силы отрасли в данный момент направлены, преимущественно, на развитие магнитной внутритрубной дефектоскопии (ВТД). В настоящий момент ВТД проведена неоднократно практически на всех участках ЛЧ МГ

(участком называется расстояние от одной компрессорной станции до другой компрессорной станции, протяженность участка порядка 100км).

Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) в настоящее время является наиболее частой причиной отказов на линейной части магистральных газопроводов. Влияние коррозионно-активной среды, колебания температуры, рабочих нагрузок и напряжения изменяют с течением времени структуру и свойства эксплуатируемого металла труб в сравнении с исходными характеристиками. Повторно-статические нагрузки при наличии геометрических (сварной шов, механические повреждения поверхности труб, коррозионные повреждения) и структурных неоднородностей (границы зерен, неметаллические включения) приводят к неизбежным повреждениям металла вследствие накопления необратимых микропластических деформаций. Увеличение плотности дислокаций и накопление повреждений - первая стадия процесса разрушения, последующими стадиями которого являются зарождение микротрещин, их стабильный рост и спонтанное разрушение. Процессы разрушения интенсифицируются в зонах двойной пластической деформации, обусловленной технологией изготовления труб (подгибка кромок для сварки и последующая калибровка), участками холодного гнутья, укладкой трубопровода с принудительным изгибом при монтаже, деформациями трубопровода, вызванными геофизическими процессами и др.

К настоящему времени не определена среда для ускоренных испытаний на КРН при статическом нагружении, адекватно учитывающая свойства различных почвенных электролитов. Качественная оценка пороговых напряжений для развития дефектов КРН возможна на основе мониторинга и анализа статистических данных внутритрубной диагностики магистральных газопроводов.

Проблемы безопасности отрасли трубопроводного транспорта являются ключевыми в энергетической безопасности России, особенно в следующих аспектах: 1) производственная безопасность, характеризующая защищенность от нарушения технических систем — аварий, катастроф, вызываемых или

сопровождаемых пожарами, взрывами, выбросами вредных веществ и т.д., а также несоблюдением норм и правил техники безопасности; 2) технологическая безопасность, рассматриваемая как защита от следующих угроз: снижение технического уровня производства, массовое устаревание техники, невосприимчивость экономики к инновациям, чрезмерная зависимость от зарубежных технологий и оборудования, снижение уровня научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ; 3) сырьевая безопасность характеризуется защищенностью от дефицита разных видов сырья и материалов, нарушений их внешних поставок, низкой эффективности их использования в народном хозяйстве, незначительного уровня самообеспечения страны и/или регионов.

Основным общепринятым показателем безопасности является риск. При проектировании и эксплуатации систем магистральных газопроводов, в первую очередь, надо иметь ввиду технические риски. Технический риск характеризуется опасностью аварий на линейной части магистральных газопроводов, происходящих из-за наличия дефектов, образовавшихся и развившихся в процессе эксплуатации. Таким образом, расчёт рисков эксплуатации газотранспортной системы России, в практическом применении, возможен только с использованием мониторинга состояния и прогноза дефектности ЛЧ МГ по результатам многократной внутритрубной диагностики, в связи с чем, тема диссертации является актуальной.

Целью диссертационной работы является решение важной научно-технической проблемы снижения рисков эксплуатации линейной части магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением.

Объект исследования - трубы линейной части протяжённой системы магистральных газопроводов России:

Трубы диаметром 1420мм 5 035 635 шт.

Трубы диаметром 1220мм 1 389 414 шт.

Трубы диаметром 1020мм 566 264 шт.

Методы исследования. Результаты представленной диссертационной работы получены на основе теоретических и экспериментальных исследований. Представленные в работе задачи решались с использованием фундаментальных положений термодинамической теории прочности, неразрушающих методов внутритрубного контроля состояния магистральных газопроводов, методов оценки стойкости материалов и конструкций к коррозии под напряжением, анализа рисков, теории вероятностей, математической статистики, дисперсионного анализа.

Научная новизна работы:

1. Выделены наиболее значимые факторы зарождения и развития дефектов КРН при длительной эксплуатации линейной части магистральных газопроводов. Определены скорости роста различных типов дефектов в различных климатических регионах при варьирующихся условиях эксплуатации. Проведена оценка влияния региональных климатических и локальных геолого-физических факторов на развитие опасных дефектов. Качественно и количественно оценено влияние толщин стенок труб, типов изготовления труб, раскладки труб по участкам, ориентации продольного сварного шва на склонность к КРН при строительстве новых и реконструкции действующих газопроводов. Установлен факт связи значительного различия в дефектности КРН труб ЛЧ МГ с различным уровнем достижимых напряжений в этих трубах и с деструкционными процессами, происходящими в металле труб и защитных покрытиях при их долговременной эксплуатации.

2. Эксплуатация ЛЧ МГ в различных климатических регионах России приводит только к отличию в «инкубационном периоде», т. е. времени до выявления первых дефектов КРН. На процесс зарождения и развития дефектов КРН региональные климатические условия влияют в очень малой мере в

отличие от локальных геолого-физических факторов, связанных с резким изменением профиля газопровода, непроектными кривыми вставками, поймами рек, оврагами, заболоченной местностью.

3. Впервые получены оценки уровня пороговых напряжений в металле труб линейной части магистральных газопроводов, приводящих к возникновению и развитию дефектов КРН. Установлен пороговый уровень напряжений, составляющий 0,6-0,7ат, приводящий к зарождению и развитию дефектов КРН на ЛЧ МГ. Определены значения напряжений, составляющие 0,7-0,8стт, приводящие к экспоненциальному росту количества дефектов КРН в двухшовных тонкостенных трубах магистральных газопроводах диаметром 1420мм.

4. Впервые вычислена основная компонента риска - вероятность отказа для каждого рассмотренного участка многониточной системы ЛЧ МГ России. Получены текущие и спрогнозированы будущие риски эксплуатации многониточной системы ЛЧ МГ России на основе мониторинга состояния и прогноза дефектности участков по результатам многократной внутритрубной дефектоскопии.

Практическая ценность работы:

- Разработана методика мониторинга дефектности и прогноза состояния участка линейной части магистрального газопровода по данным многократной внутритрубной диагностики, позволяющая своевременно плакировать ремонтно-восстановительные работы и научно обосновывать сроки проведения следующей ВТД.

- Установлена необходимость учёта склонности к зарождению и развитию дефектов КРН труб ЛЧ МГ при строительстве новых и реконструкции действующих газопроводов. Повышенной склонности к дефектам КРН можно избежать без увеличения затрат на строительство ЛЧ МГ,

при помощи правильной раскладки труб по дистанции участков и верной ориентации продольного сварного шва труб.

- Вычислены текущие и будущие риски эксплуатации ЛЧ МГ, подверженной дефектам КРН, что позволяет определить объем и первоочередность выделения средств для своевременных ремонтно-восстановительных работ, работ по капитальному ремонту, переизоляции и плановой замене труб участков ЛЧ МГ.

Защищаемые положения:

1. Методика мониторинга, статистического анализа дефектности и прогноза состояния отдельного участка ЛЧ МГ по данным многократной внутритрубной диагностики.

2. Выделение наиболее значимых факторов зарождения и развития дефектов КРН при долговременной эксплуатации линейной части магистральных газопроводов и получение оценки уровня пороговых напряжений в металле труб, приводящих к зарождению и развитию дефектов КРН.

3. Методика анализа рисков эксплуатации линейной части многониточной системы магистральных газопроводов, подверженных дефектам коррозионного растрескивания под напряжением.

Реализация результатов работы определяется проведением мониторинга дефектности и прогнозом состояния большого количества участков магистральных газопроводов и научным обоснованием периодичности проведения внутритрубной диагностики. Методика мониторинга дефектности и прогноза состояния участков ЛЧ МГ с успехом используется на протяжении более 7-ми лет в газотранспортном предприятие ООО «Газпром трансгаз Москва». Результаты работы интегрированы в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных, общероссийских, региональных и межвузовских научно-технических конференциях: Целостность и прогноз практического состояния газопроводов PITSO 2007 1-ая международная конференция, Москва 2007г; Weldex Россварка, 11-я международная специализированная выставка сварочных материалов, оборудования и технологий. Москва 2011г.; Сварочные и родственные технологии при строительстве, реконструкции и ремонте магистральных и промысловых трубопроводов. Ill научно-техническая конференция. Москва 2011г.; Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России. IX всероссийская научно-техническая конференция. Москва 2012г.; Конференция XVI System Engineering Conference, Балатонферед, Венгрия 22-23 мая 2012г.; 65-ая ежегодная международная ассамблея и международная конференция Международного института сварки, 8-13 июля 2012г, Денвер, США.; VI отраслевое совещание «Состояние и основы направления развития сварочного производства ОАО «Газпром», Москва 13-16 ноября 2012г.; Форум «Нефть Газ Промышленность» 11-ая Российская выставка с международным участием «Трубопроводные системы. Строительство, эксплуатация, ремонт», Москва 27-29 ноября 2012г.; 7-ая международная научно-техническая конференция «Диагностика оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла», Москва 19-21 февраля 2013г.

Публикации. По результатам исследований опубликованы 23 научные работы, 3 из которых являются монографиями, 15 опубликованы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы, включающего 110 наименований, из них 101 на русском языке. Работа изложена на 349 страницах машинописного текста и содержит 255 рисунков и 6 таблиц.

Во введении представлено обоснование актуальности темы диссертации, объекты и методы исследований, задачи диссертации, практическая ценность применения результатов. Показано, что проблему снижения . рисков эксплуатации JI4 МГ в той или иной мере в своих работах исследовали Антонов А.Г., Васильев Г.Г., Велиюлин И.И., Гаспарянц P.C., Иванцов О.М., Кантор М.М., Колотилов Ю.В, Короленок A.M., Махутов H.A., Митрохин М.Ю., Стеклов О.И., Сенцов С.И., Сурков Ю.П., Харионовский В.В. и др. Труды этих ученых являются основополагающими при проведении научных исследований в области обеспечения надежности магистральных трубопроводов. При этом отдельные направления требуют соответствующего развития. В частности, в большинстве существующих работ риск, как произведение вероятности отказа на возможный ущерб, вычислялся исходя из постоянных значений вероятности отказа, а при существующем развитии технологии внутритрубной диагностики, вероятность отказа может быть вычислена дифференцированно в зависимости от регионально-климатических, геолого-физических факторов, факторов наличия дефектов, и факторов, заложенных при строительстве различных участков ЛЧ МГ.

В первой главе приведены возможности технологии внутритрубной диагностики. Проанализировано зарождение и развитие дефектов коррозионного растрескивания под напряжением в магистральных газопроводах как многофакторная динамическая система.

В главе показано, что создание отечественных снарядов-дефектоскопов позволяет проводить сплошное диагностическое обследование состояния трубопроводов и делать оценку опасности обнаруженных повреждений труб. Комплекс внутритрубной дефектоскопии состоит из нескольких снарядов, каждый из которых выполняет свою функцию, позволяет производить внутреннюю очистку труб, определять профиль труб и возможность прохождения снарядов-дефектоскопов по трассе, промагничивать трубопровод, с высокой точностью выявлять характер повреждения и его местоположение.

Комплексы внутритрубной дефектоскопии не дают ложных сигналов высокой интенсивности, иными словами, практически не встречаются случаи, когда дефектоскоп указывает на наличие крупного опасного дефекта, а обследование в шурфе показывает, что серьезных дефектов нет. Применение существующих комплексов внутритрубных дефектоскопов продольного и поперечного намагничивания позволяет с высокой степенью вероятности прогнозировать состояние линейной части магистральных газопроводов на отдаленную перспективу и предоставляет возможность перейти от авральных методов работы ремонта дефектов по результатам только что проведенной ВТД к долгосрочному планированию использования материальных, технических и людских ресурсов.

Так же в главе анализируется зарождение и развитие дефектов коррозионного растрескивания под напряжением в магистральных газопроводах как многофакторная динамическая система. В результате проведённого анализа дефектности коррозионного растрескивания под напряжением установлена значимость влияния следующих факторов: -срок эксплуатации газопроводов; -диаметр труб газопроводов;

-толщина стенки труб: тонкостенные, средняя толщина и толстостенные трубы;

-способ изготовления труб: прямошовные двухшовные, одношовные и спиральношовные трубы;

-наличие продольных заводских сварных швов в прямошовных трубах; -характер распределения дефектов по периметру труб газопроводов; -раскладка труб по участку газопровода; -месторасположение дефектов по длине участка газопровода; -почвешго-климатические условия окружающей среды; -тип изоляции: битумная, плёночная и заводская.

Статистическими исследованиями установлено, что значительных по глубине и площади дефектов общей коррозии в зоне дефектов КРН не

наблюдается, имеются лишь незначительные следы коррозии. Таким образом, дефектность газопроводов в условиях нарушенного изоляционного покрытия проходит по 2-м вариантам: либо процесс вяло текущей общей коррозии, либо развитие дефектов КРН в условиях повышенного уровня напряжений в стенке трубы. Вследствие чего, особо значимым фактором следует считать целостность и плотность прилегания изоляционного покрытия труб: только при хорошей защите поверхности трубы можно ожидать уменьшения количества дефектов КРН. Применяются три основных типа изоляционного покрытия: битумная, плёночная и заводская изоляция. Качественная битумная изоляция до настоящего времени показывает удовлетворительные результаты. Труб магистральных газопроводов в нашей стране с наработкой 10-15 лет с заводским изоляционным защитным покрытием ещё нет. Плёночная изоляция, особенно намотанная в трассовых условиях, показывает плохие результаты, в принципе, её даже при ремонтных работах не следует применять, так как с окончанием ресурса её эксплуатации снова появятся очаги КРН на отремонтированных участках. Снять проблему влияния коррозионной среды возможно за счет нанесения на трубы качественного изоляционного покрытия -трехслойной полиэтиленовой заводской изоляции для новых газопроводов.

Толщина стенки труб определяет фактические напряжения от внутреннего давления и дополнительные напряжения от внешнего воздействия на трубопровод. Проблема повышенной склонности к зарождению и развитию дефектов КРН в тонкостенных трубах решается постепенной заменой тонкостенных труб на трубы с более толстыми стенками (в частности трубы с положительным допуском) в рамках программы переизоляции участков газопроводов.

Спиральношовные трубы имеют большие остаточные напряжения, образующиеся в процессе их производства. Для спиралыюшовных труб требуется обязательное проведение термообработки в процессе производства для снятия остаточных напряжений. Такая технология в настоящее время введена при производстве труб на Волжском трубном заводе (в

вышеприведенных результатах статистических исследований участвовали спиральношовные трубы, произведенные по старой технологии).

Выявленные значительные различия между прямошовными одношовными и двухшовными трубами связаны с производством труб. Жёсткие условия формовки длинного и узкого листа для двухшовных труб с последующей подгибкой кромок вносят дополнительные напряжения. Важная причина зарождения и развития дефектов КРН - зона термического влияния, которая возникает вдоль сварного продольного шва при проведении сварки трубы в заводских условиях. Кроме того, продольная протяжка с помощью роликов способствуют образованию продольных царапин и полей напряжений. Вследствие чего, проблема по снятию остаточных сверхнормативных напряжений при производстве прямошовных труб остается нерешенной и может быть решена технологическим путем.

На рис. 1. представлены результаты статистического анализа подверженности дефектам коррозионного растрескивания под напряжением магистральных газопроводов диаметром 1420мм. На рисунке представлены отдельные диаграммы для удельной подверженности труб дефектам растрескивания под напряжением, для влияния продольного сварного шва труб на склонность к образованию дефектов растрескивания под напряжением, для влияния на склонность к дефектам растрескивания под напряжением месторасположения по периметру труб, для подверженности дефектам растрескивания под напряжением труб, находящихся на разном расстоянии от начала участка магистрального газопровода. Участком магистрального газопровода на рис. 1 считается расстояние от одной компрессорной станции до другой компрессорной станции. Длины участков варьируются от в среднем от 90 до 110км. Для удобства сравнения дефектности различных участков длина участка магистрального газопровода взята в процентах.

45 I 40 ■

5 ¡30 «

£ о25

И:

е 5

„ \ о

41.14

Двухшовные

Ш Одношоеные

„ 20.99

4

13.24

10.58

4.63

15-17.5ММ 18-19.5ММ 20-24ММ Толщина стонки трубы, мм

12

,514 | 0.5,

0.5 1 1.6 г 2.5 3 3.6 4 4.6 5 6.6 6 Расстояние да продольного сварного шва, чае

! 15-17.5мм 2ш 15-17.5мм 1ш «Более 18,7мм

В)

о 5

о 3 о

о 4

г3

ъс

о 2 к>

а 1 нО

I х I' * I I I .

510152025303540455055606570758085908510 Длина участка, %

Рис. 1. Магистральные газопроводы диаметром 1420мм. а) Удельная подверженность труб КРН, б) Влияние продольного сварного шва труб на склонность к КРН, в) Распределение дефектов КРН по периметру труб, г) Распределение дефектов КРН по длине участка МГ.

Как следует из рис. 1 двухтонные тонкостенные трубы (толщиной 15,717,5мм) магистральных газопроводов наиболее подвержены образованию и развитию дефектов КРН.

В качестве рекомендаций, необходимо введение термической обработки в технологический процесс производства прямошовных труб с проведением последующих испытаний. Отработать термообработку вместе с технологическим процессом сварки или после сварки продольного шва (на ширину 500 мм, по 250 мм с обеих сторон), чтобы устранить остаточные напряжения в зоне догиба кромок и остаточные напряжения в зоне термического влияния.

Наиболее сложным решением исключения проблемы КРН является фактор влияния толщины стенки труб. В расчетную величину толщины стенки

труб заложен нормативный коэффициент запаса прочности (около 30% от проектного рабочего давления газопровода), который позволяет в течение длительного срока эксплуатации компенсировать рост напряжений от внутреннего давления и внешних воздействий. Очевидно, этот запас прочности и определяет величину инкубационного периода 12-14 лет (при исчерпании ресурса защитного плёночного покрытия), в течение которого происходит полное исчерпание сопротивления металла труб развитию дефектов КРН.

При одних и тех же условиях, но для разных толщин стенок, нагрузка на единицу площади стенки возрастает с уменьшением толщины стенки трубы.

На рис. 2 приведено сравнение толщины стенки трубы с обнаруженным дефектов КРН с толщинами рядом лежащих труб. Рассмотрены по пять труб с каждой стороны от трубы с дефектами КРН для магистральных газопроводов диаметром 1020мм, 1220мм и 1420мм.

1 £ 1 С !

1 ^ ^ ^ ^ я» ' ^

11.ro 11.60 11.50 11 Л) 1130 11.70 11.10

11.00

^ ^ ^ ^

^ ^ ^ ^ ^ & & 4? ¿¿V & &

<<Г ^ <<Г ^ ¿Р ¿Г Л<Р

В)

////У/У////

Ж/Л ******

<?V<Г<Г<Г

Рис.2 . Влияние толщин стенок уложенных труб на склонность к КРН а) МГ диаметром 1420мм, б)МГ диаметром 1220мм, в)МГ диаметром 1020мм.

Как следует из рис. 2 полностью оправдывает себя поговорка «Где тонко, там и рвётся».

Компенсация высоких напряжений возможна не только за счёт увеличения толщины стенки труб, но и за счет увеличения параметров механических свойств металла труб: пределов текучести и прочности сталей. За счёт этого достигаются высокие экономические показатели высокопрочных тонкостенных труб. Однако, за счёт влияния коэффициента концентрации напряжений, достигнутое прочностное соотношение в тонкостенных трубах легко изменяется в сторону увеличения напряжений. Вот почему тонкостенные трубы, работающие в таких условиях, приводят, как было показано выше, к избирательному зарождению и развитию дефектов КРН.

Необходимо учитывать ещё один серьёзный фактор - исчерпание ресурса защитного покрытия именно к 8-9 годам работы газопровода. После исчерпания ресурса защитного покрытия начинается доступ к поверхности металла трубы агрессивной водной среды, что приводит в местах локализации остаточных напряжений и колоний неметаллических включений к зарождению очагов КРН. При скорости 1 мм и более в год к 13-14 годам эксплуатации трещины КРН достигают глубины около 6-7 мм, затем происходит их слияние с последующим появлением магистральной трещины, вызывающей аварийный отказ.

Установлено, что повышенной дефектности КРН можно было избежать, без увеличения затрат на строительство ЛЧ МГ, правильной раскладкой труб по дистанции участка и верной ориентации продольного сварного шва труб (тонкостенные двухшовные трубы должны были укладываться только далее 40-го километра участка, продольные сварные швы прямошовных труб не должны находится в нижней образующей трубы).

Во второй главе разработана методика мониторинга и прогноза дефектности многониточной системы магистральных газопроводов по результатам многократной внутритрубной диагностики. В главе установлено,

что главная опасность дефектов КРН кроется в трудности прогнозирования мест возникновения этих повреждений и их непредсказуемом поведении. Единственным средством достоверного выявления повреждений магистральных газопроводов по механизму общей коррозии и КРН, наличия вмятин, гофр и других видов дефектов, на подземных коммуникациях является внутритрубная дефектоскопия.

За время 1999-2013 года накоплен большой объём информации по выявлению дефектов КРН на МГ, были обнаружены десятки тысяч дефектов КРН труб МГ по всем регионам России. На многих участках МГ ОАО «Газпром» внутритрубная диагностика была проведена уже трижды.

На основе мониторинга участка ЛЧ МГ выявляются зоны с большой плотностью дефектов общей коррозии и КРН. Строится прогноз развития дефектов на ближайшие 5-ть лет. Оцениваются факторы зарождения и развития дефектов КРН. Это позволяет планово вести ремонтно-восстановительные работы на участке газопровода после проведения внутритрубной диагностики.

Далее во второй главе приведен мониторинг дефектности КРН магистральных газопроводов по различным климатическим регионам России.

На рис. 3 приведена подверженность дефектам коррозионного растрескивания под напряжением многониточной системы магистральных газопроводов климатически различных регионов «Сургут» и «Поволжье». На диаграммах магистральные газопроводы, параллельно проходящие в одном коридоре обозначены как «нитка 1», «нитка 2» и т.д. Каждый участок многониточной системы (участок магистрального газопровода от одной компрессорной станции до другой компрессорной станции) разбит на 10-ти километровые зоны, в каждой из которых приведена дефектность коррозионного растрескивания под напряжением, выявленная в различные годы проведения внутритрубной диагностики. Период времени между проведением внутритрубной диагностики составил 3-5 лет.

Дефекты КРН (Шклм «0Y- O-Jímm.)

Рис.3. Распределение дефектов КРН по различным климатическим регионам «Сургут» и «Поволжье».

Установлено (рис. 3), что дефектам КРН подвержены практически все участки исследуемых ниток газопроводов диаметром 1420 мм. Дефектность КРН увеличивается от инспекции к инспекции, несмотря на проводимые работы по устранению дефектов КРН. Новые дефекты КРН обнаруживаются на таких участках, где их раньше не было, и продолжают обнаруживаться на тех участках, где дефекты КРН уже были выявлены и удалены. Установлена зональность распространения дефектов КРН по длине участков (на первой половине участков дефектов КРН значительно больше). Если на параллельных нитках соседних газопроводов разное количество дефектов КРН в одних и тех же зонах, это свидетельствует о незначительном влиянии факторов агрессивности почвы и обводненности. Выявлена опосредованная зависимость напряженного состояния вследствие сложного рельефа местности, нахождение тонкостенных труб в окружении толстостенных труб на склонность к КРН.

Основная масса труб с дефектами КРН, выявленная при проведении ВТД — это тонкостенные трубы, в особенности тонкостенные двухшовные трубы. Удельная склонность к КРН тонкостенных одношовных труб в два раза ниже, чем тонкостенных двухшовных труб. Фактор повышенного давления на первых 30% участка играет серьёзную роль в зарождении и развитии дефектов КРН на тонкостенных двухшовных трубах в газопроводах диаметра 1420мм.

После проведённых по результатам первой и второй ВТД работ по устранению дефектов КРН в третью ВТД опять выявляется большое количество неглубоких дефектов КРН, причём диапазон их распространения по участку увеличивается. Аномально большое количество дефектов КРН образуется при переходах через реки, в поймах рек, заболоченных участках, большом перепаде высот участка. Это значит, что для остановки активного процесса КРН недостаточно только выполнять работы по устранению выявленных дефектов. Необходимо восстанавливать качественную изоляцию и при ремонте менять тонкостенные трубы на трубы с более толстыми стенками.

Установлено, что на качественный механизм зарождения и развития дефектов КРН региональные климатические условия влияют в очень малой мере, и связаны только с временем эксплуатации ЛЧ МГ до зарождения первых дефектов КРН, то есть до момента исчерпания изоляционным покрытием своих защитных свойств. Выделены и локализованы зоны участков ЛЧ МГ с большой плотностью опасных дефектов.

В третьей главе произведён прогноз состояния многониточной системы магистральных газопроводов Западной Сибири, Урала, Поволжья и Центрального региона России. Разработана методика прогнозирования опасных зон многониточной системы магистральных газопроводов. Прогноз включает в себя оценку опасности выявленных дефектов. В прогнозе рассмотрены дефекты общей коррозии, по которым установлены значимые для каждого из четырёх регионов факты. Максимальное количество дефектов общей коррозии наблюдается на газопроводах Западной Сибири, где оно только нарастает с

течением времени. На Урале наблюдается уменьшение дефектов общей коррозии. В Поволжье максимумы ио количеству дефектов общей коррозии на отдельных участках связаны с прохождением газопроводов в поймах рек. В Центральном регионе практически отсутствуют глубокие дефекты общей коррозии. При проведении в регионе Западная Сибирь последней инспекции зарегистрировано большое количество опасных дефектов общей коррозии. Выделяются зоны повышенной дефектности, где в 3-ю ВТД практически на каждой нитке выявлено большое количество опасных дефектов общей коррозии, которые не допускают эксплуатацию газопроводов при проектном давлении. В регионе Урал опасные дефекты общей коррозии сконцентрированы в зоне Уральских гор. Количество опасных дефектов общей коррозии выросло к последней ВТД. В регионе Поволжье опасные дефекты общей коррозии выявляются часто в серединах участков, что является следствием прохождения ниток газопроводов в поймах рек. После 2-ой ВТД количество опасных дефектов общей коррозии снизили проведением ремоптно-восстановительных работ. В Центральном регионе опасных дефектов общей коррозии в 3-ю ВТД выявлено мало, что позволяет сделать благоприятный прогноз.

Спрогнозировано развитие дефектов общей коррозии и КРН на ближайшие 5 лет, строящееся на полученных скоростях роста дефектов общей коррозии и КРН в климатически-различных регионах России.

На рис. 4 для примера представлены скорости роста дефектов общей коррозии в регионе Поволжье, скорость роста дефектов КРН в регионе Поволжье, скорости роста дефектов общей коррозии в регионе Западная Сибирь, скорость роста дефектов КРН в регионе Западная Сибирь. Скорости роста дефектов общей коррозии получены для каждой отдельной 10-ти километровой зоны каждого участка многониточной системы магистральных газопроводов, на которых внутритрубная диагностика проводилась неоднократно.

ШШж ■ РтИШ?т——■ ]---)—

. Ц- ^ -и. 4--4--

20 а« £10 V с

____Шпъ-а I

ЦЗМ ДОЫ__Ч!^

Зап. КС4 К-С3Щ КС 2 КС! Вост. грэртюа. I I ....'"Гф- | | :Гранина

Ш-«N»1 Шй- .Щ а -

140 1 2 120 ) 100 I

Глубина менее 20%! ^ Глубина 20-40%» > ■ Глубина более 40%1

рорррррро^^аи^а^аа-кымм 01 о» -ч со <о -а К> <>> « о» о> ад ^ к>

Скорость роста дефектов КРН, мм/год

Глубина менее 20%1 Ш Глубина 2СИ0%1 ■ Глубина более 40%*

шищ

гка 3

«¡¿¡р, 0,13 • • • ■! Унш

¡ШЙи-«

в) Зап. КС 14 КС 13 граница

КС 12 КС 11 КС 10 КС 9

сг 40 -20 ■ О -

Г> "

^ & (п к ч я Скорость роста дефектов КРН. мм>год

Рис.4, а) Скорости роста дефектов общей коррозии в регионе Поволжье, б) Скорость роста дефектов КРН в регионе Поволжье, в) Скорости роста дефектов общей коррозии в регионе Западная Сибирь, г) Скорость роста дефектов КРН в регионе Западная Сибирь.

В регионе Западная Сибирь прогнозируется большое количество опасных дефектов общей коррозии, которыми будут покрыты практически все нитки газопроводов, если не будут проведены своевременные ремонтно-восстановительные работы. В Уральском регионе прогнозируется стабильная ситуация по опасным дефектам общей коррозии за исключением зоны в Уральских горах.

В регионе Поволжье прогнозируется сложная ситуация в поймах рек и стабильная ситуация на остальных участках.

В Центральном регионе прогнозируется стабильно низкий уровень количества опасных дефектов общей коррозии.

В третьей главе приведена методика выявления опасных зон зарождения и развития дефектов КРН на многониточной системе магистральных

газопроводов. Дефекты КРН выявляются в 1-ю, 2-ю и 3-ю ВТД на одних и тех же зонах участка, где имеется сильное изменение профиля газопровода и уложено большое количество двухшовных тонкостенных труб. От инспекции к инспекции дефекты КРН не только зарождаются и развиваются в новых местах, но и продолжают образовываться в зонах, где были выявлены в предыдущие ВТД, несмотря на проводимое в этих зонах устранение выявленных дефектов КРН. Разработана методика выявления опасных зон для зарождения и развития дефектов КРН, основанная на сопоставлении рельефа местности, обводненности, заболоченности, раскладки труб разного типа изготовления и разной толщиной стенки, данных ВТД по наличию дефектов, позволяет с достаточной точностью локализации определять опасные для зарождения и развития дефектов КРН зоны ЛЧ МГ.

В главе установлено, что аномальные кольцевые сварные соединения являются дополнительным фактором риска развития дефектов КРН в ЛЧ МГ. Большое количество аномалий сварных соединений является не только возможностью разрушения сварного соединения, но и формирует дополнительный фактор риска зарождения и развития дефектов КРН в зоне пересечения продольных и кольцевых сварных швов трубы.

Определены скорости роста дефектов общей коррозии, составляющие 0,1-0,4мм в год, в зависимости от региона, и скорости роста дефектов КРН, составляющие 0,5-1,5мм в год.

В четвёртой главе проведён анализ рисков эксплуатации системы магистральных газопроводов, дисперсионный анализ факторов зарождения и развития дефектов КРН. Получена оценка уровня пороговых напряжений КРН в системе магистральных газопроводов.

Концепция риска в техногенной сфере появилась, когда в условиях возрастания числа потенциально опасных объектов и связанного с этим увеличения аварий и катастроф встал вопрос, какую выбрать стратегию

обеспечения безопасности объектов техногенной сферы. Сложившийся до этого детерминистский подход к обеспечению безопасности в техногенной сфере основывался на требованиях, разработанных и сформулированных в нормативных документах (ГОСТах, нормах, правилах, стандартах). Казалось, что обязательное выполнение этих требований и есть гарантия обеспечения безопасности. Но при этом не было достаточно обоснованных критериев, где должны начинаться и где должны кончаться границы выставленных детерминистских требований к потенциально опасному объекту по его защищенности от внутренних нарушений и внешних воздействий. Концепция риска должна ранжировать потенциально опасные объекты и помогать понять, где мы перестраховываемся в их защите, а где принимаем мер недостаточно. Располагаемые средства предлагается расходовать, в первую очередь, на предотвращение наиболее опасных событий (искать оптимальные пути обеспечения безопасности).

Для установления количественных оценок степени влияния различных факторов строительства и эксплуатации ЛЧ МГ произведён дисперсионный анализ факторов зарождения и развития дефектов КРН. Дисперсионный анализ основывается на возможности расчленения общей суммы квадратов центральных отклонений и соответствующего ей числа степеней свободы на отдельные составляющие, определяемые структурой дисперсионного комплекса. В случае, когда результаты измерений х^ образуют однофакторный комплекс с а градациями фактора А и повторностыо п;(1=1,2,.. .а; ]=1,2,...,п;) можно вычислить три суммы квадратов: общую сумму Ст, представляющую собой сумму квадратов отклонений отдельных ху от общего среднего

5>,

х = ^-,где лг = 2>, (1)

Сг-ЦС*,-*)1 (2)

' /

СА факториальную сумму квадратов, представляющую собой сумму квадратов отклонений частных средних хот общей средней х, взвешенных соответствующим числом повторностей п,:

СА =£/«,(*,-*)1 (3)

Сш случайную сумму квадратов, отражающую варьирование в пределах отдельных градаций фактора А и равную сумме квадратов отклонений х^ от своих частных средних х,:

Ж-*,)'

(4)

С, характеризует общее варьирование в пределах дисперсионного комплекса, связанное с влиянием на результативный признак всех возможных факторов Т как случайных, так и учитываемых. Сд — варьирование в ряду средних, которое может быть в определенной степени результатом воздействия на изучаемый признак учитываемого нами фактора А. С„ — варьирование, связанное с влиянием на результативный признак неучтённых, случайных факторов

СТ=Са+С\У (5)

Число степеней свободы, с которым вычисляется общая сумма квадратов равно Ут=Ы-1. Число степеней свободы, соответствующее факториалыюй сумме квадратов, зависит только от числа средних х,: \'л=а-1. Для С„ число степеней свободы равно объёму комплекса N за вычетом числа средних х,, т.е. а: у„=Ы-а. При делении суммы квадратов на соответствующее число степеней свободы получаются средние квадраты, называемые, соответственно общим, факториальным и случайным:

вт = (6); <2а=-~(7);е„ = -(8).

N-I а-1 И-а

В качестве показателя степени влияния изучаемого фактора на результативный признак используем так называемым внутриклассовым коэффициентом корреляции:

Рассмотрим нашу модель. Результативный признак - дефектность КРН Х(шт), факториальный признак А - толщина стенки и тип изготовления трубы, на которой были выявлены дефекты КРН. Каждый участок магистрального газопровода (от компрессорной станции до компрессорной станции), где были выявлены дефекты КРН, рассматривается как повторность исследований. Проведём дисперсиониый анализ отдельно для каждого из 4-х регионов России (Западная Сибирь, Урал, Поволжье, Центральный регион).

По региону Западная Сибирь число групп труб а=3 соответствует 23 случайным градациям фактора А (23 участка). Объём дисперсионного комплекса N=69. Результаты проведённых исследований сведены в таблицу 1.

Таблица. 1.

1 2 3 4 5 й 7 8 9 10 и 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

15.7мы2о| 0 3 6 9 1 3 13 4 7 1 8 8 и 11 5 12 2 4 10 0 7 12 3 30 1

15.7ш !ш 11 0 5 0 2 1 2 1 г 1 6 0 0 10 0 2 0 2 9 11 0 4 0

18.7мм 1 0 3 1 0 0 0 0 1 0 3 0 1 10 0 0 0 1 1 0 0 2 0

Ст-6139.91; СА=1043.22; 0^=5096.69. <2-1=90.29279; 0А=521.61; 0№=77.22258. гА=0.200129.

По региону Урал число групп труб а=3 соответствует 15 случайным градациям фактора А (15 участков). Объём дисперсионного комплекса N=45.

Результаты проведённых исследований влияния толщины стенки трубы и типа изготовления трубы на подверженность дефектам коррозионного растрескивания под напряжением в региону Урал сведены в таблицу 2.

Таблица 2.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

15.7мм

2ш 6 4 2 6 3 11 19 1 2 8 1 13 8 0 5

15.7мм

1ш 2 1 0 0 4 7 11 0 1 0 0 1 0 1 3

18.7мм 3 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2

Ст-775.2; СА=241.73; С№=533.47. <5т=17.61818; QA=120.865; Qw=12.70167. Га=0.362128.

По региону Поволжье число групп труб а=4 соответствует 10 случайным градациям фактора А (10 участков). Объём дисперсионного комплекса N=40. Результаты проведённых исследований сведены в таблицу 3.

Таблица 3.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

15.7мм

2ш 5 13 5 0 1 2 8 13 2 9

15.7мм

1ш 0 0 0 0 0 0 4 1 4 1

15.7мм

Сш 6 3 0 1 1 0 0 0 0 0

18.7мм 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0

Ст-464; Са=198.6; С\у=265.4.

0-,=11.89744; <5А=66.2; <2^7.372222.

га=0.443816.

По региону Центральный число групп труб а=4 соответствует б случайным градациям фактора А (6 участков). Объём дисперсионного комплекса N=24. Результаты проведённых исследований сведены в таблицу 4.

Таблица 4.

1 2 3 4 5 6

15.7мм

2ш 18 0 6 0 18 5

15.7мм

1ш 0 1 1 1 3 1

15.7мм

Сш 2 0 0 0 0 0

18.7мм 5 0 0 0 0 0

Ст=595.96; СА=226.13; С\у=369.83. От=25.9113; <2А=75.37667; <2№=18.4915. гА=0.338937.

В результате установлено, что толщина стенки и тип изготовления трубы влияет на дефектность коррозионного растрескивания под напряжением магистральных газопроводов от 20% до 44% в зависимости от региона. Это позволяет сделать вывод, что толщина стенки и тип изготовления трубы -основополагающий фактор зарождения и развития дефектов коррозионного растрескивания под напряжением в магистральных газопроводах России.

Далее в четвёртой главе сделана оценка уровня пороговых напряжений КРН в системе магистральных газопроводов. Статистические данные и проведенный дисперсионный анализ свидетельствуют о связи дефектности КРН с толщиной стенки трубы и типом изготовления труб магистральных газопроводов диаметра 1420мм. Значительное различие в дефектности коррозионного растрескивания под напряжением труб магистральных

газопроводов диаметром 1420мм связано с различным уровнем достижимых напряжений в этих трубах и вытекает из деструкционных процессов, происходящих в металле труб и защитных покрытий при их старении. На рис.5 представлена статистически полученная оценка уровня пороговых напряжений для труб МГ диаметром 1420мм.

£

о 40 X Л О. ir

б)

0.66 0.68 0.70 0.72 0.74 0.76 Напряжения/Предел текучести

о 30 ^ 20 10

0.60 0.62 0.64 0.66 0.66 0.70 0.72 0.74 0.76 0.78 Напряжения/Предел текучести

г)

0.66 0.6S 0.70 0.72 0.74 0.76 Напряжения/Предел текучести

Рис.5. Статистическая оценка уровня пороговых напряжений для труб МГ диаметром 1420мм (а, в - тонкостенные двухшовные, б - тонкостенные одношовные, г - толстостенные трубы).

Впервые установлен диапазон пороговых напряжений в металле труб ЛЧ МГ, приводящих к развитию дефектов КРН 0,6-0,7<тт. Установлен диапазон пороговых напряжений 0,7-0,8стт , приводящих к значительному увеличению дефектов КРН в двухшовных трубах с толщиной стенки 15,7-17,5мм ЛЧ МГ диаметром 1420мм.

Далее в четвёртой главе впервые вычислена основная компонента риска эксплуатации системы магистральных газопроводов - вероятность аварийного отказа. Получены риски эксплуатации как системы ЛЧ МГ в целом, так и отдельных участков газопровода в частности.

Рассчитывать технические риски эксплуатации системы ЛЧ МГ можно двумя путями.

Первый путь. По классической теории вероятностей, зная аварийность по годам и процент аварий, приходящийся на КРН, дефекты общей и местной коррозии, дефектные сварные кольцевые соединения, мы уже можем найти вероятность наступления чрезвычайного события (ЧС), у нас это аварийное разрушение, используя закон биномиального распределения. Биномиальное распределение или распределение Бернулли, описывает дискретные события следующего типа. Пусть некоторое испытание повторяется N раз и результаты, полученные в каждом испытании, не зависят один от другого. Пусть в каждом испытании может произойти или не произойти событие А, вероятность осуществления которого в отдельном испытании одна и та же и равна р. Такую последовательность испытаний называют последовательностью независимых испытаний по схеме Бернулли. Будем рассматривать последовательность независимых испытаний как одно сложное испытание, с которым связана случайная величина X - число появлений события А. Величина X может принимать только значения 0,1,2, .. ,,М. Закон её распределения, т.е. выражение, которое дает вероятность появления события А точно п раз при N испытаниях Р(Х=п) следующий:

где ц=(1-р) - вероятность наступления события, противоположного событию А.

Р(Х = и) = С>'У"'" (Ю),

Математическим ожиданием случайной величины, то есть сумма произведений всех возможных значений случайной величины на вероятности этих значений.

М[Х] = J] (11) - для дискретной X.

i=i

в нашем случае биномиального распределения

M[X]=Np (12)

о

Дисперсия случайной величины X й{Х) = М[Хг] = М[(Х-тх)г] (13)

то есть характеристика рассеивания, разбросанности значений случайной

величины около ее математического ожидания

D[X} = YJ(xi-mxfPi (14)

¿—I

в биномиальном распределении будет

D[X]=Npq(15).

У нас имеется 100 участков, поэтому закон биномиального распределения для N=100. В результате получаем средние значения вероятности отказа, одинаковые для всех участков системы JI4 МГ.

Второй путь. Возможна оценка рисков эксплуатации JI4 МГ путём наиболее полного использования данных дефектности, скоростей роста дефектов, прогноза состояния, анализа факторов зарождения и развития опасных дефектов на каждом участке газопровода. Полученные значения рисков эксплуатации JI4 МГ учитывают особенности эксплуатации не только отдельного участка, но и даже отдельных зон участка МГ. По данной схеме произведена совместная оценка технических и социальных рисков эксплуатации системы магистральных газопроводов.

На рис.6. приведена вычисленная вероятность наступления чрезвычайного события на каждом из участков многониточной системы магистральных газопроводов, где внутритрубная диагностика проводилась неоднократно.

я

£ О О О О ¡-ОООО Ч'оОООО е ,, ,,

¿2*22 ¿2222 с * * * * * ^ § у й Н И

псцг^ х Я п <4 V й. Я ,1 ~

4-222 ^ ч 2 2 £ ¡с * ^ 3

' 5 т 3 о

а д 2

Центральный | Поволжье | Урал | Западная Сибирь

Рис. 6. Вероятность наступления чрезвычайного события а) по данным аварийности, б) с учётом дефектов КРН, общей и местной коррозии, аномальных стыков на 6-ти ниточной системе МГ.

Установлены текущие и спрогнозированы будущие риски эксплуатации ЛЧ МГ, подверженных дефектам КРН, на базе данных мониторинга результатов многократной внутритрубной дефектоскопии, что позволяет своевременно и наиболее эффктивно проводить ремонтно-восстановительные работы и работы по капитальному ремонту, переизоляции и плановой замене участков газопроводов.

Основные результаты и выводы по работе:

В итоге проведённых исследований решена научно-техническая проблема снижения рисков эксплуатации линейной части магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением. Получены следующие основные результаты:

1. Выделены наиболее значимые факторы зарождения и развития дефектов КРН при эксплуатации линейной части магистральных газопроводов. Определены скорости роста различных типов дефектов в различных климатических регионах и при варьирующихся условиях эксплуатации. Оценено влияние региональных климатических и локальных геолого-физических факторов на развитие опасных дефектов. Качественно и количественно оценено влияние толщин стенок труб, типов изготовления труб, раскладки труб по участкам, ориентации продольного сварного шва на склонность к КРН при строительстве новых и реконструкции действующих газопроводов. Установлен факт связи значительного различия в дефектности КРН труб ЛЧ магистральных газопроводов с различным уровнем достижимых напряжений в этих трубах и с деструкционными процессами, происходящими в металле труб и защитных покрытиях при их долговременной эксплуатации;

2. Эксплуатация ЛЧ МГ в различных климатических регионах России приводит, к отличию в «инкубационном периоде», т. е. времени до выявления первых дефектов КРН. На процесс зарождения и развития дефектов КРН региональные климатические условия влияют в очень малой мере в отличие от локальных геолого-физических факторов, связанных с резким изменением профиля газопровода, непроектными кривыми вставками, поймами рек, оврагами, заболоченной местностью.

3. Впервые получены оценки уровня пороговых напряжений в металле труб линейной части магистральных газопроводов, являющиеся основной причиной возникновения и развития дефектов КРН. Установлен пороговый уровень напряжений, составляющий 0,6-0,7ат, приводящий к зарождению и развитию дефектов коррозионного растрескивания в магистральных газопроводах. Определены значения напряжений, составляющие 0,7-0,8сгт, приводящие к экспоненциальному росту количества дефектов коррозионного растрескивания в двухшовных тонкостенных трубах магистральных газопроводах диаметром 1420мм.

4. При строительстве новых и реконструкции действующих газопроводов необходимо учитывать, что повышенной склонности к дефектам КРН можно избежать без увеличения затрат на строительство ЛЧ МГ, при помощи правильной раскладки труб по дистанции участков и верной ориентации продольного сварного шва труб.

5. Впервые вычислена основная компонента риска - вероятность отказа для каждого отдельного участка многониточной системы ЛЧ МГ России. Получены текущие и спрогнозированы будущие риски многониточной системы ЛЧ МГ России на базе данных мониторинга результатов многократной внутритрубной дефектоскопии.

6. Полученные текущие и будущие риски эксплуатации ЛЧ МГ позволяют узнать объём и первоочередность выделения средств для своевременных ремонтно-восстановительных работ, капитальному ремонту, переизоляции и плановой замене труб участков ЛЧ МГ.

Основные публикации по теме диссертации:

В рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России

1. Мирошниченко, Б.И. Оценка состояния и определение срока безопасной эксплуатации газопроводов/ Б.И.Мирошниченко, Д.П.Варламов. // Газовая промышленность. - 2006. - №02. - С.48.

2. Канайкин, В.А. Мониторинг стресс-коррозионной дефектности магистральных газопроводов по данным многократных внутритрубных инспекций/ В.А.Канайкин, В.Н.Дедешко, Д.П.Варламов, М.Н.Мосягин. // Газовая промышленность. — 2008. - №06. — С. 75.

3. Канайкин, В.А. Анализ стресс-коррозионной дефектности магистральных газопроводов по результатам внутритрубной дефектоскопии/ В.А.Канайкин, Д.П.Варламов. //Дефектоскопия. - 2009. - №5. - С. 34.

4. Варламов, Д.П. Мониторинг стресс-коррозионной дефектности протяженной многониточной системы магистральных газопроводов по результатам многократной внутритрубной дефектоскопии/ Д.П.Варламов, А.Ф.Матвиенко. // Дефектоскопия. - 2010. - №12. - С.32.

5. Варламов, Д.П. Коррозионное растрескивание под напряжением и деструкционные процессы в трубах магистральных газопроводов при старении/Д.П.Варламов.// Деформация и разрушение материалов. — 2011. - №9. -С. 45.

6. Варламов, Д.П. Оценка рисков эксплуатации системы магистральных газопроводов России/ Д.П.Варламов, О.И.Стеклов.// Трубопроводный транспорт теория и практика. - 2011. - №6 (28). - С.8.

7. Варламов, Д.П. Дефекты коррозионного растрескивания в кольцевых сварных соединениях магистральных газопроводов двух климатических регионов России/Д.П.Варламов, О.И.Стеклов. // Сварочное производство. — 2012,- №2. -С.13.

8. Варламов, Д.П. Многократная внутритрубная дефектоскопия системы магистральных газопроводов двух климатических регионов России/ Д.П.Варламов, О.И.Стеклов.//Технологии машиностроения. — 2012.- №3.- С.ЗО.

9. Варламов, Д.П. Коррозионное растрескивание под напряжением как фактор риска при эксплуатации системы магистральных газопроводов России/ Д.П.Варламов, И.И.Баренбойм, О.И.Стеклов.// Территория Нефтегаз. - 2012. -№6.-С. 12.

10. Стеклов, О.И. Оценка уровня пороговых напряжений коррозионного растрескивания в системе магистральных газопроводов/ О.И.Стеклов, Д.П.Варламов.// Трубопроводный транспорт (теория и практика). - 2012. - №3 (31). - С.4.

11. Варламов, Д.П. Повышение надёжности магистральных газопроводов при использовании многократной внутритрубной дефектоскопии/ Д.П.Варламов, В.Н.Дедешко, В.А.Канайкин, О.И.Стеклов. // Автоматическая сварка. - 2012. -№3 (707). - С.28.

12. Варламов, Д.П. Безопасная эксплуатация системы магистральных газопроводов России/ Д.П.Варламов, О.И.Стеклов.// Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2012. - №2. — С.44.

13. Стеклов, О.И. Безопасная эксплуатация системы магистральных газопроводов при наличии дефектов КРН/ О.И.Стеклов, Д.П.Варламов. //Газовая промышленность. - 2013. - №01(685) - С.46.

14. Варламов, Д.П. Управление рисками эксплуатации линейной части магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением/ Д.П.Варламов, О.И.Стеклов. // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. — 2013. - №3. — С. 36.

15. Стеклов, О.И. Анализ рисков системы магистральных газопроводов России по данным мониторинга результатов внутритрубной диагностики/ О.И.Стеклов, Д.П.Варламов. //Сварочное производство. - 2013. - №9. - С.28.

Монографии

16. Варламов, Д.П. Мониторинг дефектности магистральных газопроводов/ Д.П.Варламов, В.А.Канайкин, А.Ф.Матвиенко. - Екатеринбург: УрО РАН, 2008. - 120с.

17. Варламов, Д.П. Анализ стресс-коррозионной дефектности магистральных газопроводов/ Д.П.Варламов, В.А.Канайкин, А.Ф.Матвиенко, О.И.Стеклов, С.А.Бабкин. - Екатеринбург: Уральский центр академического обслуживания, 2010. - 190с.

18. Варламов, Д.П. Мониторинг дефектности и прогноз состояния магистральных газопроводов России/ Д.П.Варламов, В.А.Канайкин, А.Ф.Матвиенко, О.И.Стеклов. - Екатеринбург: Уральский центр академического обслуживания, 2012. - 250с.

В других изданиях

19. Варламов, Д.П. Мониторинг стресс-коррозионной дефектности многониточной системы магистральных газопроводов/ Д.П.Варламов, О.И.Стеклов. // Опасные грузы и контейнеры. - 2010. - №02. - С. 22.

20. Варламов, Д.П. Мониторинг стресс-коррозионной дефектности магистральных газопроводов Западной Сибири/ Д.П.Варламов, О.И. Стеклов.// Опасные грузы и контейнеры. - 2010. - №3-4.- С. 20.

21. Стеклов, О.И. Безопасная эксплуатация системы магистральных газопроводов при наличии дефектов КРН/ О.И.Стеклов, Д.П.Варламов.// Механо-коррозионная прочность сварных соединений и конструкций: Сборник статей. — М.: издательство «Спутник+». - 2013. — С.313.

22. Варламов, Д.П. Управление рисками безопасной эксплуатации системы магистральных газопроводов России/ Д.П.Варламов, О.И.Стеклов.// Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России: IX всероссийская научно-техническая конференция: Тезисы докладов. - М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012. - С.176.

23. Стеклов, О.И. Мониторинг дефектности системы магистральных газопроводов России по результатам внутритрубной диагностики / О.И.Стеклов, Д.П.Варламов.// 7-ая международная научно-техническая конференция «Диагностика оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла»: Сборник докладов. - М.: ООО «Энергодиагностика», 2013г. - С. 50.

Подписано в печать:

18.12.2014

Заказ № 10435 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru