автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Разработка метода оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов по электромагнитным параметрам

На правах рукописи

ШАРИПКУЛОВА АЙГУЛЬ ТИМИРЬЯНОВНА

□03461258

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ ПО ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПАРАМЕТРАМ

Специальности:

05.26.03 - «Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль)» 05.02.01 - «Материаловедение (машиностроение в нефтегазовой отрасли)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ФЕВ 2309

УФА - 2009

003461258

Работа выполнена на кафедре "Машины и аппараты химических производств" Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор Кузеев Искандер Рустемович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Бугай Дмитрий Ефимович;

доктор технических наук,

профессор Абдуллин Рафиль Сайфуллович.

Ведущая организация ЗАО «Центр диагностики трубопроводов

"Интроско"» корпорации «Обнинск».

Защита состоится «13» марта 2009 года в 14-00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.05 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета. Автореферат разослан «27» января 2009 года.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Оборудование опасных производственных объектов нефтегазовой отрасли работает в условиях механических нагрузок, высоких температур и коррозионно-активных рабочих сред, инициирующих возникновение и накопление повреждений, приводящих со временем к нарушению его работоспособности. В связи с чем очень важно определять предельное состояние металла и возможность дальнейшей безопасной эксплуатации такого оборудования.

Транспортировка углеводородного сырья на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях осуществляется с помощью трубопроводных систем. В настоящее время накопленные повреждения и остаточный ресурс оборудования определяются по фактическим данным о режимах работы и действующих напряжениях, деформациях, температурах и состоянии дефектов и не учитываются изменения структуры, содержания углерода, фазового состава металла в процессе эксплуатации металлоконструкций. Поэтому работа, направленная на разработку методов оценки предельного состояния металла оборудования с учетом содержания углерода, структуры материала и вида нагружения, представляется актуальной. Разработка методов оценки ресурса безопасной эксплуатации технических устройств опасных производственных объектов является одним из приоритетных направлений специальности 05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность». Установление закономерностей и критериев оценки разрушения материалов от действия механических нагрузок относится к области исследований специальности 05.02.01 «Материаловедение». Таким образом, проблема повышения безопасной эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли путем предупреждения развития разрушения материала с учетом его структуры и содержания элементов носит междисциплинарный характер.

В настоящее время специалистами все больше внимания уделяется методам и средствам неразрушающего контроля, позволяющим оценивать уровень деградации материала с использованием косвенных параметров, для реализации которых широкое распространение получили электромагнитные методы. На сегодняшний день разработано несколько методов диагностики технического со-

стояния оборудования, основанных на использовании взаимосвязи изменения механических и электрофизических свойств металлов. Но они не позволяют однозначно идентифицировать текущее состояние из-за сложности процессов, протекающих в металле оборудования при эксплуатации, и трудоемкости обработки диагностической информации. Одним из возможных путей решения данной проблемы является подход, основанный на анализе отклика системы "электромагнитный преобразователь (ЭМП) - металл" на типовое возмущающее воздействие с применением электромагнитного метода контроля. Впервые данный подход был предложен для оценки предельного состояния металла, которое характеризовалось склонностью к хрупкому разрушению*. При этом была разработана карта динамики разрушения для стали 09Г2С, позволяющая оценивать ее предельное состояние. Однако в предложенном подходе не рассмотрены: влияние исследуемого материала (структура, содержание различных элементов), параметры входного воздействия сигнала (напряжение, частота), условия окружающей среды, вид нагружения материала и др.

Целью диссертационной работы является разработка алгоритма оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов с применением электромагнитного метода контроля с помощью карты динамики разрушения сталей, полученной на основе анализа переходных характеристик «ЭМП - металл», с учетом содержания углерода и среднего размера зерна в материале.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1 Подбор оптимальных параметров частоты входного электромагнитного воздействия для разработки карты динамики разрушения.

2 Исследование переходных характеристик сталей с разным содержанием углерода и разным размером зерна при статическом нагружении электромагнитным методом неразрушающего контроля.

3 Исследование влияния циклического нагружения стали 20 с разным размером зерна на изменение электромагнитных параметров материала.

* Баширова Э.М. Оценка предельного состояния металла оборудования для переработки углеводородного сырья с применением электромагнитного метода контроля: автореферат .... канд. техн. наук. - Уфа: УГНТУ, 2005.

4 Построение карты динамики разрушения сталей для оценки предельного состояния металла с учетом структуры материала и содержания углерода и выявление критерия предельного состояния металла.

5 Разработка метода оценки предельного состояния металла оборудования, работающего в условиях статического и циклического нагружения, по изменению его электромагнитных параметров.

Научная новизна

1 Установлены оптимальные диапазоны частоты входного электромагнитного воздействия для оценки предельного состояния сталей с учетом содержания углерода и среднего размера зерна: сталь 10 (19 мкм), сталь 20 (15 мкм) - 500800 Гц; сталь 45 и 65Г - 500-700 Гц; сталь 10 (28 мкм, 32 мкм), сталь 20 (25 мкм, 35 мкм)-400-700 Гц.

2 Показана возможность применения параметра разности значений корней характеристического уравнения [Ке,-Кео; 1т-1шо], полученных по результатам решения дифференциального уравнения системы «ЭМП - металл» для оценки предельного состояния металла оборудования. Полученный параметр позволяет определить переход металла из упругой области в упругопластическую (для тер-мообработанного и нетермообработанного металла) и из упругопластической к пластической зонам (для термообработанного материала).

3 Впервые для оценки предельного состояния металла оборудования получены карты динамики разрушения для сталей с разным содержанием углерода и размером зерна с учетом статического и усталостного нагружения.

Практическая значимость работы

Разработанная методика определения предельного состояния конструкционных материалов по деформационным картам используется в учебном процессе при проведении практических занятий по дисциплине «Разрушение конструкционных материалов в условиях переработки нефти и газа» при подготовке магистров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» на кафедре МАХП УГНТУ.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 57 - 59-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г.Уфа, 2006-2008 гг.), республиканской научно-технической конференции «Проблемы машиноведения, процессов управления и критических технологий» (г.Уфа, 2008 г.), а также на Всероссийском открытом конкурсе инновационных проектов студентов, аспирантов и молодых ученых РФ «Обеспечение промышленной безопасности на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (г.Уфа, 2007 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе имеется одна публикация в ведущем научном рецензируемом журнале.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из четырех глав, основных выводов, списка использованных источников из 135 наименований; содержит 110 страниц машинописного текста, в том числе 33 рисунков, 6 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение раскрывает актуальность выбранной темы диссертационной работы, формулирует цель и основные задачи исследований, а также отражает научную новизну выполненных исследований.

В первой главе проведен анализ аварийности на объектах нефтегазовой отрасли и рассмотрены существующие методы оценки предельного состояния и ресурса безопасной эксплуатации оборудования. Показано, что одной из причин отказов технологических трубопроводов нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий являются усталостные повреждения, обусловленные нестационарной работой технологических установок, связанной с нестабильной загрузкой сырьем. Подобные разрушения характеризуются медленным скрытым подрастанием усталостных трещин и объединением их в магистральную макротрещину, раскрытие которой может произойти внезапно и привести к аварийной ситуации.

С целью повышения промышленной безопасности для предотвращения разрушений необходимо своевременное проведение мероприятий по оценке техни-

ческого состояния оборудования и ресурса его безопасной эксплуатации. Существующие методики оценки остаточного ресурса (РД 03-421-01) условно подразделяют по следующим признакам: скорости коррозии металла; трещиностойкости металла; усталости металла и характеристикам узлов оборудования, работающих в условиях ползучести. Однако для повышения достоверности результатов данных расчетов необходима информация о степени поврежденности материала в процессе эксплуатации.

Для оценки фактического состояния металла оборудования положительно себя зарекомендовали электромагнитные методы неразрушающего контроля. Благодаря своей специфике - электрофизические свойства металлов на уровне кристаллической решетки связаны с механическими свойствами, повреждением структуры, химическим составом, режимами термообработки, упругими и пластическими деформациями - электромагнитные методы позволяют выявить не только развитые дефекты, но также зоны концентрации напряжений и элементы конструкций, у которых на уровне структуры металла произошли необратимые изменения. Поэтому каждая стадия процесса деформирования-разрушения металла в условиях действия сжимающих и растягивающих усилий, температуры может быть охарактеризована совокупностью электрофизических параметров, значения которых могут быть измерены. Таким образом, электромагнитные методы направлены не только на поиск развитых дефектов, но и на осуществление ранней диагностики, выявляя участки оборудования, наиболее предрасположенные к повреждениям.

В связи с этим приводится обзор исследовательских работ по оценке фактического состояния металла оборудования на основе анализа изменения электромагнитных свойств материала, которые направлены на повышение надежности и безопасности эксплуатации оборудования. Данному направлению посвящены работы Горкунова Э.С., Мужицкого В.Ф., Дубова A.A., Агинея Р.В., Абакумова A.A., Абакумова A.A. (мл.), Баширова М.Г., Загидуллина Р.В., Султанова М.Х, Вильда-нова Р.Г., Наумкина Е.А., Кондрашовой О.Г., Башировой Э.М. и др.

В заключении первой главы сделаны выводы о целесообразности и актуальности выбранной темы диссертационной работы.

Во второй главе работы представлены объект исследований, оборудование, методики проведения экспериментов и обработки результатов.

Технологические трубопроводы работают при различных схемах нагруже-ния, поэтому все экспериментальные исследования в работе построены по двум направлениям: при статическом и циклическом нагружении металла. В качестве материалов для исследований были выбраны конструкционные стали с разным содержанием углерода: сталь 10, сталь 20, сталь 45 и 65Г, используемые для изготовления данного оборудования. Химический состав и механические свойства сталей соответствовали ГОСТ 1577.

Эксперименты по исследованию электрофизических параметров материала проводились по предложенной Башировой Э.М. методике оценки предельного состояния материала с применением электромагнитного метода контроля. При проведении экспериментов анализировались выходные сигналы системы "ЭМП - металл", полученные при одноосном статическом растяжении и малоцикловом нагружении образцов.

Для проведения исследования электромагнитных параметров использовался измерительный комплекс, состоящий из внешнего измерительного устройства TiePie SCOPE HS801; ЭМП; персонального компьютера (ПК) и образцов. Программное сопровождение внешнего измерительного устройства обеспечивает его работу в режимах осциллографа, цифрового вольтметра, анализатора спектра, регистратора переходных процессов и функционального генератора и осуществляет связь ЭМП с ПК. На рисунке 1 представлена принципиальная схема измерения.

Для проведения исследований электромагнитных параметров на образец устанавливается проходной ЭМП. На вход системы «ЭМП - металл» генерируется ступенчатый сигнал с заданной частотой и напряжением. Выходной сигнал с исследуемого образца поступает на внешнее измерительное устройство и фиксируется на ПК. Реакция объекта на единичное ступенчатое воздействие при нулевых начальных условиях называется переходной характеристикой. Алгоритм математической обработки выходного сигнала представлен на рисунке 2.

Образец

Входное воздействие • единичный ступенчатый сигнал

11 [0. если К

I ^ Х1х"|1,если«г

Внешнее измерительное устройство ■ПеРюЭСОРЕ Нв801

ПК

Выходной сигнал с образца -переходная характеристика

Рисунок 1 - Принципиальная схема измерения электромагнитных параметров

Дифференциальное уравнение системы "ЭМП - металл"

а„ —-+ап_,-г + ...+алу = Ьк—;—(-Ь^. —:—г + ... + Ьпх

А" А""1 А* Акч

где у - выходная величина, х - воздействие на входе; а, Ь - постоянные коэффициенты; 1 • время

I 00 00 |-..

| Решение уравнения с помощью преобразований Лапласа:

I-а-а-1

Рисунок 2 - Алгоритм математической обработки выходного сигнала

Переходную характеристику, полученную с металла, можно описать дифференциальным уравнением (ДУ)

ёкх , с1кчх

с1пу сап_1у _ ^ л

скп 1 ¿Г ёГ 1

где у - воздействие, выдаваемое на выходе системы или устройства; х - воздействие, подаваемое на вход системы или устройства; а, Ь - постоянные коэффициенты; I - время.

Данное уравнение описывает взаимодействие входного и выходного сигналов ЭМП и металла с допущением, что система линейная. Наиболее удобным способом решения данного уравнения является использование методов операционного исчисления, основанного на функциональном преобразовании Лапласа. Тогда уравнение (1) в операторной форме при нулевых начальных условиях записывается в виде

(a„s" +an_1s-1 +.- + a0)-Y(s) = (bksk ч-Ь^"1 +... + b0)-X(s). (2)

При оценке динамических свойств исследуемой системы выясняют ее устойчивость. Для оценки устойчивости должна быть исследована свободная составляющая решения уравнения (2), т.е. решение однородного уравнения

(ans° +an_1s°"1 + ...+а0)-Y = 0. (3)

Общее решение уравнения определяется значениями корней s характеристического уравнения. Следует отметить, что коэффициенты уравнения (3) и, следовательно, значения его корней зависят только от свойств и параметров системы. Корни s алгебраического уравнения, как и всякие комплексные числа, удобно представлять в виде точек на комплексной плоскости.

В работе металл описывается как линейная система в пределах выполнения закона пропорциональности, т.е. до момента возникновения необратимых пластических деформаций. Переход из упругой области деформации в упругопластиче-скую и пластическую будет рассматриваться как потеря устойчивости системы, или переход металла в предельное состояние. Определение параметров передаточных функций исследуемой системы и корней характеристического уравнения производилось с помощью программ ТАУ для DOS (Simou df и Lapnew), разработанных на кафедре «Автоматизация химико-технологических процессов» УГНТУ.

Для изучения структуры материала с целью подбора режимов термообработки для получения заданных размеров зерна проводились металлографические исследования. Подготовка поверхности к исследованию микроструктуры осуществлялось на шлифовальном станке Metkon gripo 2v grinder-polisher. Для выявления микроструктуры применялось неглубокое травление, в качестве реагента использовался слабый раствор азотной кислоты. Микроструктура была исследована

на металлографическом микроскопе Метам РВ-21. Определение величины зерна металла образцов осуществлялась с помощью промышленной системы обработки и анализа изображений 81атз 600.

Образцы на статическое растяжение испытывались на разрывной машине ИР5113-100 со скоростью нагружения 1 мм/мин, переходные характеристики металла измерялись через каждые 1-2 кН приложенной нагрузки до разрушения. Исследования на малоцикловую усталость проводились на установке усталостных испытаний, разработанной на кафедре МАХП и позволяющей осуществлять нагру-жение по схеме поперечного изгиба путем вращения при консольном нагружении в упругопластической области. Для проведения исследований был разработан узел нагружения образцов. Измерения электрофизических параметров производилось через каждые 500 циклов до разрушения образцов. Схема образца для проведения исследований представлена в [5, 9]. Испытания на малоцикловую усталость проводились согласно ГОСТ 25.502, испытания на статическое растяжение - по ГОСТ 1497. Статистическая обработка результатов измерений электромагнитных параметров осуществлялась методами математической статистики и теории вероятности.

В третьей главе диссертационной работы приведены результаты исследований электромагнитных параметров металла в условиях накопления усталостных повреждений и при статическом растяжении образцов, а также исследования по изучению влияния частоты сигнала на разработку карты динамики разрушения для определения предельного состояния металла оборудования.

Для решения задачи по определению влияния частоты входного воздействия и внешней среды на разработку карты динамики разрушения сталей были проведены следующие исследования. Образцы, изготовленные из низколегированной стали 09Г2С, испытывались на статическое растяжение на открытом воздухе при комнатной температуре. Переходные характеристики были получены через каждые 1-2 кН нагрузки, для которых находились корни характеристических уравнений. На рисунке 3 показаны области, соответствующие вязкому виду разрушения и полученные для частот 400 Гц и 750 Гц по результатам решения уравнения (1).

Для сравнения эти области представлены на карте динамики разрушения сталей, полученной в работе Баширо-вой Э.М. для стали 09Г2С, где показана область упругих деформаций, соответствующая вязкому разрушению. Необходимо отметить, что данные эксперименты проводились в жидкой среде с хладагентом при температуре 20°С. Из рисунка 3 видно, что области распределения корней, полученных в результате испытаний на открытом воздухе, увеличиваются по оси мнимой части 1т и уменьшаются по оси действительной части Яе. Это объясняется влиянием внешней среды на прием информации датчиком с металла. Также из рисунка видно, что области значений при частотах 400 и 750 Гц отличаются.

Мнимая о.04 часть. 1т

* область упругих деформаций,

получена Башировой Э.М. Рисунок 3 - Области упругих деформаций и значений, полученных при разных частотах При генерировании частоты менее 400 Гц, мнимая часть корней характеристического уравнения системы «ЭМП - металл» (3) принимает нулевые значения, что не является информативным, а при частоте свыше 750 Гц переходные процессы для корней характеристических уравнений передаточной функции не соответствуют экспериментальным кривым. Таким образом, интервал значений генерируемой частоты входного воздействия для материала 09Г2С на открытом воздухе при комнатной температуре составляет 400-750 Гц.

Поэтому при разработке карты динамики разрушения необходимо оговаривать условия проведения исследований, в частности, задаваться одной генерируемой частотой. Кроме того, при рассмотрении реального объекта контроля для

оценки его предельного состояния по карте динамики разрушения необходимо задаваться аналогичной частотой.

В диссертационной работе представлен подбор оптимальных генерируемых частот для сталей 10, 20, 45 и 65Г, которые составляют 500-800 Гц, 500-800 Гц, 400-700 Гц, 400-700 Гц соответственно. Последующие эксперименты в работе проводились в пределах полученных интервалов частот для каждой стали на открытом воздухе при комнатной температуре.

На рисунке 4 показаны переходные характеристики, полученные для различных сталей без термообработки. Видно, что с увеличением содержания углерода амплитуда сигнала уменьшается.

Длительность сигнала, мкс

Рисунок 4 - Переходные характеристики для различных сталей

В ходе экспериментов, проведенных на образцах из сталей с различным содержанием углерода, были получены переходные характеристики при одноосном статическом растяжении. Сложность оценки влияния статического растяжения на результаты изменения корней характеристического уравнения, полученных по результатам решения дифференциального уравнения системы «ЭМП-металл» (1), требует введения параметра относительной разности |Дег11е0; 1т,-1т0]. Параметр представляет собой разность корней характеристического уравнения ¡-й приложенной нагрузки [Яе,; 1т,] и корней характеристического уравнения, полученных

для исходного образца без нагрузки [Re0; 1ш0]. Любое комплексное число на комплексной плоскости представляется вектором, проведенным из начала координат в эту точку, и геометрически параметр [Re,-Re0; Im,-Ini0] представляет собой разность векторов в данный момент нагрузки i и без нагрузки. На рисунке 5 показано полученное распределение параметра относительной разности [Re,-Re0; 1т;-1гп0] для материалов с разным содержанием углерода. Отрезками на рисунке 5 соединены значения, полученные для выходных сигналов, снятых до предела текучести материала.

Действительная часть, - Ивд

I - область упругого деформирования для стали 10;

II - область упругого деформирования для стали 20;

III - область упругого деформирования для стали 45; IV - область упругого деформирования для 65Г

Рисунок 5 - Распределение параметра относительной разности ^е,^е0; 1ш,-1ш0] для сталей 10,20,45 и 65Г (без термообработки)

Соединение отрезками корней характеристических уравнений, полученных для выходных сигналов с металла до достижения предела текучести металла при статическом растяжении образцов, образует карту динамики разрушения сталей. Области, обозначенные римскими цифрами I, II, III, IV, соответствуют упругому деформированию; отрезки соответствуют границе перехода металла в упругопла-стическую область, или переход материала в предельное состояние.

Материалы технологических трубопроводов могут подвергаться термической обработке как при изготовлении, так и при сварке отдельных элементов. При этом меняется внутренняя структура материала, и следовательно, результаты электромагнитного контроля для одной и той же стали тоже будут меняться. Данный факт необходимо учитывать при обработке информации, полученной при электромагнитных измерениях. Поэтому в работе были проведены исследования по выявлению характерных особенностей распределения корней характеристических уравнений переходных процессов для одного материала с разными размерами зерна.

Для выбора режимов термообработки для сталей 10 и 20 с целью получения заданных размеров зерна были вырезаны образцы из пруткового проката. Образцы были исследованы в следующих режимах: горячекатаная сталь в состоянии поставки и после отжига. Полученные данные о среднем размере в металле представлены в таблице 1, где видно, что в материалах с увеличением температуры выдержки произошло увеличение размера зерна по сравнению с образцом в состоянии поставки. В связи с этим зернам были присвоены номера: №1, 2, 3.

Таблица 1 - Размер зерна для сталей с разными режимами термообработки

Материал Режимы термообработки

Без термообработки Выдержка при 900иС в течение 33 мин, охлаждение в печи Выдержка при 1000 С в течение 20 мин, охлаждение в печи

Зерно № 1 Зерно № 2 Зерно № 3

Сталь 10 19 мкм 28 мкм 32 мкм

Сталь 20 15 мкм 25 мкм 35 мкм

На рисунке 6 показано распределение параметра относительной разности [Ке,-Ке0; 1т,-1т0] для стали 10 с термообработкой (размер зерна №2).

0.01

£

1 0,002

ж; +

0,002 □

0,003 -Л— •

же

• 0 МПа п 126 МПа Л 252 МПа Л 300 МПа Д 305 МПа

□ 340 МПа

□ 390 МПа В 433 МПа X 437 МПа' + 421 МПа' Ж 390 МПа'

Действительная часть. [ЯегРес]

переход в упругопластическую зону, переход в пластическую зону, зона перед разрушением, локализация деформаций

Рисунок 6 - Карта динамики разрушения стали 10 с термообработкой (зерно №2), полученная при статическом растяжении

Значения 0-305 МПа соответствуют упругому деформированию; 305-340МПа - упруго-пластическое деформирование (на диаграмме растяжения наблюдается площадка текучести); 340-433 МПа - по всему объему образца распространяются пластические деформации (433 МПа соответствует ав); 437-390 МПа* - зона перед разрушением, когда начинается локализация деформаций и происходит местное сужение поперечного сечения образца (* - замеры, снятые после ав). Такая картина наблюдается для всех термообработанных образцов (с размерами зерна №2 и 3). При рассмотрении термообработанных образцов за предельное состояние принимается граница перехода металла в область пластических деформаций, поскольку большое количество оборудования нефтегазовой отрасли эксплуатируется в зоне упругопластических деформаций и появлений пластических деформаций недопустимо.

Таким образом, исследование электромагнитных параметров сталей при статическом нагружении позволило выявить следующие критерии предельного состояния металла: для сталей без термообработки критерием предельного состояния принят переход в упругопластическую зону, для сталей с термообработкой критерием является переход в пластическую зону. Это связано с тем, что стали без термообработки (размер зерна №1) не имеют выраженной площадки текучести в отличие от термообработанных сталей (размер зерна №2 и 3).

При экспериментальных исследованиях, проведенных на образцах из стали 20 на малоцикловую усталость, были получены переходные характеристики для материалов с размерами зерна № 1, 2 и 3. Критерий предельного состояния определялся следующим образом. В качестве примера рассмотрим корни характеристических уравнений, полученных для образца с размером зерна №3 при разных уровнях накопленных повреждений. Корни характеристических уравнений были соединены отрезками по мере увеличения уровня поврежденности N¡/Np, на рисунке 7 представлен полученный фрагмент. Отдельно можно выделить области комплексных корней, полученные для уровня накопленных повреждений Н/Ыр =0-0,29 (1 зона); N,/1^ =0,29-0,71 (2 зона) и Н/Ыр > 0,71 (3 зона). Данный факт был принят за критерий предельного состояния.

Рисунок 7 - Фрагмент корней характеристических уравнений, полученных при различных уровнях накопления повреждений, соединенных отрезками

Оценить предельное состояние металла оборудования по малоцикловой усталости можно по карте динамики разрушения. Она была получена путем нанесения комплексных корней, полученных при испытаниях на малоцикловую усталость для стали 20 с размерами зерна №1, 2, 3 на одну комплексную плоскость (рисунок 8).

На карте выделены три области:

область А - область, соответствующая безопасной эксплуатации оборудования, выполненного из материала сталь 20, со средним размером зерна №1;

область В - область, соответствующая безопасной эксплуатации оборудования, выполненного из материала сталь 20, со средним размером зерна №2;

область С - область, соответствующая безопасной эксплуатации оборудования, выполненного из материала сталь 20, со средним размером зерна №3.

В случае если полученные корни характеристического уравнения на карте выходят за пределы области А (для зерна №1), области В (для зерна №2), области С (для зерна №3), то это означает, что металл достиг предельного состояния и эксплуатация его должна быть прекращена при подтверждении другими методами контроля. При этом критерием предельного состояния будет являться уровень накопленных повреждений Н/Ыр = 0,71.

Область, соответствующая безопасной эксплуатации оборудования со средним размером зерна №2, находится между областями, соответствующими размерам зерна №1 и 3 (рисунок 8). Такое расположение областей можно объяснить тем, что при уменьшении размера зерна ЭМП начинает воспринимать сигнал не с каждой составляющей (зерно), а с совокупности структурных составляющих (группа зерен).

В четвертой главе описан метод определения предельного состояния металла оборудования электромагнитным методом контроля по картам динамики разрушения конструкционных сталей с учетом содержания углерода в материале и среднего размера зерна. На рисунке 9 представлен алгоритм разработанного метода для технологических трубопроводов.

Рисунок 8 - Карта динамики разрушения стали 20 с разными размерами зерна, полученная при малоцикловой усталости

Действительная члсть. Re

Мнимля оо4 члсть. |ш

-0,079 -0,079 -0

378 -0,078 -0,077 -0,077 - 0,1176

-0,1)85 -0,084 -0 184 -0,0

В основу алгоритма положены следующие базовые параметры: Re, Im -корни характеристического уравнения, полученные при решении ДУ системы «ЭМП - металл» (1); [Re,-Re0; Im,-Im0] - параметр относительной разности. Согласно алгоритму, после расчета напряженно-деформированного состояния и выявления зон с максимальными действующими напряжениями, поверхность металла оборудования в указанных зонах подготавливается для проведения электромагнитного метода контроля. Затем с помощью аппаратных средств записываются переходные характеристики системы "ЭМП - металл" (выходные электромагнитные сигналы) и ведется расчет комплексных корней передаточных функций. Полученные значения корней сопоставляются со значениями корней по карте ди-

намики разрушения с учетом размера зерна и содержания углерода. Далее ведется оценка предельного состояния металла в зависимости от расположения корней на комплексной плоскости.

Рисунок 9 - Алгоритм оценки предельного состояния металла оборудования с применением электромагнитного метода контроля

Разработанный метод оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов с применением электромагнитного метода контроля направлена на повышение безопасной эксплуатации опасных производственных объектов с целью предотвращения возникновения инцидентов и аварий в нефтегазовой отрасли.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработан метод оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов, работающих в условиях статического и циклического режимов нагружения, основанный на анализе изменения электромагнитных параметров металла, по картам динамики разрушения конструкционных сталей с учетом содержания углерода и среднего размера зерна. Метод предлагается использовать в качестве дополнительного при проведении экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов нефтегазовой отрасли.

2 Разработана методика определения интервала значений частоты входного воздействия для разработки карты динамики разрушения сталей. Установлены оптимальные диапазоны значений частоты для сталей: сталь 10(19 мкм), сталь 20 (15 мкм) - 500-800 Гц; сталь 45 и 65Г - 500-700 Гц; сталь 10 (28 мкм, 32 мкм), сталь 20 (25 мкм, 35 мкм) - 400-700 Гц.

3 Получена карта динамики разрушения для сталей 10, 20, 45 и 65Г без термообработки в координатах [К.е,-Ке0; 1т-1т0] для статического нагружения, полученного по результатам измерения переходных характеристик. На карте определены две области: область, соответствующая упругому деформированию, и область, соответствующая упругопластическому деформированию. Граница перехода металла в последнюю область соответствует предельному состоянию металла.

Любое комплексное число на комплексной плоскости представляется вектором, проведенным из начала координат в эту точку, и геометрически параметр [Ке,-Яе0; 1т,-[т0] представляет собой разность векторов в данный момент нагрузки 1 и без нагрузки.

4 Получена карта динамики разрушения для термообработанных сталей 10 и 20 для статического нагружения в координатах [Ке,-Яе0; 1тг1ш0]. На карте определены области, соответствующие упругому, упругопластическому, пластическому деформированию и область непосредственно перед разрушением. Граница перехода металла в пластическую область соответствует предельному состоянию металла.

5 Предложен способ определения предельного состояния материала (на примере стали 20) по скачкообразному переходу корней характеристических уравнений на комплексной плоскости. Установлено, что для стали 20 предельным состоянием является уровень накопленных повреждений, равный 0,71.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1 Шарипкулова А. Т. Оценка технического состояния оборудования с использованием электромагнитного метода контроля / Шарипкулова А.Т., Гарюшин В.Г., Ба-широва Э.М., Наумкин Е.А. // Материалы 57-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. - 2006. - Кн.1. - С. 162.

2 Scharipkulova А.Т. Anwendung Elektromagnetischer Methode der Kontrolle für Bewertung des technischen Zustandes der Anlage / Scharipkulova A.T., Said-Battalowa T.Sch. // Материалы 57-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. - 2006. - Кн.2. - С. 223.

3 Наумкин Е.А. Влияние параметров генерируемых электромагнитных колебаний и зазора преобразователя на характер отклика сигнала от исследуемого металла / Наумкин Е.А., Шарипкулова А.Т., Догадаева Е.М., Гарюшин В.Г. // Мировое сообщество: проблемы и пути решения. - 2007. - №21. - С. 78-84.

4 Догадаева Е.М. Оценка предельного состояния металла оборудования с использованием электромагнитного метода контроля / Догадаева Е.М., Шарипкулова А.Т., Наумкин Е.А. // Материалы 58-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. - 2007. - Кн. 1. - С. 154.

5 Шарипкулова А.Т. Выбор оптимального диапазона частоты и напряжения для оценки предельного состояния материала электромагнитным методом контроля / Шарипкулова А.Т., Гарюшин В.Г., Догадаева Е.М., Наумкин Е.А. // Мировое сообщество: проблемы и пути решения. - 2007. - №22. - С. 266.

6 Кузеев И.Р. Критерии технического состояния оборудования по отклику электромагнитного сигнала / Кузеев И.Р., Шарипкулова А.Т., Наумкин Е.А. // Остаточный ресурс нефтезаводского оборудования. - 2007. - №2. - С. 101-110.

7 Шарипкулова А.Т. Оценка предельного состояния сосудов, работающих под давлением, по отклику электромагнитного сигнала / Шарипкулова А.Т., Наумкин Е.А.

// Обеспечение промышленной безопасности на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: материалы Всероссийского конкурса инновационных проектов студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Российской Федерации. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. - С. 95-99.

8 Шарипкулова А.Т. Влияние генерируемой частоты электромагнитных колебаний и зазора преобразователя на характер выходного сигнала // Нефтегазовое дело. -2008. -Т.6, №1. - С. 172-176.

9 Шарипкулова А.Т. Диагностирование оборудования по результатам измерения электрофизических параметров / Шарипкулова А.Т., Наумкин Е.А., Бикбулатов Т.Р. // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: материалы Международной научно-практической конференции.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. -С. 171-177.

10 Казачков A.B. Определение оптимальной частоты генерируемого сигнала для углеродистой стали с разными размерами зерна / Казачков A.B., Хисамутдинова Л.Т., Шарипкулова А.Т., Давыдова Е.В., Наумкин Е.А. // Материалы 59-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. - Кн. 1. - С. 175.

11 Шарипкулова А.Т. Влияние частоты сигнала на разработку карты динамики разрушения сталей // Проблемы машиноведения, процессов управления и критических технологий: материалы республиканской научно-технической конференции. -Уфа: Изд-во «Гилем», 2008. - С. 204-205.

12 Шарипкулова А.Т. Разработка метода оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов по электромагнитным параметрам / Шарипкулова А.Т., Кузеев И.Р. // Мировое сообщество: проблемы и пути решения. - 2008. - №24. - С. 104-113.

Подписано в печать 22.01.2009. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/6. Гарнитура Тайме. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 6243 Типография ООО СОП «Экспресс» Адрес типографии: 450112, г. Уфа, ул. Первомайская, 27 тел. (347) 242 55 79, e-mail: expressufa@list.ru

Введение

1 Анализ состояния безопасной эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли

1.1 Анализ аварийности на объектах нефтегазовой отрасли

1.2 Методы оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов

1.3 Электромагнитная диагностика оборудования

1.4 Применение электромагнитных методов неразрушающего контроля для оценки напряженно-деформированного состояния ме- 29 талла оборудования

Выводы по первой главе

2 / Оборудование и методики исследования влияния статического и циклического нагружения на электромагнитные параметры ме- 39 талла

2.1 Выбор материалов для исследований

2.2 Проведение исследований электромагнитных параметров металла

2.3 Установки и оборудование для проведения испытаний на усталость, статическое растяжение и металлографических исследований

2.4 Математическая обработка электромагнитных параметров металла

2.5 Определение погрешности прямых измерений 58 Выводы по второй главе

3 Влияние малоциклового и статического нагружения металла оборудования на его электромагнитные параметры, и их взаимосвязь с содержанием углерода и средним размером зерна

3.1 Выбор режимов термической обработки для получения различных размеров зерна

3.2 Влияние генерируемой частоты и внешней среды на исследование электромагнитных параметров

3.3 Исследование переходных характеристик сталей при статическом нагружении

3.4 Исследование влияния циклического нагружения на электромагнитные параметры стали

Выводы по третей главе

4 Разработка метода оценки предельного состояния металла тех' нологических трубопроводов по электромагнитным параметрам Выводы по четвертой главе

Оборудование опасных производственных объектов нефтегазовой отрасли работает в условиях механических нагрузок, высоких температур и коррозионно-активных рабочих сред, инициирующих возникновение и накопление повреждений, приводящих со временем к нарушению его работоспособности. В связи с чем очень важно определять предельное состояние металла и возможность дальнейшей безопасной эксплуатации такого оборудования.

Транспортировка углеводородного сырья на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях осуществляется с помощью трубопроводных систем. В настоящее время накопленные повреждения и остаточный ресурс оборудования определяются по фактическим данным о режимах работы и действующих напряжениях, деформациях, температурах и состоянии дефектов и не учитываются изменения структуры, содержания углерода, фазового состава металла в процессе эксплуатации металлоконструкций. Поэтому работа, направленная на разработку методов оценки предельного состояния металла оборудования с учетом содержания углерода, структуры материала и вида нагружения, представляется актуальной. Разработка методов оценки ресурса безопасной эксплуатации технических устройств опасных производственных объектов является одним из приоритетных направлений специальности 05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность». Установление закономерностей и критериев оценки разрушения материалов от действия механических нагрузок относится к области исследований специальности 05.02.01 «Материаловедение». Таким образом, проблема повышения безопасной эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли путем предупреждения развития разрушения материала с учетом его структуры и содержания элементов носит междисциплинарный характер.

В настоящее время специалистами все больше внимания уделяется методам и средствам неразрушающего контроля, позволяющим оценивать уровень деградации материала с использованием косвенных параметров, для реализации которых широкое распространение получили электромагнитные методы. На сегодняшний день разработано несколько методов диагностики технического состояния оборудования, основанных на использовании взаимосвязи изменения механических и электрофизических свойств металлов. Но они не позволяют однозначно идентифицировать текущее состояние из-за сложности процессов, протекающих в металле оборудования при эксплуатации, и трудоемкости обработки диагностической информации. Одним из возможных путей решения данной проблемы является подход, основанный на анализе отклика системы "электромагнитный преобразователь (ЭМП) - металл" на типовое возмущающее воздействие с применением электромагнитного метода контроля. Впервые данный подход был предложен для оценки предельного состояния металла, которое характеризовалось склонностью к хрупкому разрушению [15]. При этом была разработана карта динамики разрушения для стали 09Г2С, позволяющая оценивать ее предельное состояние. Однако в предложенном подходе не рассмотрены: влияние исследуемого материала (структура, содержание различных элементов), параметры входного воздействия сигнала (напряжение, частота), условия окружающей среды, вид нагружения материала и др.

Целью диссертационной работы является разработка алгоритма оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов с применением электромагнитного метода контроля с помощью карты динамики разрушения сталей, полученной на основе анализа переходных характеристик «ЭМП - металл», с учетом содержания углерода и среднего размера зерна в материале.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1 Подбор оптимальных параметров частоты входного электромагнитного воздействия для разработки карты динамики разрушения.

2 Исследование переходных характеристик сталей с разным содержанием углерода и разным размером зерна при статическом нагружении электромагнитным методом неразрушающего контроля.

3 Исследование влияния циклического нагружения стали 20 с разным размером зерна на изменение электромагнитных параметров материала.

4 Построение карты динамики разрушения сталей для оценки предельного состояния металла с учетом структуры материала и содержания углерода и выявление критерия предельного состояния металла.

5 Разработка метода оценки предельного состояния металла оборудования, работающего в условиях статического и циклического нагружения, по изменению его электромагнитных параметров.

Поставленные задачи решались с использованием экспериментальных методов исследования электромагнитных параметров металла при статическом и усталостном режимах нагружения. Для реализации электромагнитных измерений применялись внешнее измерительное устройство TiePie SCOPE HS801 и проходные электромагнитные преобразователи. В качестве исследуемых материалов была выбраны стали 10, 20, 45, 65Г.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1 Установлены оптимальные диапазоны частоты входного электромагнитного воздействия для оценки предельного состояния сталей с учетом содержания углерода и среднего размера зерна: сталь 10 (19 мкм), сталь 20 (15 мкм) - 500-800 Гц; сталь 45 и 65Г - 500-700 Гц; сталь 10 (28 мкм, 32 мкм), сталь 20 (25 мкм, 35 мкм) - 400-700 Гц.

2 Показана возможность применения параметра разности значений корней характеристического уравнения [Rei-Re0; Imrlm0], полученных по результатам решения дифференциального уравнения системы «ЭМП - металл» для оценки предельного состояния металла оборудования. Полученный параметр позволяет определить переход металла из упругой области в упруго-пластическую (для термообработанного и нетермообработанного металла) и из упругопластической к пластической зонам (для термообработанного материала).

3 Впервые для оценки предельного состояния металла оборудования получены карты динамики разрушения для сталей с разным содержанием углерода и размером зерна с учетом статического и усталостного нагружения.

Результаты исследования изменения электромагнитных характеристик металла при малоцикловом и статическом нагружениях были использованы для разработки метода оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов с применением электромагнитного метода неразрушаю-щего контроля. Главное преимущество предложенного метода заключается в возможности учета информации о материале (размер зерна, содержание углерода), вида нагруженности конструкции (статическое, малоцикловое) при оценке предельного состояния металла, что является важным этапом при определении срока безопасной эксплуатации оборудования.

Разработанная методика определения предельного состояния конструкционных материалов по деформационным картам используется в учебном процессе при проведении практических занятий по дисциплине «Разрушение конструкционных материалов в условиях переработки нефти и газа» при подготовке магистров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» на кафедре МАХП УГНТУ.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 12 работах [50, 66, 73, 97, 125-131, 134].

Автор выражает благодарность своему научному руководителю д.т.н., профессору Кузееву И.Р. и консультанту по исследовательской части к.т.н., доценту Наумкину Е.А. за оказанную помощь при постановке задач и анализе результатов исследований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработан метод оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов, работающих в условиях статического и циклического режимов нагружения, основанный на анализе изменения электромагнитных параметров металла, по картам динамики разрушения конструкционных сталей с учетом содержания углерода и среднего размера зерна. Метод предлагается использовать в качестве дополнительного при проведении экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов нефтегазовой отрасли.

2 Разработана методика определения интервала значений частоты входного воздействия для разработки карты динамики разрушения сталей. Установлены оптимальные диапазоны значений частоты для сталей: сталь 10 (19 мкм), сталь 20 (15 мкм) - 500-800 Гц; сталь 45 и 65Г - 500-700 Гц; сталь 10 (28 мкм, 32 мкм), сталь 20 (25 мкм, 35 мкм) - 400-700 Гц.

3 Получена карта динамики разрушения для сталей 10, 20, 45 и 65Г без термообработки в координатах [Re¡-Re0; 1тг1т0] для статического нагружения, полученного по результатам измерения переходных характеристик. На карте определены две области: область, соответствующая упругому деформированию, и область, соответствующая упругопластическому деформированию. Граница перехода металла в последнюю область соответствует предельному состоянию металла.

Любое комплексное число на комплексной плоскости представляется вектором, проведенным из начала координат в эту точку, и геометрически параметр [Re[-Re0; Im¡-Imo] представляет собой разность векторов в данный момент нагрузки i и без нагрузки.

4 Получена карта динамики разрушения для термообработанных сталей 10 и 20 для статического нагружения в координатах [КерКе0; 1тг1то]. На карте определены области, соответствующие упругому, упругопластическому, пластическому деформированию и область непосредственно перед разрушением. Граница перехода металла в пластическую область соответствует предельному состоянию металла.

5 Предложен способ определения предельного состояния материала (на примере стали 20) по скачкообразному переходу корней характеристических уравнений на комплексной плоскости. Установлено, что для стали 20 предельным состоянием является уровень накопленных повреждений, равный 0,71.

1. Абакумов A.A. Магнитная диагностика газонефтепроводов. М.: Энер-гоатомиздат, 2001. - 440 с.

2. Абакумов A.A. (мл.), Касатов Е.А. Система неразрушающего контроля крупногабаритных ферромагнитных объектов // Тезисы докладов V международной конференции по безопасности АЭС, г.Обнинск, ИАТЭ. 1998

3. Абдуллин И.Г. Техника эксперимента в химическом сопротивлении материалов: Учеб. пособие / Абдуллин И.Г., Агапчев В.И., Давыдов С.Н. -Уфа: Изд. УНИ, 1985. 100 с.

4. Абросимов A.A. Экология переработки углеводородных систем: Учебник / Под ред. д-ра хим. наук, проф. М.Ю. Долматова, д-ра техн. наук, проф. Е.Г. Теляшева. М.: Химия, 2002. - 608 е.: ил.

5. Агиней Р.В. Алгоритм определения механических напряжений в металле трубопроводов по коэрцитивной силе металла / Агиней Р.В., Кузьбожев A.C., Андронов И.Н. // Нефтегазовое дело. 2007. - Том 5. - №1. - С. 235-240.

6. Агиней P.B. Учет состояния материала конструкции при определении механических напряжений коэрцитиметрическим методом / Агиней Р.В., Кузьбожев A.C., Теплинский Ю.А., Андронов И.Н. // Контроль. Диагностика. -2005. №5. - С. 6-8.

7. Аязян Г.К. Пакет программ ТАУ / Руководство пользователя. Уфа, 2000. 11с.

8. Аязян Г.К. Расчет автоматических систем с типовыми алгоритмами регулирования. Уфа. 1989. 136 с.

9. Баширов М.Г. Обеспечение безопасности эксплуатации и оценка ресурса оборудования для переработки нефти электромагнитными методами диагностики: автореферат дисс. . док. тех. наук Уфа: УГНТУ, 2002.

10. Баширова Э.М. Идентификация состояния металла нефтегазового оборудования по параметрам передаточной функции / Баширова Э.М., Кузеев М.И., Кузеев И.Р. // Мировое сообщество: проблемы и пути решения. 2005. - № 17. - С. 14-29.

11. Баширова Э.М. Оценка предельного состояния металла оборудования для переработки углеводородного сырья с применением электромагнитного метода контроля: дис. . канд. техн. наук. — Уфа: УГНТУ, 2005.

12. Баширова Э.М., Оценка текущего состояния металла нефтегазового оборудования с помощью параметров передаточной функции / Баширова Э.М., Свободина H.H. // Нефтегазовое дело. 2005. -http//www.ogbus.net/authors/Bashirova/bash 1 .pdf.

13. Безлюдько Г.Я. Эксплуатационный контроль усталостного состояния и ресурса металлопродукции неразрушающим магнитным (коэцитиметри-ческим) методом. // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2003. - № 2. - С. 20-26.

14. Бида Г.В. Влияние холодной пластической деформации и последующего отжига на магнитные свойства металла с различной исходной структурой / Бида Г.В., Сажина Е.Ю. // Дефектоскопия. 2004. - № 9. - С. 5162.

15. Бида Г.В. Магнитный контроль глубины и твердости поверхностно упрочненных слов на изделиях (обзор) // Дефектоскопия. 2006. - № 5. -С. 10-28.

16. Бида Г.В. Магнитный контроль качества закаленных и отпущенных деталей из углеродистых и низколегированных сталей (обзор) // Дефектоскопия. 2006. - № 7. с. 15-27.

17. Бредихин В.М. К измерению механических напряжений электромагнитным методом / Бредихин В.М., Себко В.М., Горкунов Б.М., Сиренко H.H. // Дефектоскопия. 1994. - № 7. - С. 67-72.

18. Богданов Е. А. Основы технической диагностики нефтегазового оборудования: Учеб. пособие для вузов М.: Высш. шк. 2006. — 279 с: ил.

19. Бугай Д.Е. Коррозионностойкие стали и сплавы: учеб.пособие / Уфа: Изд. УГНТУ, 2003. 72с.

20. Веревкин А.П. Теория систем / Веревкин А.П., Кирюшин О.В. Учеб. пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. - 100 с.

21. Вильданов Р.Г. Разработка датчиков потерь на перемагничивание для контроля напряженно-деформированного состояния металлических конструкций // Контроль. Диагностика. 2008. - №10. - С.48-50.

22. Гареев А.Г. Основы обработки и визуализации экспериментальных данных: Учеб. пособие: Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. - С.82.

23. Гордиенко В.Е. О факторах, влияющих на выбор методов неразрушаю-щего контроля и надежность строительных металлоконструкций // Контроль. Диагностика. 2006. - №1. - С. 52-56.

24. Горкунов Э.С. Влияние пористости слоев на магнитные свойства многослойных ферромагнитных изделий / Митропольская С.Ю., Алексиев А. // Дефектоскопия. 2006. - №5. - С.3-9.

25. Горкунов Э.С. Влияние упругой и пластичной деформации на коэрцитивную силу пористых ферромагнитных материалов / Горкунов Э.С., Захаров В.А., Мужицкий В.Ф., Ульянов А.И., Чулкина A.A. // Дефектоскопия. 1992. - №10. - С. 3-36.

26. Горкунов Э.С. Магнитные и электромагнитные методы оценки износостойкости стальных изделий / Горкунов Э.С., Сомова В.М., Макаров A.B., Коган Л.Х., Коршунов Л.Г. // Дефектоскопия. 1995. - № 6. - С. 33-39.

27. Горкунов Э.С. Магнитные методы контроля качества поверхностного упрочнения стальных изделий / Горкунов Э.С., Лапидус Б.М. Свердловск: РИСО УНЦ АН СССР, 1986. - 56 с.

28. Горку нов Э.С. Магнитные приборы контроля структуры и механических свойств стальных и чугунных изделий // Дефектоскопия. 1992. №10.-С. 3-36.

29. Горкунов Э.С. Магнитный структурно-фазовый анализ ферромагнитных сталей и сплавов// Дефектоскопия. -1991.- №4. С. 24-56.

30. ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия М.: Изд-во стандартов, 2003. - 19с.

31. ГОСТ 1577-93 Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной качественной стали. Технические условия М.: Изд-во стандартов, 2002. - 18с.

32. ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. М.: Изд-во стандартов, 2003. - 55 с.

33. ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытания на растяжение. М.: Изд-во стандартов, 2008. - 24 с.

34. ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. М.: Изд-во стандартов, 2004. - 12 с.

35. ГОСТ 24289-80 Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 2004. - 9 с.

36. ГОСТ 25.502-79 Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. М.: Изд-во стандартов, 1985. — 32 с.

37. ГОСТ 25506-85 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойко-сти (вязкости разрушения) при статическом нагружении. М.: Изд-во стандартов, 2005. - 38 с.

38. ГОСТ 25859-83 Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках. М.: Изд-во стандартов, 1984.-36 с.

39. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 2002. - 24 с.

40. ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. М.: Изд-во стандартов, 1994. - 45с.

41. ГОСТ 8233-56 Сталь. Эталоны микроструктуры. М.: Изд-во стандартов, 2004. - 12с.

42. ГОСТ 9651-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах М.: Изд-во стандартов, 1993. - 6 с.

43. Дорофеев A.JI. Электромагнитная дефектоскопия / Дорофеев A.JL, Ка-заманов Ю.Г. М.: Машиностроение, 1980. - 232 с.

44. Дубов A.A. Проблемы оценки ресурса стареющего оборудования // Безопасность труда в промышленности. 2002. - №12 — С. 30-38.

45. Дубов A.A. Способ определения предельного состояния металла и ресурса оборудования с использованием параметров магнитной памяти металла // Контроль. Диагностика. 2004. - №1 - С. 8-16.

46. Дубов A.A. Экспресс-метод контроля сварных соединений с использованием магнитной памяти металла // Сварочное производство. 1996. -№11.-С. 33-36.

47. Жуков C.B. Исследование параметров полей механических напряжений в металлических конструкциях приборами «Комплекс-2». Сервер «Не-разрушающий контроль в России» / Жуков C.B., Копица H.H. http://www.ndt.ru/articles/dtest.shtml

48. Зайнуллин P.C. Расчеты долговечности сосудов и трубопроводов с механической неоднородностью / Зайнуллин P.C., Абдуллин P.C., Гумеро-ва Р.Г. Уфа: Издательство МНТЦ «БЭСТС», 2000. - 93 е.: ил.

49. Зайнуллин P.C. Ресурс нефтехимического оборудования с механической неоднородностью / Зайнуллин P.C., Бакши O.A., Абдуллин P.C., Вахитов А.Г. М.: Издательство «Недра», 1998. - 268 е.: ил.

50. Закирничная М.М. Анализ изменения структуры и свойств стали 20 в условиях длительной эксплуатации / Закирничная М.М., Кузеев И.Р., Бердин В.К., Кириллова Н.Ю. // Нефть и газ. 2006. - №4. - С.75-82.

51. Захаров Н.М. Обеспечение ресурса оболочковых конструкций / Захаров Н.М., Евдокимов Г.И. Под общ. ред. проф. И.Р. Кузеева. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002.- 158с.

52. Золоторевский B.C. Механические испытания и свойства металлов. М.: «Металлургия», 1974. 304с.: ил.

53. Ибрагимов И.Г. О возможности измерения напряжений в сварных швах методом потерь перемагничивания / Ибрагимов И.Г., Вильданов Р.Г. // Интернет-журнал «Нефтегазовое дело» 2005. http://www.ogbus.ru/authors/rbragimov/rbragimovl .pdf

54. Ибрагимов И.Г. Оценка напряженно-деформированного состояния резервуаров методом потерь перемагничивания / Ибрагимов И.Г., Вильданов Р.Г. // Безопасность труда в промышленности. 2004. - №7. — С. 3638.

55. Калашников С.А. Влияние условий эксплуатации на усталостную прочность оболочковых конструкций из стали 09Г2С: Дис. . канд.техн.наук. -Уфа: УГНТУ, 1998.

56. Клейменов A.B. Анализ влияния промышленных рисков на эффективность нефтегазовых проектов // Газовая промышленность. 2008. - №9. - С. 44-46.

57. Кнорозов Б.В. Технология металлов / Кнорозов Б.В., Усова Л.Ф., Третьяков A.B. М.: Металлургия, 1974. - 648с.

58. Кондрашова О.Г. Определение ресурса адаптивности нефтезаводского оборудования к накоплению повреждений металла по изменению магнитных характеристик: Дис. . канд.техн.наук. Уфа: УГНТУ, 2006.

59. Коробцов A.C. Показатели качества неразрушающего контроля // Контроль. Диагностика. 2006. - №1. - С. 32-42.

60. Кузеев И.Р. Критерии технического состояния оборудования по отклику электромагнитного сигнала / Кузеев И.Р., Шарипкулова А.Т., Наумкин Е.А. // Остаточный ресурс нефтезаводского оборудования. 2007 - №2. -С.101-110.

61. Кузеев И.Р. Оценка предельного состояния конструкционных материалов феррозондовым методом контроля / Кузеев И.Р., Наумкин Е.А., Кондрашова О.Г., Шарипкулова А.Т. // Нефтегазовое дело. Уфа: Изд. «Нефтегазовое дело», 2005. т.З. - С. 293-296.

62. Кузеев И.Р. Электромагнитная диагностика оборудования нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств / Кузеев И.Р., Баширов М.Г. Учебное пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - 294с.

63. Кулеев В.Г. Влияние механических напряжений на некоторые свойства магнитострикционных материалов / Кулеев В.Г., Бородин В.И. Теория. -ФММ, 1973, 33, вып. 2, С. 227-240.

64. Кулеев В.Г. Магнитоупругие явления в ферромагнитных сталях в малых магнитных полях, перпендикулярных направлению действия циклических растягивающих и сжимаемых напряжений / Кулеев В.Г, Ригмант М.Б. ФММ, 1995, 79, вып. 1.

65. Кулеев В.Г. Нулевые линии поля рассеяния на поверхности ферромагнитных стальных труб с дефектами / Кулеев В.Г., Дубов A.A., Лопатин В.В. // Дефектоскопия. 2002. - №5. - 62 с.

66. Кулеев В.Г. Экспериментальное изучение полей рассеяния упруго- и пластически изогнутых стальных труб в поле земли / Кулеев В.Г., Атангулова Л.В., Вида Г.В. // Дефектоскопия. 2003. - №5. - 62 с.

67. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1976. - 406с.

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

69. МДС 53—2.2004. Диагностирование стальных конструкций. М.: Изд-во стандартов, 2005. - 20 с.

70. Методика прогнозирования остаточного ресурса безопасной эксплуатации сосудов и аппаратов по изменению параметров технического состояния. 1992.

71. Михеев М.Н. Магнитные методы, структурного анализа и неразрушаю-щего контроля / Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Москва: Наука, 1993. -320с.

72. Михеев М.Н. Связь магнитных свойств со структурным состоянием вещества (физическая основа магнитного структурного анализа) / Михеев М.Н., Горкунов Э.С. //Дефектоскопия. 1981. - №8. - С. 5-22.

73. Мокроусов С.Н. Актуальные вопросы предупреждения аварий и несчастных случаев при работах на объектах нефтегазового комплекса // Бурение и нефть. 2007. - №12. - С. 42-46

74. Морозов Е.М. Техническая механика разрушения. Под общей редакцией докт. техн. наук профессора Зайнуллина P.C. Изд-во МНТЦ «БЭСТС», Уфа, 1997.-389 с.

75. Мужицкий В.Ф. Магнитный контроль напряженно-деформированного состояния и остаточного ресурса стальных металлоконструкций подъемных сооружений и сосудов, работающих под давлением / Мужицкий

76. B.Ф., Попов Б.Е., Безлюдько Г.Я. // Дефектоскопия. 2000. - №121. C.38^16.

77. Мужицкий В.Ф. Многопараметровый метод оценки напряженно-деформированного состояния стальных изделий и трубопроводов / Мужицкий В.Ф., Султанов М.Х., Загиидуллин Р.В., Макаров П.С. // Контроль. Диагностика. 2006. - №8. - С. 17-22.

78. Нейман JI.P. Теоретические основы электротехники / Нейман JI.P., Де-мирчян К.С. М.-Л.: издательство «Энергия», 1966. - 522с.

79. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В.В.Клюев, Ф.Р.Соснин, A.B. Ковалев и др. Под ред. В.В. Клюева. 2-е изд., испр. и доп. М.: Машиностроение, 2003. - 656 е., ил.

80. ОСТ 108.031.08-85 Котлы стационарные и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность. Общие положения по обоснованию толщины стенки.

81. ОСТ 24.201.03-90 Сосуды и аппараты высокого давления. Общие технические требования.

82. ОСТ 26-1046-87 Сосуды и аппараты высокого давления. Нормы и методы расчета на прочность.

83. ПНАЭ Г-7-002-86 Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.

84. Попов Б.Е. Физические основы методики магнитного контроля механизма разрушения конструкционных сталей / Попов Б.Е., Безлюдько Г.Я., Мужицкий В.Ф. // Доклады 15-й Российской научно-технической конференции «НК и диагностика». Москва, 1999. - С. 392.

85. Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных (ПБ 03-384-00).-М.: ПИО ОБТ, 2000.

86. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96).-М.: ПИО ОБТ, 1996.

87. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов (ПБ 03-585-03).- М.: ПИО ОБТ, 2003.

88. Промышленная безопасность в системе магистральных нефтепроводов: Научно-техническое издание / Н.Р. Ямуров, Н.И. Крюков, P.A. Кускиль-дин, Ю.А. Фролов, Р.Г. Шарафиев, Р.И. Хайрудинов, М.В. Шахматов, В.В. Ерофеев, Ю.С. Петухов. М.: РАЕН, 2001.- 159 с.

89. Прохоров A.B. Оценка долговечности аппаратов, подверженных действию циклических нагрузок по изменению акустических и магнитных свойств стали. Дис. канд. техн. наук. Уфа, 2002.

90. Рогов В.А. Методика и практика технических экспериментов: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.А. Рогов, Г.Г. Позняк. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 288с.

91. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов / В.И. Федосьев. 11-е изд., стереотип. - М.: Изд МГТУ им. Баумана, 2003. - 592с.

92. Справочник по металлографическому травлению. Беккерт М., Клемм X. Лейпциг, 1976. Пер. с нем. М., «Металлургия», 1979. 336 с.

93. Строительные нормы и правила «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы» (СНиП 3.05.05-84), Изд-во ГУП ЦПП, 2005.-31с.

94. Теплинский Ю.А. Оценка-механических свойств и микроструктуры ферромагнетиков по магнитным характеристикам / Теплинский Ю.А., Аги-ней Р.В., Быков И.Ю., Александров Ю.В. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2004. - №7. - С.5-7.

95. Терентьев В.Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов М.: Интер-мет Инжиниринг, 2002 - 288с.

96. Федеральный закон № 116 от 21 июля 1997 г. О промышленной безопасности опасных производственных объектов.

97. Федосенко Ю.К. Становление, современное состояние и перспективы развития вихретокового контроля // Контроль. Диагностика. 2005-№5.-С. 71-75.

98. Филинов М.В. Подходы к оценке остаточного ресурса технических объектов / Филинов М.В., Фурсов A.C., Клюев В.В. // Контроль. Диагностика. 2006. - №8. - С. 6-16.

99. Халимов А.Г. Техническая диагностика и оценка ресурса аппаратов: Учеб. пособие / Халимов А.Г., Зайнуллин P.C., Халимов A.A. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - 408с.

100. Чайка K.JI. Соблюдение требований промышленной и экологической безопасности основной критерий допуска компаний на российский рынок подрядных услуг в нефтегазовом комплексе // Нефтяное хозяйство. - 2007. - №5. - С. 60-61.

101. Шайбаков P.A. Совершенствование оценки рисков нефтеперерабатывающих предприятий / Шайбаков P.A., Абдрахманов Н.Х. // Безопасность труда в промышленности. 2007. - №12. - С. 58-59.

102. Шарипкулова А.Т. Влияние генерируемой частоты электромагнитных колебаний и зазора преобразователя на характер выходного сигнала // Нефтегазовое дело.-2008.-Том 6.-№1. С. 172-176.

103. Шарипкулова А.Т. Разработка метода оценки предельного состояния металла технологических трубопроводов по электромагнитным параметрам / Шарипкулова А.Т., Кузеев И.Р. // Мировое сообщество: проблемы и пути решения. 2008. - №24. - С. 104-113.

104. Шаталов A.A. Прогнозирование остаточного ресурса вертикальных стальных резервуаров / Шаталов A.A., Ханухов Х.М. Алипов A.B. // Безопасность труда в промышленности. 2005. — №3. - С. 44-48.

105. Шаталов A.A. Состояние аварийности и травматизма на объектах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности в 2005 г. / Шаталов A.A., Волынкова H.H. // Безопасность труда в промышленности. -2006. №5. - С. 17-19.

106. Эксплуатация и ремонт технологических трубопроводов. Справочная книга / Дуров B.C. и др. М.: «Химия», 1976.