автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Оценка и повышение конструктивной прочности базовых элементов нефтегазовых объектов

УДК 622.692.4

На правах рукописи

Лунев Вячеслав Владимирович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА КОНСТРУКТИВНОЙ ПРОЧНОСТИ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальности: 05.26.03 - Пожарная и промышленная

безопасность (нефтегазовый комплекс); 25.00.19 - Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

О з ыдр 2011

Уфа 2011

4856546

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

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Гумеров Асгат Галимьяновнч

Научный консультант - кандидат технических наук

Фаритов Айрат Табрисович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Султанов Марат Хатмуллинович

- кандидат технических наук, доцент Галлямов Мурат Ахметович

Ведущее предприятие - Открытое акционерное общество

«Нефтегазпроект», г. Тюмень

Защита диссертации состоится 11 марта 2011 г. в 11— часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУЛ «ИПТЭР».

Автореферат разослан 11 февраля 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор 1УШ<

Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Создание нефтегазовых объектов (НТО) с высокими эксплуатационными показателями, снижение их металлоемкости, оценка и повышение конструктивной прочности и долговечности всегда были и будут актуальными проблемами жизнедеятельности. При этом особое внимание придается разработкам НТО, работающих в экстремальных условиях как по параметрам нагружения, так и по параметрам рабочих сред. Применение для изготовления таких НТО высокопрочных сталей в сочетании с локализованными термомеханическими воздействиями на металл их базовых элементов обуславливает большую вероятность возникновения в последних технологических и эксплуатационных повреждений, в том числе и трещиноподобных. Высокая стоимость, масштабность и уникальность большинства НТО, а также несомненные достижения в области механики разрушения предопределяют использование новых подходов к их проектированию и эксплуатации, базирующихся на допущении в их конструктивных элементах безопасных повреждений. Все это позволяет в ряде случаев во много раз повышать прогнозируемый ресурс, а также обеспечивать маневренность регулирования режимами и параметрами безопасной эксплуатации базовых элементов НТО.

В этом направлении сотрудниками ВНИИСПТнефть (ныне ГУП «ИПТЭР»), ИМАШ им. A.A. Благонравова РАН и МИФИ (г. Москва), а также рядом других научных организаций созданы научные основы нормирования степени поврежденности металла базовых элементов НТО.

Значительный вклад в развитие различных сторон рассматриваемой проблемы внесли работы ученых ВНИИГаза, Института проблем транспорта энергоресурсов, ВНИИСТа, РГУНГ им. И.М. Губкина, проектных организаций: «Гипротрубопровод», «ВНИПИтрансгаз», «Нефтегазпроект», а также работы ряда ученых: Х.А. Азметова, А.Б. Айнбиндера, B.JI. Березина, П.П. Бородавкина, Л.И. Быкова, Г.Г. Васильева, А.Г. Гумерова, K.M. Гумерова, P.C. Гумерова, P.C. Зайнуллина, М.Х. Султанова, K.M. Ямалеева и др.

Диагностическое обследование линейной части нефтепроводов страны, проведенное за последние годы внутритрубными снарядами, позволяет на базе полученной информации оценить фактическую поврежденность металла труб и определить пути обеспечения безопасности НТО в условиях ограниченности финансовых и материальных ресурсов для проведения реконструкции и ремонта отдельных участков.

Таким образом, теоретические и экспериментальные исследования и решение комплексной народнохозяйственной задачи, направленной на обеспечение безопасности и эффективности эксплуатации стареющих и вновь создаваемых НТО, продолжают оставаться актуальными задачами страны.

Цель работы - обеспечение безопасности эксплуатации НТО регламентацией конструктивной прочности и ресурса их базовых элементов с различными повреждениями и концентраторами напряжений.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:

• анализ современных подходов по оценке влияния коэффициентов концентрации напряжений на конструктивную прочность базовых элементов НТО;

• исследование и оценка коэффициентов концентрации напряжений в базовых элементах НТО с различными повреждениями;

• оценка взаимосвязи теоретических и эффективных коэффициентов концентрации напряжений, вызванных различными повреждениями в базовых элементах НТО;

• оценка конструктивной прочности базовых элементов НТО в различных структурно-механических состояниях, обусловленных термообработкой.

Методы решения поставленных задач

Теоретические исследования выполнены с использованием современных подходов механики разрушения и надежности и безопасности трубопроводных систем, теорий упругости и пластичности, а также на основе полученных экспериментальных результатов.

Научная новизна результатов работы:

- впервые установлены и описаны основные закономерности влияния коэффициентов концентрации напряжений на несущую способность базовых элементов объектов нефтепроводного транспорта с учетом исходных механических характеристик металла, а также геометрических параметров, характеризующих степень ослабления и напряженность их рабочих сечений во всем диапазоне их изменения, включая предельные;

- научно обоснована взаимосвязь несущей способности труб (обечаек) и коэффициента трещиностойкости в различных структурно-прочностных состояниях металла, обусловленных термообработкой (закалка + отпуск).

На защиту выносятся:

- комплекс результатов исследований, имеющих научно-практическую значимость, в частности методы расчетного определения степени напряженности и поврежденности конструктивной прочности базовых элементов объектов нефтепроводного транспорта с учетом предыстории нагружения, концентраторов напряжений, исходных механических характеристик металла и др.;

- методические рекомендации по оценке и повышению конструктивной прочности базовых элементов НТО с различными повреждениями и концентраторами напряжений.

Практическая ценность результатов работы:

• результаты проведенных исследований позволяют научно обоснованно устанавливать нормируемые параметры и их допустимость в базовых элементах нефтегазовых объектов;

• предложенные аналитические зависимости позволяют оперативно устанавливать коэффициенты прочности и ресурс базовых элементов нефтегазовых объектов НТО без проведения дорогостоящих и сложных лабораторных и натурных испытаний.

Достоверность результатов исследования

Разработанные методы и рекомендации по оценке и повышению конструктивной прочности базовых элементов НТО основываются на

представлениях о процессах разрушения, развиваемых в работах ученых ИМАШ РАН им. A.A. Благонравова, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Ull i ЭР, УГНТУ и др. Полученные автором результаты согласуются с известными подходами механики деформирования геометрически неоднородных твердых тел, а также теории упругости и пластичности, а установленные новые закономерности и аналитические зависимости адекватно отвечают экспериментальным данным других исследователей.

Апробация результатов работы

Основные положения и результаты работы докладывались на научно-практической конференции «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» в рамках XIII международной специализированной выставки «Газ. Нефть. Технологии -2010» (Уфа, 2010 г.); Десятой Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность. Проблемы и решения» (Уфа, 2010 г.).

Диссертация заслушана и рекомендована к защите на заседании секции Ученого совета ГУЛ «ИПТЭР» (протокол № 1 от 11 января 2011 г.).

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 7 научных трудах, в том числе в 2 монографиях и 2 рецензируемых научно-технических журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 131 наименование, 1 приложения. Работа изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 54 рисунка, 8 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность проф. P.C. Зайнуллину и доценту И.Ф. Кантемирову за консультации и ценные замечания при выполнении и оформлении работы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и основные задачи, обозначены основные положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая ценность результатов работы.

Первая глава посвящена анализу литературных данных о природе возникновения, методах оценки и влияния на характеристики безопасности базовых элементов объектов нефтепроводного транспорта известного феномена - концентрации напряжений. Показано, что концентрация напряжений является следствием неоднородности физико-механических свойств металла, геометрических параметров и внешних силовых воздействий в окрестности аномальных зон конструктивных элементов. При этом степень напряженности металла, оцениваемая теоретическим коэффициентом концентрации напряжений а„, может изменяться в невероятно широких диапазонах (а„=1+со). В связи с этим в литературе имеется достаточно большое количество работ по оценке и влиянию параметра а„ на эксплуатационные характеристики различных конструктивных элементов. Тем не менее, в литературе недостаточно сведений о количественной оценке характеристик прочности и долговечности базовых элементов НТО с различными концентраторами напряжений. Ясно лишь одно - чем больше а„, тем должны быть ниже прочность и долговечность элемента.

В работе показано, что одним из перспективных подходов к оценке влияния а„ на характеристики безопасности базовых элементов НТО является анализ неустойчивости локализованных (в окрестности концентраторов напряжений) пластических деформаций, развиваемый в работах А.Г. Гумерова, K.M. Гумерова, P.C. Зайнуллина, H.A. Махутова, Е.М. Морозова и др. Однако при этом возникают сложности определения полей упруго-пластических деформаций и их кинетики изменения с ростом внешних нагрузок вплоть до разрушения. В связи с этим приобретают высокую значимость разработки простых и адекватных моделей расчетного определения конструктивной прочности базовых элементов НТО с различными

концентраторами напряжений, охватывающими указанный диапазон изменения

Во второй главе приведены данные по усовершенствованию методов расчетного определения коэффициентов концентрации напряжений применительно к базовым элементам НТО (рисунок 1).

а Т

1, 2,3, 4, 5, б, 7 - линии пересечения базовых оболочковых элементов (сварные стыки)

Рисунок 1 - Концентраторы напряжений в конструктивных элементах нефтепромыслового оборудования и трубопроводов

В отличие от общего машиностроения, большая доля базовых элементов НТО представляют собой оболочки вращения и их комбинации, работающие под действием внутреннего (наружного) давления. Концентрация напряжений в базовых элементах ИГО может вызываться резкими изменениями радиусов кривизны поверхностей (рисунок 1, а, б, в), упругих характеристик металла (Е,ц) и температуры (т) (рисунок 1, г). Вторая группа концентраторов напряжений обуславливается резкими изменениями рабочего сечения (рисунок 1, д, е, ж, з). При этом необходимо различать концентраторы напряжений, снижающие (рисунок 1, е, ж) и не снижающие (рисунок 1, д, з) рабочие

сечения (толщину стенок S) базовых элементов НТО.

Такое деление концентраторов напряжений, несмотря на определенную условность, целесообразно с точки зрения подходов к оценке коэффициентов концентрации напряжений а„ (а„ =ona> /ан, где ан и amax - номинальные и максимальные напряжения). Для первой группы концентраторов напряжений оценка а^ производится решением краевых задач теории тонких оболочек вращения. Напряженное состояние в окрестности концентраторов второй группы определяется методами механики разрушения и теорий упругости и пластичности.

Чаще всего в конструктивных элементах возникают концентраторы напряжений, которые представляют комбинацию отмеченных видов (рисунок 1, а-е).

Общим для всех концентраторов напряжений является сравнительно быстрый характер затухания максимальных напряжений по мере удаления от их вершин. Например, для большинства концентраторов напряжений, показанных на рисунке 1, а, б, в, г, на основании решения краевой задачи теории тонких оболочек можно показать, что напряжения атах убывают до номинальных или мембранных напряжений а„ на относительном расстоянии х (х = х/0,где D- диаметр цилиндра), определенном по формуле: х =\,5^¡r\, где 1} - коэффициент тонкостенности элемента, ri=S/D .

Для концентраторов, показанных на рисунке 1, <3, е, ж, з, отмечается еще более высокая степень затухания максимальных напряжений. Например, для несплавлений и непроваров в сварных швах, базируясь на основных положениях механики разрушения, а также данных проф. JI.M. Копельмана и др., легко показать, что а, =КГ„ где Кга - геометрический параметр

повреждения (кга=1...2); х- относительное (к толщине S) расстояние от вершины повреждения; mh=h/S; h- глубина повреждения; S- толщина стенки базового элемента.

Отсюда следует, что напряжения в таких концентраторах выравниваются на расстоянии x«h. При этом показано, что величина а„ определяется

формулой:

а =1 + К„

(1)

где р - относительный (к числу я) угол раскрытия повреждения или соответствующего концентратора напряжений (царапины, надреза, выступа и др.); п1р = р/й; р- радиус кривизны в вершине повреждения; д = 0,5. Влияние некоторых параметров повреждений а„ показано на рисунке 2.

2 а)

т„ = -Кга = я = 0, 0,1

5

\ V 90' 112,5'

135' 180°

А /

2 б)

\

тк = К = 0,5 2 \

тр=0,1 д = 0,5 \

\

0,1

0,2 0,3

0,4

ти

0 0,25 0,5 0,75

Рисунок 2 - Зависимости а„ от ть (а) и р (б)

Третья глава диссертационной работы посвящена выявлению и описанию закономерностей взаимосвязи конструктивной прочности базовых элементов НТО и коэффициентов концентрации напряжений а„ (а0 = 1+а>).

В общем машиностроении для оценки влияния а„ на прочность деталей вводится понятие эффективного коэффициента концентрации напряжений Кэф, представляющего собой отношение пределов прочности гладкого образца сгв и образца с концентратором напряжений авк: Кэф =ств /авк. Анализ литературных данных показывает, что величина Кэф может изменяться в таких же пределах, как и а„. Причем для некоторых концентраторов напряжений К^ < 1,0. Это

конструктивную прочность элементов. Заметим, что в литературе недостаточно сведений по количественной оценке влияния а, на характеристики прочности образцов при общепринятых условиях нагружения, и в частности, базовых элементов НТО, работающих под действием внутреннего давления.

Здесь уместно отметить результаты крупномасштабных испытаний (МГУ им. М.В. Ломоносова, 1970 г.) образцов с различными концентраторами напряжений (а„ =1...ю), в результате которых установлено, что Кэф =0,90...1,17. Это дает основание полагать, что для пластичных сталей К^ «1,0. Несколько позже такое же значение К^ было получено при испытаниях сосудов из труб с продольными трещиноподобными повреждениями (проф. P.C. Зайнуллин) из сталей марок 10, 20, СтЗ, 16ГС и 17ГС. Как известно, указанные стали относятся к категории пластичных, с высокой сопротивляемостью трещинообразованию (трещиностойкостью). Этот факт, во всяком случае, отмечается для сталей с отношением пределов текучести ат и прочности а, (к„ = от/а„), составляющем не более 0,7 (К„ 5 0,7).

В ГУП «ИПТЭР» (под руководством проф. А.Г. Гумерова и проф. P.C. Зайнуллина) обоснован коэффициент трещиностойкости труб (к^), который связан с известным пределом трещиностойкости Е.М. Морозова. В принципе, величина к^ представляет собой величину, обратную эффективному коэффициенту концентрации напряжений: k^, = l/K^.

Базируясь на многочисленных литературных и полученных в работе экспериментальных данных для оценки взаимосвязи к^, геометрических

характеристик повреждений (mh) и исходных механических свойств (Ктв, Птр) металла, обоснована следующая аналитическая зависимость:

k, (т„) = 1 - [4 • mh (1 - шь f"10 ■ (l - О, (2)

где П^ и 2 б^; 35 - относительное удлинение; га «0,5; Ктв = ат/сгв (стт, ав -

пределы текучести и прочности).

Зависимость ктр(гпь) показана на рисунке 3. Эта зависимость имеет минимум при mh = 0,5 и ктр = Птр.

/Птр__

О 0,25 0,5 0,75 шн

Рисунок 3 - Зависимость коэффициента трещиностойкости кп от относительной глубины гпь (Кта = 0,8; Д = 0,75)

с] "X

а)

б)

.....ы^

^.....

С,

Я.

а')

в.

в.

б')

в')

Рисунок 4 - Разнотолщинные элементы (а, б, в) и их эквивалентные модели с трещинами (а', б', в')

а)

с,

б)

Рисунок 5 - Сварной стык (а) и его эквивалентная модель с трещинами (б)

В работе показана возможность использования Ц, при оценке несущей способности базовых элементов НТО, для которых невозможно и

нецелесообразно определять радиус кривизны в областях с максимальной концентрацией напряжений (вершины угловых переходов на рисунках 4 и 5).

Базируясь на подходе, развиваемом в ГУП «ИПТЭР» (проф. P.C. Зайнуллин и проф. K.M. Гумеров), базовые элементы с острыми угловыми переходами заменены на эквивалентные модели с трещинами (рисунки 4 и 5). Главным условием при такой замене является соблюдение равенства площадей нетто-сечений элемента и модели (s^ =S^). Для рассматриваемых моделей для консервативной оценки ресурса (в запас прочности) можно принимать: С = h и принимать модель с односторонней трещиной (рисунок 4, б'). За величину S„ необходимо брать сумму: S0 = SH +С, где С - максимальное значение выступа в элементе.

При возможности определения угла перехода ß величину С следует заменять величиной h с использованием формулы: h = c[l-(ß/7i)3], где я = 3,14 (l80°). К примеру, если ß = 90', то величина h я 0,9С.

В дальнейшем на основании формулы (1) определяется величина ктр при заданном mh. При оценке mh следует иметь в виду, что его величину h необходимо относить к сумме (sa +h).

Более сложной является задача по оценке несущей способности элементов с угловыми переходами, когда их вершина имеет конечную величину радиуса кривизны р. Ориентировочную оценку прочности элементов с различными р (или то же самое при изменении а„) можно производить по критерию локальной потери устойчивости пластических деформаций. Для этого по известному значению а„ с использованием формулы Нейбера находят величину коэффициента концентрации пластических деформаций К£ = где п - коэффициент деформационного упрочнения стали, который примерно равен относительным равномерным удлинению 6, и сужению у. (п « 8, » у,).

В дальнейшем с использованием критерия локальной неустойчивости пластических деформаций можно показать, что для концентраторов, не

снижающих рабочее сечение базовых элементов, коэффициент прочности фс будет определяться формулой:

Фс=(к¥/кеК (3)

где фс= анс / ав; а11С - разрушающее окружное напряжение трубы (обечайки) с повреждением; с, - предельное значение ствс (предел прочности); Кч) = *|//1|/,; у - полное относительное сужение. Если концентратор напряжений (повреждение) снижает толщину стенок (т,, > 0), то

Ч>с=(1-тЖ/К>. (4)

Анализ формулы (3) показывает, что при а„ = 1,0...2,0 величина фс для стали 17ГС (у = 0,6 и у, =0,2) равна единице (фс= 1,0). При а„ >2,0 фс снижается с ростом а„ (рисунок 6). Между тем, для труб из стали 17ГС: <4

1 2 3 4 5 а„

Рисунок 6 - Взаимосвязь фс (аа), рассчитанная по формуле (3)

В работе доказано, что параметр фс связан с пластическими характеристиками \|/,, у и а, в соответствии с формулами:

Фс =(4-м/.+0,5-у)ч;я = 1/2

«о/

(5)

Здесь показатель степени я изменяется от 0,125 (а„=1,0) до 0,5 (а„ -><»). Уменьшение пластичности стали 8, приводит к снижению параметра <рга (рисунок 7, а). Рост аа снижает фс, но в ограниченном интервале (1<ос„ <5). В области > 5 срс я ктр (рисунок 7, б).

Отмеченные закономерности согласуются с общими положениями механики разрушения и опытными данными других авторов.

\\ ■----- /Ь, =0,2

- \ - \

\

12 3 4

- - по формуле (5); • - эксперимент [ГУП «ИПТЭР»]

Рисунок 7 - Зависимости <рс(55) (а) и фс (аа) (б)

фс

0,75

0,5

0 0,25 0,5 0,75 m,

1 и 2 - данные других авторов (P.C. Зайнуллин); 1 и 3 - по формуле (6)

Рисунок 8 - К оценке фс (т()

Формулы (2) и (5) адекватно отвечают базовым элементам НТО с протяженными кольцевыми и продольными концентраторами напряжений (например сварными швами) и повреждениями. Если их протяженность I меньше диаметра труб (обечаек) D, то при оценке фс возникает необходимость введения поправок, оцениваемых параметром т, = £/D:

<Pc=l-(l-<pJ-V™7> (6)

где фС11 - коэффициент прочности базового элемента с протяженным повреждением (т, = 1,0) (рисунок 8). Видно, что предлагаемый подход адекватнее отражает известные закономерности механики трещин и разрушения.

В четвертой главе произведена оценка конструктивной прочности базовых элементов НТО из низколегированных сталей в различных структурно-прочностных состояниях.

Эффективность нефтегазового оборудования и трубопроводов во многом предопределяется их производительностью и уровнем безопасности эксплуатации. Решение этих проблем непосредственно связано с рациональным применением для их производства сталей повышенной и высокой прочности. В ряде случаев наиболее эффективным направлением повышения прочности

\ N \ \ Щи ,=1.0 = 0,25

\ \! ч 4 •< 5 ч Ss У«н = Q: 3,67 "ч

низколегированных сталей является термическое упрочнение (улучшение). В связи с этим возникает задача оценки взаимосвязи характеристик безопасности оборудования из низколегированных сталей после соответствующей термической обработки (или в различных структурных состояниях).

Исследованию подлежали низколегированные стали типа 16ГС (17ГС, 17Г1С, 16ГН, 14ГН и др.), для которых эквивалент углерода С, = 0,29...0,34 %. При этом содержание углерода в сталях изменялось в пределах С = 0,11...0,17%. Толщина листового проката во всех образцах составляла 8 = 10 ...12 мм.

Большинство испытаний проводились на образцах в горячекатаном (Г), нормализованном (Н) и термически улучшенном (У) состояниях металла. В ряде образцов изменяли температуру отпуска ^ после закалки. В частности, на рисунке 9, а показаны зависимости изменения твердости по Виккерсу (НУ,кг/мм2) от ^ образцов с различным содержанием углерода. Эти зависимости аппроксимируются следующими линейными функциями соответственно для сталей марок 16ГС и 14ГН: НУ» 460-1,™/3 и НУ »240-^/9. В нормализованном и горячекатаном состояниях структура и механические характеристики сталей изменяются незначительно (рисунок 9, б, в, г).

Диаграммы растяжения исследуемых сталей достаточно хорошо описываются степенными функциями следующего вида: с^ = Ае," , где и -истинные напряжения и деформации; А и п - константы сталей (А - константа прочности, МПа, а п — константа упрочнения, не имеющая размерности). Основные механические характеристики, в том числе параметра А, приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики безопасности эксплуатации низколегированных

сталей в нормализованном (Н) и термически улучшенном (У) состояниях

№ с, с„ п„ МПа к„ = С, МПа п з5 % Ч/,% /От

п/п % % Н У Н У Н У Н У н У Н У Н У

1 0,11 0,290 325 425 0,70 0,77 840 920 0,28 0,130 35 22 64 60 1,82 1,55

2 0,11 0,324 325 445 0,68 0,78 820 860 0,215 0,135 34 21 62 58 1,82 1,46

3 0,17 0,313 400 635 0,70 0,83 930 1010 0,245 0,117 25 16 53 47 1,70 1,24

4 0,15 0,320 335 495 0,69 0,82 870 885 0,200 0,125 28 18 62 57 1,88 1,40

5 0,17 0,340 365 555 0,68 0,79 910 1020 0,200 0,121 27 17 56 49 1,82 1,43

Рисунок 9 - Зависимости твердости НУ (сплошные линии)

и относительного сужения (пунктир) от температуры отпуска (а), микроструктуры сталей 16ГС (б) и 14ГН (в) и диаграммы растяжения стали 16ГС (г)

Установлено, что для низколегированных сталей независимо от их структурного состояния отношения их твердости НУ к пределу текучести <гт и временному сопротивлению а, составляют: НУ/о,=4,5 и НУ/ст, =3,12. При этом отношение от к о,: К„ = а,/о, =3,12/4,5« 0,693. Термическое упрочнение несколько изменяет это отношение (таблица 1) в сторону увеличения (К„ » 0,8).

Для нормализованных низколегированных сталей отмечается четкое постоянство отношения истинного предела прочности о^ к пределу текучести от /ат»1,8. Здесь а|в - предельная интенсивность напряжений а(, соответствующая достижению в образце максимальной нагрузки Р = Рти/Р,. Этот момент (р = рв) характеризуется переходом из равномерного (устойчивого) пластического деформирования образца в неустойчивое состояние (шейкообразование). При этом предельные равномерные интенсивности деформаций и напряжений ст,, определяются по формулам: = п; о,, = С п". Отсюда следует, что равномерные удлинение 5, и сужение у, примерно равны величине п (5„ = у, = п).

В дальнейшем путем введения понятия среднеинтегрального сужения металла в шейке круглого стержня при растяжении в работе доказано, что основные деформационные характеристики большинства сталей: относительные удлинение б5, равномерное у, и полное у сужения - находятся в следующей взаимосвязи:

53=Ч\ (7)

где к^ - постоянная, определяемая экспериментально. Величина к1[Л в большей мере зависит от геометрических размеров и формы образцов. Для пятикратных круглых образцов величину к^ можно принимать равной 0,125 (к„5 « 0,125).

По известным значениям 53 и у по формуле (7) достаточно адекватно определяются все основные механические характеристики сталей, в частности

На основании данных таблицы 1 обнаруживается, что в нормализованном состоянии для низколегированных сталей 5/ц/«0,5. Однако термическое упрочнение приводит к заметному снижению этого отношения (55/i|/«0,35). Очевидно, что величина у не зависит от кратности образца.

Анализ результатов испытаний показывает, что в целом термическое упрочнение низколегированных сталей приводит к повышению прочностных и снижению деформационных характеристик (таблица 1 и рисунок 10). Однако степень снижения деформационных характеристик по конкретным величинам, например по п, 53 и у, существенно отличается. Например, для стали 17ГС (позиция 5 в таблице 1) в сравнении с нормализованным состоянием термическое упрочнение снизило коэффициент деформационного упрочнения п и относительное удлинение 65 почти на 40 %. При этом относительное сужение у сохранилось практически на прежнем, достаточно высоком уровне. Как известно, величина ц/ во многом предопределяет характеристики безопасности эксплуатации конструктивных элементов с концентраторами напряжений, в особенности в условиях повторно-статического нагружения и коррозионного воздействия рабочих сред.

Механические характеристики низколегированных сталей во многом зависят от температуры отпуска t^,, что подтверждается данными рисунка 9, а.

При этом в области t0Tn < 600 °С отмечается аномально резкое снижение относительного сужения у. Остальные характеристики, например siB и аи, изменяются монотонно от tOTn (рисунок 10). Возможно, что оптимальной является температура отпуска tOT1], при которой кривые ё,, (t^) и ois (toni) пересекаются, как это отмечается на рисунках 10-12.

Наряду с гладкими образцами были проведены испытания по оценке влияния трещин на несущую способность прямоугольных образцов из стали 17ГС в зависимости от tOT„. Образцы изготовлялись и испытывались согласно требованиям соответствующих нормативных материалов. Во всех образцах глубина трещин h составляла половину толщины образцов (s = 10mm). Трещиностойкость сталей оценивалась по относительному пределу

трещиностойкости кф, представляющему отношение среднеинтегральных напряжений в нетто-сечении образцов. При температурах отпуска ^ = 600...750 "С параметр к^ имел постоянное значение, близкое единице (к^ »1,о). При 10Т11 =500 "С параметр к^ уменьшается примерно на 20 % (рисунок 11).

с,

МПа

750

700

650

600

0,15

0,1

0,05

ч \ е»(0 У

\ \ \ (О V \ 17ГС

/ \ _____

«...

МПа

800

750

700

500°

600°

700°

1-С

Рисунок 10-Зависимости е|в и ст., от I кф

\ ктр (^отп)

\ О. (и)

/

/

500"

600°

К

0,95

0,9 0.9 0,85 0,8

700° ( с 0,1

\

\

> /

V, •А ►

0,25 0,5 0,75 шь

• — эксперимент; —~~~ — по формуле (2) Рисунок 11 - Зависимость ст, и ктр от ^ Рисунок 12 - Взаимосвязь к^ и т„

Анализ данных рисунка 12 показывает, что предложенная формула (2) достаточно адекватно отвечает экспериментальным данным.

Таким образом, установлены новые количественные взаимосвязи между характеристиками безопасности эксплуатации базовых элементов объектов нефтепроводного транспорта в различных структурно-прочностных состояниях, обусловленных термообработкой.

Полученные результаты использованы как базовые при разработке в ГУП «ИПТЭР» методов определения прочности образцов и труб при испытаниях до разрушения в сероводородсодержащих средах типа ЫАСЕТМ 0177-96.

ОНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что в отличие от общего машиностроения, большая доля базовых элементов нефтегазовых объектов представляет собой оболочки вращения и их комбинации, что вызывает необходимость оценки напряженности металла с использованием краевых задач теории оболочек в сочетании с подходами механики трещин и разрушения.

2. Базируясь на решениях краевых задач теории оболочек и механики трещин и разрушения, предложена и обоснована аналитическая зависимость для расчетов степени напряженности металла в окрестности наиболее характерных концентраторов напряжений и повреждений в базовых элементах объектов нефтепроводного транспорта.

3. Предложена и обоснована аналитическая взаимосвязь конструктивной прочности базовых элементов НТО с концентраторами напряжений и повреждениями с учетом исходных механических характеристик металла, а также геометрических параметров, характеризующих степень ослабления и напряженности их рабочих сечений в достаточно широком диапазоне их изменения, включая предельные.

Выявлена физическая сущность коэффициента трещиностойкости к-ф и установлена его взаимосвязь с известными пластическими характеристиками сталей.

Полученные результаты исследования явились базовыми для выполнения расчетов прогнозируемого и остаточного ресурсов базовых элементов НТО.

4. Произведена оценка характеристик безопасности и конструктивной прочности базовых элементов объектов НТО из низколегированных сталей в различных структурно-прочностных состояниях.

5. Разработаны методические рекомендации по расчетному определению конструктивной прочности базовых элементов НТО с концентраторами напряжений различного происхождения, вызывающих произвольную степень напряженности метала.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в следующих научных трудах:

1. Методические рекомендации. Расчеты конструктивной прочности и ресурса базовых элементов нефтегазовых объектов / И.Ф. Кантемиров, А.Т. Фаритов, В.В. Лунев, А.Р. Зайнуллина. - Уфа, 2011. - 19 с.

2. Лунев В.В., Сазонов К.А., Анфиногенов A.A. Современные подходы и методы оценки прочности базовых элементов нефтегазовых объектов с эксплуатационными трещинами. - Уфа: БЭСТС, 2009. - 27 с.

3. Гумеров А.Г., Фаритов А.Т., Лунев В.В., Сазонов К.А., Анфиногенов A.A. Особенности диаграмм растяжения нефтегазопроводных сталей в сероводородсодержащих средах // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - Уфа, 2010. - Вып. 4 (82). -С. 85-88.

4. Гумеров А.Г., Фаритов А.Т., Лунев В.В., Анфиногенов A.A. Оценка и повышение конструктивной прочности базовых элементов нефтегазовых объектов // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - Уфа, 2010. - Вып. 4 (82). - С. 116-121.

5. Рождественский Ю.Г., Фаритов А.Т., Худякова Л.П., Лунев В.В. Анализ моделей, прогнозирующих коррозионные разрушения при движении многофазных потоков // Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Проблемы и

методы рационального использования нефтяного попутного газа. Матер, научн.-практ. конф. 26 мая 2010 в рамках XIII междунар. специализ. выставки «Газ. Нефть. Технологии - 2010». - Уфа, 2010. - С. 246-248.

6. Лунев В.В. Расчетная оценка конструктивной прочности базовых элементов объектов нефтепроводного транспорта // Энергоэффективность. Проблемы и решения. Матер. Десятой Всеросс. научн.-практ. конф. 20 октября 2010 г. - Уфа, 2010. - С. 158-160.

7. Кантемиров И.Ф., Лунев В.В. Оценка степени перенапряженности металла разнотолщинных стыков методами теории тонких оболочек // Энергоэффективность. Проблемы и решения. Матер. Десятой Всеросс. научн.-практ. конф. 20 октября 2010 г. - Уфа, 2010. - С. 149-151.

Фонд содействия развитию научных исследований. Подписано к печати 09.02.2011 г. Бумага писчая. Заказ № 35. Тираж 100 экз. Ротапринт ГУП «ИПТЭР» РБ. 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3

Введение.

1 Проблемы оценки и повышения конструктивной прочности базовых элементов нефтегазовых объектов (ИГО).

1.1 Критерии и общая схема диагностических работ по оценке и повышению качества и пригодности базовых элементов ИГО.

1.2 Современные подходы и методы оценки конструктивной прочности базовых элементов НТО.

Выводы по разделу.

2 Оценка степени перенапряженности, металла базовых элементов объектов нефтепроводного транспорта.

2.1 Методы определения теоретических коэффициентов концентрации напряжений в зонах действия краевых сил и моментов.

2.2 Определение степени перенапряжснности металла в зонах технологических и эксплуатационных повреждений металла базовых элементов ИГО.

2.3 Расчетная оценка упруго-пластических коэффициентов концентрации деформаций и напряжений.

Выводы по разделу.

3 Разработка методов оценки конструктивной прочности базовых элементов ИГО в широких интервалах изменения теоретических коэффициентов концентрации напряжений.

3.1 Критерии оценки конструктивной прочности.

3.2 Оценка предельной несущей способности базовых элементов ИГО по критерию неустойчивости пластических деформаций.

3.3 Особенности расчетного определения конструктивной прочности базовых элементов ИГО с аномально высокими значениями теоретического коэффициента концентрации напряжений.

Выводы по разделу.

4 Оценка и повышение конструктивной прочности базовых элементов ИГО в различных структурно-плоскостных состояниях

4.1 Общая характеристика сталей для производства базовых элементов ИГО.

4.2 Анализ методов повышения конструктивной прочности базовых элементов ИГО.

4.3 Оценка и повышение конструктивной прочности базовых элементов ИГО.:.

Выводы по разделу.

Создание нефтегазовых объектов (НТО) с высокими эксплуатационными показателями, снижение их металлоемкости, повышение и оценка конструктивной прочности и долговечности всегда были и будут актуальными проблемами жизнедеятельности. При этом особое внимание придается разработка НТО, работающих в экстремальных условиях, как по параметрам нагружения, гак и рабочих сред. Применение для изготовления таких PiTO высокопрочных сталей в сочетании с локализованными термомеханическими воздействиями на металл их базовых элементов обуславливает большую вероятность возникновения в последних технологических и эксплуатационных повреждений, в том числе и трещиноподобных. Высокая стоимость, масштабность и уникальность большинства НТО, а также несомненные достижения в области механики разрушения, предопределяют использование новых подходов к их проектированию и эксплуатации, базирующихся на допущении в их конструктивных элементах безопасных повреждений. Все это позволяет, в ряде случаев, во много раз повышать прогнозируемый ресурс, а также обеспечивать маневренность регулирования режимами и параметрами безопасной эксплуатации базовых элементов НТО.

В этом направлении сотрудниками ВНИИСПТнефть (ныне ГУП «ИПТЭР»), ИМАШ им. A.A. Благонравова РАН и МИФИ (г. Москва), а также ряда других научных организаций созданы научные основы нормирования степени поврежденности металла базовых элементов ОНТ.

Значительный вклад в развитие различных сторон рассматриваемой проблемы внесли работы ученых институтов: ВНИИГаза, проблем транспорта энергоресурсов (ИПТЭР), ВНИИСТа, РГУНТ им. И.М. Губкина, проектных организаций: Гипротрубопровод, ВНИПИтрансгаз, Нефтегазпроект, а также работы ряда ученых: Х.А. Азметова А.Б. Айнбиндера, И.Г. Абдуллина, B.JI. Березина, П.П. Бородавкина, Л.И. Быкова, Г.Г. Васильева, А.Г. Гумерова, K.M. Гумерова, P.C. Гумерова,

P.C. Зайнуллина, В.А. Иванова, О.М. Иванцова, A.A. Коршака, В.Ф. Новоселова, O.A. Степанова и др.

Эта проблема особенно актуальна для ИГО в условиях рыночной экономики.

Диагностическое обследование линейной части нефтепроводов страны, проведенное за последние годы внутритрубными снарядами, позволяет на базе полученной информации оценить фактическую поврежденность металла труб и определить пути направления по обеспечению безопасности НТО в условиях ограниченности финансовых и материальных ресурсов для проведения реконструкции и ремонта отдельных участков.

Таким образом, теоретические и экспериментальные исследования и решение комплексной народнохозяйственной задачи, направленной на обеспечение безопасности и эффективности эксплуатации стареющей и вновь создаваемой нефтетранспортной системы, продолжают оставаться актуальными задачами страны.

Цель работы - обеспечение безопасности эксплуатации базовых элементов НТО регламентацией прогнозируемого и остаточного ресурсов труб с различными повреждениями.

Достижение этой цели обусловило постановку и решение следующих основных задач:

• анализ современных подходов по оценке влияния коэффициентов концентрации напряжений на конструктивную прочность базовых элементов НТО;

• исследование и оценка коэффициентов концентрации напряжений в базовых элементах НТО с различными повреждениями;

• оценка взаимосвязи теоретических и эффективных коэффициентов концентрации напряжений, вызванных различными повреждениями в базовых элементах НТО;

• оценка конструктивной прочности базовых элементов НТО в различных структурно-механических состояниях, обусловленных деформационным старением и термообработкой.

Научная новизна:

- базируясь на положениях теорий упругости и пластичности, механики разрушения и надежности трубопроводных систем, а также результатах проведенных экспериментальных исследований, впервые установлены и описаны основные закономерности влияния коэффициентов концентрации напряжений на несущую способность базовых элементов объектов нефтепроводного транспорта с учетом исходных механических характеристик металла, а также геометрических параметров, характеризующих степень ослабления и перенапряженность их рабочих сечений в достаточно широком диапазоне их изменения, включая предельные;

- научно обоснована взаимосвязь несущей способности труб (обечаек) и коэффициента трещиностойкости в различных структурно-прочностных состояниях металла, обусловленных деформационным старением и термообработкой.

Практическая ценность результатов работы

• результаты выполненных исследований позволяют научно обоснованно устанавливать нормируемые параметры и их допустимость в базовых элементах объектов нефтепроводного транспорта;

• предложенные аналитические зависимости позволяют оперативно устанавливать коэффициенты прочности и ресурс базовых элементов НТО без проведения дорогостоящих и сложных лабораторных и натурных испытаний.

На защиту выносятся:

- комплекс результатов исследований, имеющих научно-практическую значимость, в частности: методы расчетного определения степени напряженности и поврежденности конструктивной прочности базовых элементов объектов нефтепроводного транспорта с учетом предыстории нагружения, концентраторов напряжений, исходных механических характеристик металла и др;

- методические рекомендации по оценке и повышению конструктивной прочности базовых элементов НТО с различными повреждениями и концентраторами напряжений.

Достоверность результатов исследования

Теоретические исследований выполнены с использованием современных подходов механики разрушения, надежности и безопасности трубопроводных систем. Разработанные методы и рекомендации по оценке и повышению конструктивной прочности базовых элементов ИГО основываются на представлениях о процессах разрушения, развиваемых в работах ученых ИМАШ им. A.A. Благоправова РАН, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, ГУП «ИПТЭР», УГНТУ, ОГУ и др.

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

Апробация работы. Диссертация заслушана и рекомендована к защите секции ученого Совета ГУГ1 «ИПТЭР» 11 января 2011 г.

Результаты работы докладывались на конференциях и семинарах проведенных в ГУ1Т «ИПТЭР», УГНТУ и др.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 в рецензируемом научно-техническом журнале из Перечня ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 131 наименований, приложения. Она содержит 153 страницы машинописного текста, 54 рисушса, 8 таблиц.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Установлено, что в отличие от общего машиностроения, большая доля базовых элементов объектов НГО представляют оболочки вращения и их комбинации, что вызывает необходимость: оценки перенапряженности металла с использованием краевых задач теории оболочек в сочетании с подходами механики трещин и разрушения.

2. Базируясь на решениях краевых задач теории оболочек и механики трещин и разрушения, предложена и обоснована аналитическая зависимость для расчетов степени перенапряженности металла в окрестности наиболее характерных концентраторов напряжений и повреждений в базовых элементах НГО.

3. Предложена и обоснована аналитическая взаимосвязь конструктивной прочности базовых элементов НГО с концентраторами напряжений и повреждениями с учетом исходных механических характеристик металла, а также геометрических параметров, характеризующих степень ослабления и перенапряженность их рабочих сечений в достаточно широком диапазоне их изменения, включая предельные.

Выявлена физическая сущность коэффициента трещиностойкости а1р и установлена его взаимосвязь с известными пластическими характеристиками сталей.

Полученные результаты исследования явились базовыми для выполнения расчетов прогнозируемого и остаточного ресурсов базовых элементов объектов НГО.

4. Произведена оценка характеристик безопасности и конструктивной прочности базовых элементов объектов НГО из низколегированных сталей в различных структурно-прочностных состояниях.

5. Разработаны методические рекомендации по расчетному определению конструктивной прочности базовых элементов НГО с концентраторами напряжений различного происхождения, вызывающими произвольную степень псренапряженности метала.

1. Аснис А.Е., Иващенко Г.А. Повышение прочности сварных конструкций. Киев: Наукова думка, 1985. — 256 с.

2. Артамошкин С.В., Астафьев В.И., Тетюева Т.М. Влияние микроструктуры и неметаллических включений на склонность низколегированных сталей к сульфидному разрушению под напряжением // Физико-химическая механика материалов. 1991. - Т.27. — № 6. — С. 60-66.

3. Абдуллии И.Г., Гареев А.Г, Мостовой A.B. Коррозионно-механическая стойкость нефтегазопроводных систем (Диагностика и прогнозирование долговечности) — Уфа: Гилем, 1997. 220 с.

4. Абдуллин И.Г., Гареев А.Г., Худяков М.А. Анализ стадий зарождения и развития малоцикловой коррозионной усталости металла магистральных нефтепроводов // Трубопроводный транспорт нефти. 1999. -№6.-С. 31-34.

5. Анучкин М.П., Горицкий В.Н., Мирошниченко П.Н. Трубы для магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1986. - 231 с.

6. Атомистика разрушения / под ред. А.Ю. Ишлинского. М.: Мир, 1987.-248 с.

7. Бакши O.A. О напряженном состоянии мягких прослоек в сварных соединениях при растяжении (сжатии) // Вопр. свароч. пр-ва. Челябинск, 1965. - С. 5-26. (Тр. Челяб. политех, ин-та. - Вып. 33).

8. Биргер И.А, Шорр Б.Ф, Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин. М.: Машиностроение, 1993. - 640 с.

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

10. Бородавкин П.П. Подземные магистральные трубопроводы. М.: Недра, 1982. - 324 с.

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

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

13. Бэкмен В., Швенк В. Катодная защита от коррозии. М.: Металлургия, 1984. - 496 с.

14. Белоглазов С.М. Наводораживание стали при электрохимических процессах. — JL: Изд-во ЛГУ, 1975. 412 с.

15. Бабич В.К., Гуль Ю.П., Долженков И.Е. Деформационное старение сталей. М.: Металлургия, 1972. — 320 с.

16. Васильченко Г.С., Кошелев П.Ф. Практическое применение механики разрушения для оценки прочности конструкций. М.: Наука, 1974. -147 с.

17. Выбор технологии сварки, обеспечивающей стойкость сварных соединений против образования холодных трещин / Э.Л. Макаров, Л.С. Лившиц и др. // Свароч. пр-во. 1972. - №8. - С. 30-32.

18. Василенко И.И., Мелихов Р.К. Коррозионное растрескивание сталей. Киев: Наукова Думка, 1977. - 197 с.

19. ВСН 066-89. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Сварка. — М.: Миннефтегазстрой, 1989.

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

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

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

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

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

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

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

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

28. ГОСТ 14782-86. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые. М.: Изд-во стандартов. 1987. — 12 с.

29. ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод. — М.: Изд-во стандартов, 1983. 14 с.

30. ГОСТ 23855-78. Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля. -М.: Изд-во стандартов, 1985. 8 с.

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

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

33. ГОСТ 25.504-82. Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристики сопротивления усталости. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 80 с.

34. ГОСТ 2095-85. Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 27 с.

35. Гладштейн JT.И., Ларионова Н.П. Влияние величины зерна феррита на характеристики деформирования и разрушения строительной стали // Пробл. прочности. 1982. - №7. - С. 68-75.

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

37. Трубин А.Н. Нелинейные задачи концентрации напряжений в деталях машин. Л.: Машиностроение, 1972. - 160 с.

38. Гладштейн М.И., Гринь A.B., Блюм Э.Э., Панфилов Л.М. Упрочнение конструкционных сталей нитридами. — М.: Металлургия, 1970. — 222 с.

39. Гумеров А.Г., Зайиуллин P.C., Ямалеев K.M. и др. Старение труб нефтепроводов. М.: Недра, 1995. - 218 с.

40. Гумеров А.Г., Зайнуллин P.C., Гумеров P.C. и др. Восстановление работоспособности труб нефтепроводов. Уфа: Башк. кн. изд-во, 1992 - 236с.

41. Гумеров А.Г., Зайнуллин P.C. Безопасность нефтепроводов. М.: Недра, 2000.-308 с.

42. Гладштейн Л.И., Литвиненко Д.А., Онучин Л.Г. Структура аустенита и свойства горячекатаной стали. М.: Металлургия, 1983. - 112 с.

43. Зайнуллин P.C. Определение остаточного ресурса нефтепроводов. Методические рекомендации. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1998. - 209 с.

44. Золотарев И.А., ОкараВ.Г., Коваленко И.И. Производство стальных сварных конструкций. Днепропетровск: Промшь, 1976. - 118 с.

45. Зайнуллин P.C., Гумеров А.Г, Морозов Е.М, Галюк В.Х. Гидравлические испытания действующих трубопроводов. М.: Недра, 1990. -224 с.

46. Зайнуллин P.C. Механика катастроф. Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости. Уфа; МНТЦ «БЭСТС», 1997. - 426 с.

47. Зайнуллин P.C. Несущая способность сварных сосудов с острыми поверхностными дефектами. Сварочное производство, 1981. - №3. - С. 5-7.

48. Зайнуллин P.C., Мокроусов С.Н., Медведев А.П. и др. Методика. Определение максимального разрешенного давления трубопроводов с учетом дефектности металла. —М.: Недра, 2003. -54 с.

49. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. — М.: Металлургия, 1975. — 456 с.

50. Критерии безопасного разрушения элементов трубопроводных систем с трещинами / P.C. Зайнуллин, Морозов Е.М., A.A. Александров. — М.: Наука, 2005.-316 с.

51. Кишкин Б.П. Конструкционная прочность материалов. М.: МГУ, 1976.- 184 с.

52. Кузнецов В.В., Богатова И.В., Гладштейн Л.И., Стрелецкий Д.Н. Об оценке экономической эффективности применения в металлоконструкциях сталей повышенной и высокой прочности // Пром. стр-во. 1983. - №9. - С. 11-13.

53. Копельмап J1.A. Сопротивляемость сварных узлов хрупкому разрушению. Л.: Машиностроение, 1978. - 231 с.

54. Каталог сварочного оборудования, серийно выпускаемого в странах- членах СЭВ. 2-е изд. / Под ред. А.И. Чвертко. - Киев: Наукова думка, 1981.-223 с.

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

56. Касаткин Б.С., Мусияченко В.Ф. Низколегированные стали высокой прочности для сварных конструкций. Киев: Техшка, 1970. - 188 с.

57. Коттрелл А.Х. Дислокация и пластическое течение в кристаллах. -М.: Металлургиздат, 1958. — 273 с.

58. Красовский А .Я. Хрупкость металлов при низких температурах. -Киев: Наукова Думка, 1980. 338 с.

59. Кузнецов В.В., Беляев В.Ф., Гладштейн Л.И., Стрелецкий Ф.Н. Перспективные требования к металлопрокату строительных сталей //

60. Разработка и исследование стали для металлических конструкций. М.: ЦНИИпроектстальконструкция, 1988. -С. 5-13.

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

62. Лобанов Л.М., Махненко В.И., Труфяков В.И. Основы проектирования конструкций. (Сварные строительные конструкции). — Киев: Наукова думка, 1993. — 416 с.

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

64. Лебедев A.A., Чаусов Н.Г. К оценке трещиностойкости пластических материалов // Проблема прочности. 1982. - № 2. - с. 11-13.

65. Лютцау В.Г. Современные представления о структурном механизме деформационного старения и его роли в развитии малоцикловой усталости // Структурные факторы малоциклового разрушения. М.: Наука, 1977. — С. 519.

66. Лихтарников Я.М. Вариантное проектирование и оптимизация стальных конструкций. -М.: Стройиздат, 1979. 319 с.

67. Махутов H.A. Деформационные критерии разрушения. М.: Машиностроение, 1981. -272 с.

68. Механика катастроф. Определение остаточного ресурса нефтепроводных труб. М.: МИБ СТС, 1996. - 126 с.

69. Мешков Ю.Я. Физические основы разрушения стальных конструкций. Киев: Наукова Думка, 1981. - 238 с.

70. Малов Е.А., Карнаух H.H., Котельников B.C. и др. Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасныхобъектов, подконтрольных Гоегортехнадзору России // Безопасность в промышленности. 1996. - № 3. - С. 45-51.

71. Методика определения опасности дефектов труб по данным обследования внутритрубными профилемерами.- М.: АК «Транснефть», 1994,- 20 с.

72. Мельников Н.П., Гладштейн Л.И. Перспективы использования высокопрочной стали в строительных металлоконструкциях // Материалы по металл. конструкциям. М.: Стройиздат, 1975. - С. 53-79. (ЦНИИпроектсталысонструкция, вып. 18).

73. Методика определения опасности повреждений стенки труб магистральных нефтепроводов по данным обследования внутритрубными дефектоскопами. М.: АК «Транснефть», 1994. - 32 с.

74. Методика определения остаточного ресурса трубопроводов с дефектами, определяемыми внутритрубными инспекционными снарядами. -М.: АК «Транснефть», 1994. 36 с.

75. Методика оценки работоспособности труб линейной части нефтепроводов на основе диагностической информации. РД 39-00147105-001-91. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1992. 120 с.

76. Методика по выбору параметров труб и поверочного расчета линейной части магистральных нефтепроводов. РД 39-00147103-361-86. -Уфа: ВНИИСПТнефть, 1987. 38 с.

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

78. Механика разрушения и прочность материалов. Справочное пособие. Киев: Наукова Думка, 1988. - Т. 2. - 619 с.

79. Медведев А.П., Маркин А.Н. Об усиленной коррозии трубопроводов систем сбора нефти НГДУ «Белозернефть» // Нефтяное хозяйство. 1995. - №11.- С. 23-24.

80. Медведев А.П. Увеличение сроков безаварийной эксплуатации внутрипромысловых трубопроводных систем Западной Сибири //

81. Безопасность труда в промышленности. 1997.- №12.- С. 4-9.

82. Медведев А.П. Основные механизмы отказов нефтепромыслового оборудования Самотлорского месторождения // Механика механического разрушения. № 3. — 2003. - С. 5-6.

83. Медведев А.П. Проблемы обеспечения безопасности промысловых трубопроводов в многослойных средах // Механика механического разрушения. 2003.- №3.-с. 11-13.

84. Медведев А.П., Никитин Ю.Г., Макаров Ю.В. Кинетика развития коррозионных повреждений в трубопроводах / Обеспечение работоспособности трубопроводов. М.: Недра, 2002. - С. 23-29.

85. Мак Лиин. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1965.-431 с.

86. Медведев А.П. Трубы с повышенными характеристика сопротивления коррозионному и хрупкому разрушению // Механика механохимического разрушения. 2003. - № 4 - С. 14-15.

87. Овчарешсо Ю.Д. У-образные вырезки в линейной механике разрушения. М.: Деп. в ВИНИТИ, 1977. - № 4359-77. - 16 с.

88. Окерблом И., Демянцевич В.П., Байкова И.П. Проектирование технологий изготовления сварных конструкций. Л.: Судпромгиз, 1963 - 602 с.

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

90. Поведение стали при циклических нагрузках / Под ред. проф. В. Даля. М.: Металлургия, 1983. - 568 с.

91. Правила капитального ремонта магистральных нефтепродуктопроводов 0 100-720 мм без остановки перекачки. Уфа: ИПТЭР, 1991.-182 с.

92. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. М.: ПИО ОБТ, 1996. - 232 с.

93. Правила и нормы в атомной энергетике. М.: Энергоатомиздат, 1989.- 514 с.

94. Полуспокойные стали для строительных металлических конструкций. М.: Стройиздат, 1976. - 215 с. (Сб. тр. ЦНИИСК им. В.А.Кучереико).

95. Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений. М.: Мир, 1997.-302 с.

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

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

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

99. РД 39-0147103-387-87. Методика определения трещиностойкости материала труб нефтепроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1987. - 43 с.

100. Работнов Ю.Н., Васильченко Г.С. и др. Метод расчета конструкций на сопротивление хрупкому разрушению // Изв. АН СССР. Машиностроение. 1976. №1. - С. 62-68.

101. РД 39-0147103-361-86. Методика по выбору параметров труб и проверочного расчета линейной части магистральных нефтепроводов на малоцикловую прчиость. Уфа: ВНИСПТнефть, 1987. - 43 с.

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

103. РД 50-5551-85. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Расчетно-экспериментальные методы оценки сопротивления усталости сварных соединений. -М.: Изд-во стандартов, 1986.-52 с. (Гос. стандарты СССР).

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

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

106. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 53 с.

107. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975. -488 с.

108. Стеклов О.И. Стойкость материалов и конструкций к коррозии под напряжением. М.: Машиностроение, 1990. — 375 с.

109. Стеклов О.И., Басиев К.Д., Есиев Т.С. Прочность трубопроводов в коррозионных средах. Владикавказ: РИПП, 1995. - 75 с.

110. ТУ 14-162-14-96. Трубы бесшовные горячедеформированныенефтегазопроводные повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости / Давыдов В.Я., Галиченко E.H., Медведев А.П., Тетюева Т.В. (Держатель подлинника «Северский трубный завод»).

111. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.: Наука. 1975. - 576 с.

112. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластины и оболочки. -М.: Наука, 1966.-636 с.

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

114. Школьник JI.M. Скорость роста трещин и живучесть металла. М.: Металлургия, 1973. - 215 с.

115. Шоршолов М.Х., Чернышова Т.Д., Красовский А.И. Испытания металлов на свариваемость. М.: Металлургия, 1972. - 240 с.

116. Шрейдер A.B., Шпарбер И.С., Арчаков Ю.И. Влияние водорода на химическое и нефтяное оборудование. М.: Машиностроение, 1976. - 144 с.

117. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Деформация и разрушение. — М.: Машиностроение, 1974. -Ч. 1 472 с.

118. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ.

119. Фридель В.М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977. - 156 с.

120. Херцеберг Р.В. Деформация и механика разрушения конструкционных материалов. М.: Металлургия, 1989. 576 с.

121. Хажинский Г.М., Сухарев H.H. Расчет коэффициентов интенсивности напряжений для угловых сварных швов фланцевых соединений трубопроводов // Монтаж и сварка резервуаров и технологических трубопроводов. М., 1983. - С. 58-70.

122. Хуршудов А.Г., Сивоконь И.С., Маркин А.Н. Прогнозирование углекислотной коррозии нефтепроводов // Нефтяное хозяйство. 1989. -№ 11,- С. 59-61.

123. Хашимато У., Ипагаки М. // Автомат, сварка. 1967. - №8. - С. 26; №9. - С. 8.

124. Якушин Б.Ф. О достоверности критериев и способов оценки технологической прочности металлов в процессе кристаллизации при сварке // Свароч. пр-во. 1971. - №6. - С. 11-14.

125. Vuriolca N., Ohsita S., Tamehiro H. Pipeline Welding. AWRA symp. March. 1981, №1.-80 s.

126. Cheviet A., Grumbach M., Prudhomme M., Sanz G. Comparaison des resultants de divers essays de rapture frgile // Rev. de Metallurgie. 1970. №3. -P. 217-236.

127. Welding Handbook. Vol. 2. 7th Ed. - AWS, 1978. - 592 p.

128. Welding Handbook. Vol. 1. 7th Ed. - AWS, 1987.

129. Gourd L.M. Principles of welding technology. 2nd ed. - 1986. -234 p.