автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Совершенствование метода назначения зон неразрушающего контроля при оценке технического состояния аппаратов колонного типа

На правах рукописи

ГАТИН РАИЛЬ НАЗИПОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА НАЗНАЧЕНИЯ ЗОН НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРИ ОЦЕНКЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АППАРАТОВ КОЛОННОГО ТИПА

Специальность 05.02.13 - «Машины, агрегаты и процессы» (машиностроение в нефтеперерабатывающей промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа - 2010

004609449

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

Научный руководитель

доктор технических наук Закирничная Марина Михайловна.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кузнецов Владимир Александрович;

кандидат технических наук Кириллова Наталья Юрьевна.

Ведущая организация

ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ»

Защита состоится 2 июля 2010 года в 10-00 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 « 2.» июня 2010 года.

Ученый секретарь совета

Лягов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Большинство предприятий нефтеперерабатывающей промышленности России эксплуатируются более 40 лет, при этом степень износа их основных фондов достигает 80%. Современные требования к повышению глубины переработки нефти и качеству продукции, как правило, приводят к ужесточению условий эксплуатации оборудования или неблагоприятным сочетаниям рабочих параметров при совершенствовании технологии производства. Поэтому существует проблема эффективного технического диагностирования оборудования, выработавшего нормативный срок службы, в процессе оценки его остаточного ресурса, в том числе и обоснованного составления схемы контроля неразрушающими методами с учетом индивидуальных особенностей конструкции и напряженно-деформированного состояния (НДС).

Основным массообменным оборудованием в технологических процессах нефтепереработки являются колонные аппараты. В настоящее время определение их остаточного ресурса базируется на стандартных методиках расчета в области прочности сосудов и аппаратов. Исследованиям в области прочности сосудов и аппаратов и ресурса их безопасной эксплуатации посвящены работы Г.Л. Вихмана, А.Г. Вихмана, Б.С. Вольфсона, E.H. Гальперина, С.И. Зусмановской, И.Р. Кузеева, Р.Г. Маннапова, H.A. Махутова, В.Н. Мухина, В.И. Рачкова, H.A. Хапонена, A.A. Шаталова и др. Существующие методы расчетов на прочность основаны на упрощенном представлении колонного аппарата на различных этапах расчета и не позволяют получить комплексную картину его напряженно-деформированного состояния с учетом геометрических особенностей.

Известно, что НДС оборудования оказывает значительное влияние на процессы накопления повреждений при эксплуатации. Соответственно, данные о расположении и размерах зон концентрации напряжений необходимы для качественного выявления дефектов при оценке технического состояния оборудования как во время нормативного срока службы, так и после его окончания при определении остаточного ресурса.

В связи с этим следует признать актуальным исследование, посвященное оценке неоднородности напряженно-деформированного состояния колонных аппаратов с учетом размеров и расположения штуцеров и люков для выявления в их корпусе потенциально опасных зон зарождения и развития дефектов и последующего назначения в них неразрушающего контроля.

Цель работы

Совершенствование метода назначения зон неразрушающего контроля при оценке технического состояния аппаратов колонного типа на основе анализа неоднородности их напряженно-деформированного состояния с учетом размеров и расположения штуцеров и люков.

Задачи исследования

1 Анализ действующей нормативно-технической документации, используемой доя расчетов на прочность и диагностирования технического состояния и определения остаточного ресурса сосудов и аппаратов, а также литературных данных по результатам исследований в данной области.

2 Сравнительный анализ НДС колонного аппарата при рассмотрении его как оболочки и с учетом размеров и расположения штуцеров и люков на основе разработанной конечно-элементной модели с использованием программного комплекса (ПК) АЫЗУЭ.

3 Оценка изменения НДС и анализ распределения потенциально опасных зон в корпусе колонного аппарата при уменьшении толщины стенки корпуса в процессе эксплуатации.

4 Анализ распределения потенциально опасных зон в области тангенциального »вода сырья колонного аппарата на основе оценки его НДС и исследования гидродинамики потока среды в данной области с использованием ПК РЬС^УГЗЮК.

5 Разработка алгоритма назначения зон неразрушающего контроля для аппаратов колонного типа при оценке технического состояния на основе анализа неоднородности их НДС при учете штуцеров и люков.

Научная новизна

1 При численном моделировании колонного аппарата с учетом его геометрических особенностей, таких как размеры и взаимное расположение штуцеров и люков, установлено:

- в корпусе колонных аппаратов вне мест приварки штуцеров возникают дополнительные зоны концентрации напряжений, напряжения в которых превышают допускаемые значения. Для исследуемого колонного аппарата коэффициенты концентрации напряжений в данных зонах при номинальной толщине стенки корпуса достигают 3, при уменьшении толщины стенки до отбраковочной

увеличиваются до 8, т.е. указанные зоны являются потенциально опасными с точки зрения возникновения и развития дефектов;

- при тангенциальном вводе сырья в колонный аппарат возникают условия более интенсивного уменьшения толщины стенки обечайки за счет наложения зон гидродинамического воздействия потока и зон концентрации напряжений. Так, для исследуемого колонного аппарата скорость коррозионно-эрозионного разрушения в данной зоне превышает среднюю по аппарату в 2,5 раза.

2 Разработан алгоритм назначения зон неразрушающего контроля для аппаратов колонного типа при оценке технического состояния на основе анализа неоднородности их НДС при учете штуцеров и люков.

Практическая ценность

Разработанный алгоритм назначения зон неразрушающего контроля для аппаратов колонного типа при оценке технического состояния на основе анализа неоднородности их НДС при учете штуцеров и люков принят к внедрению в ООО «Диагностика»; разработанные методические рекомендации по оценке эффективности распределителя ввода сырья в колонный аппарат на основе исследования гидродинамики потока среды используются в учебном процессе ГОУ ВПО УГНТУ при проведении практических занятий по дисциплине «Машины и аппараты химических производств» специальности 130603 «Оборудование нефтегазопереработки» и направления 150400 «Технологические машины и оборудование»; методические рекомендации по оценке напряженно-деформированного состояния колонного аппарата с учетом размеров и расположения штуцеров применяются в ООО «Проект» в дополнение к проверочным прочностным расчетам колонных аппаратов.

Апробация работы

Основные результаты диссертационного исследования докладывались на семинаре «Остаточный ресурс нефтегазового оборудования» (г. Уфа, 2006 г.); 4-й Российской научно-технической конференции «Компьютерный инженерный анализ» (г. Екатеринбург, 2007 г.); 58-й, 59-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 2007, 2008 гг.); Международной научно-практической конференции «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (г. Уфа, 2008 г.).

Публикации

Содержание работы опубликовано в 9 научных трудах.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и основных выводов. Работа изложена на 116 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунков, 9 таблиц, список литературы из 102 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, сформулированы цель и задачи исследования, основные положения, выносимые на защиту, отражена научная новизна выполненных исследований и их практическая значимость.

В первой главе приведены сведения о современном состоянии нефтеперерабатывающей промышленности России, применении и роли колонного оборудования в нефтепереработке.

Описан существующий подход к оценке технического состояния оборудования, в соответствии с которым экспертными организациями, согласно действующей нормативно-технической документации (НТД), осуществлен переход к оценке индивидуального ресурса длительно эксплуатируемого оборудования. Требования НТД базируются на комплексном подходе, сочетающем результаты разрушающего и не-разрушающего контроля с поверочными расчетами на прочность. Однако применение различных методов и средств разрушающего и неразрушающего контроля и его объемы при проведении технического диагностирования оборудования определяются на основании требований НТД и результатов оперативной диагностики и не учитывают реальное напряженно-деформированное состояние оборудования.

В результате проведенного анализа нормативно-технической документации и литературы выявлено, что существующие подходы к выполнению расчетов на прочность сосудов и аппаратов, в том числе и колонных не дают комплексной картины напряженного состояния оборудования, поскольку не рассматривают все геометрические и конструктивные особенности аппарата на одном этапе расчета.

Как показали предварительные расчеты, расположение зон концентрации напряжений в аппаратах колонного типа существенно зависит от взаимного расположения штуцеров. Для примера на рисунке 1 показано изменение эквивалентных на-

пряжений в корпусе аппарата при сближении штуцеров условным диаметром 250 мм на расстояние от 2,4 до 0,6 м между их осями.

Й

б

i

О О

')Т

а б в г

Рисунок 1 - Напряженно-деформированное состояние фрагмента колонного аппарата

с расстояниями между осями штуцеров 2,4 м (а); 1,8 м (б); 1,2 м (в); 0,6 м (г) Поэтому в настоящее время существует необходимость проведения дополнительных исследований по оценке неоднородности НДС сосудов и аппаратов с учетом размеров и расположения штуцеров и люков, которые позволят выявить зоны концентрации напряжений, являющиеся потенциально опасными с точки зрения зарождения и развития повреждений. Из работ Э.М. Гутмана, Ф.Ф. Ажогина, Н.П. Жука и др. известно, что под действием повышенных растягивающих напряжений происходит увеличение скорости общей коррозии металла и при этом возможен переход коррозии из общей в местную, приводящий, в частности, к образованию коррозионных язв и коррозионному растрескиванию. Однако расположение подобных потенциально опасных зон в корпусе аппарата при проведении неразрушающего контроля и дефектоскопии в процессе технического диагностирования не учитывается.

Во второй главе описывается объект исследования - ректификационная колонна установки термического крекинга одного из нефтеперерабатывающих заводов г. Уфы. Рабочие параметры колонны следующие: давление до 1,5 МПа, температура низа - плюс 400 °С, температура верха - плюс 200 °С; рабочая среда - смесь паров реакционной камеры, флегмы и термогазойля. Материал колонны - двухслойная сталь 16ГС+08Х13, исполнительная толщина стенки обечайки 32 мм, днищ - 34 мм, диаметр 2400 мм, высота 24550 мм.

Принципиальная технологическая схема колонны с указанием рабочих температур (Т) и давлений (Р) технологических потоков приведена на рисунке 2.

В третьей главе проведена оценка напряженно-деформированного состояния ректификационной колонны методом конечных элементов с использованием ПК А^УЭ.

T=200ÜC: P=1,5 МПа

ввод острого орошения

Т=40°С; Р=1,5 МПа Л-1

вывод флегмы

Т=290°С: Р=1.5 МПа

ввод промывной жидкости_

Т=290°С; Р=1 5 МПа ввод сырья

Т=400°С; Р=1.5 МПа

N-5

■+Ч

г21--18-,

к-з

-12-,

_ ввод легких j ^ фракций из К-2

Т=100°С: Р=1,5 МПа ввод циркуляционного орошения_,

Т~100°С: Р=1,5МПэ

м о ввод промывной жидкости

Т=290"С; Р=1,5МПа

№ 1

вывод остатка

Т=400°С: Р=1,5 МПа

Рисунок 2 - Принципиальная технологическая схема колонны К-З

Расчетная модель колонного аппарата была построена в среде препроцессора PREP7 ПК ANS YS. Для решения задачи совместного термосилового нагружения был выбран восьмиузловой четырехугольный элемент SOLID5. Были наложены следующие граничные условия: внутреннее давление, температуры верха и низа колонны, ^авитационная составляющая. Закрепление опоры колонного аппарата было выполнено ограничением степеней свободы в узлах опорной поверхности нижнего кольца опорной обечайки. В горизонтальном направлении выполнялось ограничение перемещений вдоль оси X (UX=0) для узлов, лежащих на оси Z и, соответственно, вдоль оси Z (UZ=0) для узлов, лежащих на оси X. В вертикальном направлении производилось ограничение перемещений вдоль оси Y (UY=0) всех узлов опорной поверхности нижнего кольца.

Модель выполнялась однослойной, поскольку плакирующий слой используется в качестве коррозионной защиты и не несет расчетной нагрузки. В качестве свойств расчетного материала модели были заданы характеристики основного слоя металла - стали марки 16ГС в состоянии поставки: плотность; коэффициент теплопроводности; удельная теплоемкость; коэффициент Пуассона; модуль упругости; коэффициент температурного расширения.

На первом этапе исследований использовался стандартный подход к оценке НДС колонного аппарата при рассмотрении его как оболочки без штуцеров (рисунок 3, а).

Л-l

ш Ihk

pi а п-в

П-5 I

П-4

П-2

Ж-1

N-3

N-5

П-1

Il N-2

MX

-MM

0.15 8.15 16.2 24.3 32.4 40.5 48.6 56.7 64.8 72.9 [МПа] 0.30 26.0 51.9 77.9 104 130 156 182 208 234 [МПа] .277 -204 -132 -59 13.7 86.3 159 232 304 377(101

а б в

Рисунок 3 - Распределение эквивалентных напряжений по корпусу колонного аппарата при рассмотрении его в виде оболочки (а), с учетом диаметров и расположения штуцеров, люков (б) и распределение деформаций (в) при исполнительной толщине стенки корпуса 32 мм

Результаты расчетов в ПК А^Ув показали, что в этом случае напряжения в корпусе колонны однородны, составляют 50,1 МПа и отличаются от эквивалентных напряжений, определенных в соответствии с ГОСТ Р 51274-99, на 1,76%.

На следующем этапе оценки НДС исследуемого объекта проводилось рассмотрение колонны с учетом диаметров и расположения штуцеров и люков. Результаты расчетов показали, что учет данных факторов вносит значительные изменения в картину распределения напряжений в цилиндрической части корпуса колонного аппарата по сравнению с традиционным рассмотрением модели оболочки без отверстий. Распределение напряжений в корпусе аппарата в данном случае носит неравномерный характер (рисунок 3, б) - наблюдаются области с повышенными и пониженными напряжениями, располагающиеся как по окружности аппарата, так и по вертикали.

Результаты численного моделирования показали соответствие величин максимальных эквивалентных напряжений в местах приварки штуцеров и люков и значений напряжений, определенных с использованием теоретических коэффициентов концентрации напряжений согласно Р. Петерсону. Так, эквивалентные напряжения в месте приварки люка П-1 составили 234 МПа, при этом значение коэффициента концентрации напряжений равно 4,67 и отличается от теоретического на 2,71%.

Согласно требованиям НТД сварные швы приварки штуцеров и люков к корпусу аппарата при проведении технического диагностирования подлежат 100%-ному контролю неразрушающими методами, что способствует высокой вероятности выявления дефектов. Поэтому при анализе результатов последующих расчетов напряжения, возникающие непосредственно в местах приварки штуцеров и люков к корпусу аппарата, т.е. в самих концентраторах напряжений, в работе не рассматривались.

Оценка изменения НДС аппарата в случае учета нагрузки на штуцер от трубопроводной обвязки была проведена на примере штуцера ввода циркуляционного орошения в колонну условным диаметром 100 мм. Диапазон расчетных нагрузок ограничивался максимально допустимыми нагрузками на штуцеры аппарата, значения которых приняты проектными организациями для обеспечения оптимальных прочностных и экономических требований при проектировании трубопроводов и аппаратов нефтеперерабатывающих предприятий. Результаты расчетов НДС аппарата показали, что значения напряжений возрастают непосредственно в месте приварки штуцера к обечайке колонны. Вне данной области в корпусе аппарата напряжения увеличиваются не более чем на 5%. В связи с этим при оценке неоднородности НДС ко-

лонного аппарата в дальнейших расчетах нагрузки от трубопроводов не рассматривались.

Верификация расположения зон концентрации напряжений (ЗКН) по результатам расчетов в ПК А^УБ с их реальным расположением проводилась с помощью метода магнитной памяти металла. Данный метод основан на анализе распределения собственных магнитных полей рассеяния на поверхности исследуемого объекта с выявлением ЗКН. Общим признаком наличия ЗКН и развитых дефектов является резкое локальное изменение магнитного поля ¿НЛЗх и его градиента. Зоны максимальной концентрации напряжений соответствуют зонам с максимальными величинами градиентов поля. Указанный метод сертифицирован, имеет рекомендации Рос-технадзора РФ к применению при проведении технического диагностирования, также разработаны национальные стандарты по его применению (ГОСТ Р 52005-2003, 52081-2003, 52330-2005, 53006-2008).

Диагностика НДС колонного аппарата проводилась с использованием прибора - измерителя концентрации напряжений ИКН-2М-8 (сертификат соответствия Госстандарта РФ Яи.С.37.003.А №9192). Измерения проводились по внешней окружности аппарата на высотных отметках 1,5; 3,75; 9,25; 14,5; 20,0 м, а также по вертикальной образующей аппарата, отстоящей на 135° от оси люков П-1, П-2, П-5, П-б. Результаты обработки данных после замеров были представлены в виде распределения интенсивности изменения магнитного поля (1Н/с1х вдоль линии сканирования на поверхности контролируемого объекта.

Сравнение распределения напряжений, полученных при оценке НДС колонны в ПК А^УЗ, с распределением интенсивности изменения нормальной составляющей напряженности магнитного поля показало хорошую сходимость результатов. В качестве примера на рисунке 4 показано сравнение интенсивности изменения напряженности магнитного поля, полученной в результате замеров по окружности аппарата на высотной отметке 1,5 м, с распределением эквивалентных напряжений, полученных по той же окружности по результатам расчетов в ПК А^УЭ.

Как видно, участки с пиковыми значениями интенсивности изменения нормальной составляющей напряженности магнитного поля совпадают с участками повышенных напряжений, полученных в ПК А^УЭ. То есть концентраторы напряжений, зафиксированные прибором по значению напряженности магнитного поля, совпадают с выявленными расчетным путем локальными зонами концентрации напряжений.

— аншх

— с!Н2Л)х

_ йНЗМх

—

— (Ш5/с1х

— ¿НбИх

— <Ш7/(1х

— <Ш8«х

— сШЗДх

— <1Н10/с1х

— ¡ШИЛ1х

— ан 12/ах

Э.75 45 5.25 I.. и

'исунок 4 - Распределение интенсивности изменения напряженности магнитного поля (а) и распределение напряжений (б) по окружности аппарата (высотная отметка 1,5 м)

Из анализа основных видов повреждений сосудов и аппаратов нефтепереработки и нефтехимии, а также из работ Р.К. Галимова, И.Р. Кузеева, М.Л. Медведевой, М.Д. Рабкиной, А.Г. Хлуденева известно, что значительная доля повреждений аппаратов связана с протеканием в них эрозионно-коррозионных процессов под воздействием рабочей среды, Поэтому на следующем этапе для оценки изменения НДС аппарата в процессе эксплуатации были выполнены расчеты с уменьшением толщины стенки колонны. Диапазон изменения толщины стенки корпуса исследуемой колонны был принят от номинального значения (8Н0М), составляющего 32 мм, до отбраковочного значения согласно расчетам по ГОСТ Р 52857.2-2007, составляющего 14 мм.

На рисунке 5 для примера показано распределение эквивалентных напряжений на развертке корпуса колонного аппарата при толщине стенки 32, 24, 15 мм. Анализ распределения напряжений в корпусе аппарата показал, что максимальные напряжения нозникают в области расположения наибольших отверстий - люков колонного аппарата, и при уменьшении толщины стенки аппарата значения напряжений в данных зонах и их площадь увеличиваются. В области расположения нижних люков эквивалентные напряжения имеют более высокие значения (рисунок 6), что обусловлено воздействием несовой нагрузки.

0.66 17.1 33.6 50.1 66.5 83 0 99.5 116 132 149 [МПа] 0.34 23.4 46 5 69.5 92.8 116 139 162 185 208 [МПа] 0.28 42 83.8 126 167 209 251 293 334 376 [МПа]

а б В

Рисунок 5 - Распределение эквивалентных напряжений наразвертке корпуса колонного аппарата при толщин е стенки 32 мм (а), 24 мм (б), 15 мм (в)

П-1 (отм. 0,75 м) П-3 (отм. 10,25 м) -П-5 (отм. 17,8 м

П-2 (отм. 6,9 м) П-4 (отм. 13,95 м) П-6 (отм. 22,0 м)

0,00 0,06 0,13 0,19 0,25 0,31 0,38 0,44 0,50 0,56 Относительное изменение толщины стенки аппарата Д3/5И0М

Рисунок 6 - Максимальные эквивалентные напряжения в корпусе аппарата

в области расположения люков при уменьшении толщины стенки аппарата

Видно, что значения максимальных эквивалентных напряжений в корпусе колонного аппарата в области нижнего люка П-1 уже при начальной толщине стенки 132 мм) превышают допускаемые напряжения (122 МПа), а при уменьшении толщины стенки до 26 мм - достигают предела текучести (183 МПа), т.е. данная область .шляется потенциальным местом возникновения и развития дефектов.

Численное моделирование НДС аппарата с учетом размеров и расположения штуцеров и люков также позволяет оценить деформирование аппарата под действием рабочих параметров. Так, для рассматриваемого колонного аппарата под воздействием внутреннего давления происходит отклонение аппарата от вертикальной оси. Это связано с расположением люков с одной стороны сечения колонны и соответствующим неоднородным распределением напряжений, вызывающих повышенные продольные деформации практически по одной образующей колонны вдоль люков (см. рисунок 3, в).

В расчетной модели со штуцерами и люками при номинальной толщине стенки 32 мм отклонение верха колонны от вертикального положения составляет 74,3 мм. С уменьшением толщины стенки величина отклонения аппарата от яертикальной оси возрастает (рисунок 7).

Следовательно, возможное отклонение колонных аппаратов в процессе эксплуатации, связанное с их геометрическими особенностями, его направление и величину необходимо учитывать при проведении расчетов колонных аппаратов под действием динамических нагрузок.

Относительное изменение толщины стенки аппарата AS/S„04 Рисунок 7 - Изменение отклонения от вертикальной оси верхней части расчетной модели колонны с учетом штуцеров при уменьшении толщины стенки аппарата Как показали расчеты, размеры зон с повышенными напряжениями, их распределение по корпусу аппарата, а также увеличение их площади и направление распространения при уменьшении толщины стенки зависят от диаметра штуцера (люка), его расположения по высоте колонны и наличия поблизости других штуцеров и люков.

Анализ НДС аппарата в области штуцеров вне места их приварки показал, что величины напряжений в них зависят от диаметров штуцеров и их положения по высоте колонны. На рисунке 8, а приведены зависимости максимальных напряжений в данных зонах от толщины стенки корпуса при расположении штуцеров и люка на одной высотной отметке. На рисунке 8, б показаны зависимости влияния высотной отметки штуцера условным диаметром (Ду) 100 мм на напряжения в области его расположения.

1ЛЭ Э.С4 ОЙЗ Ci.il 0.75 О/:'] Il и 0,44 1.Л 0.W 0.33 1Ш 3.75 СМ О.ьЗ 3.55 050 0,44

г/71 ю-:и ге гты г ; ме; 1:ч кг ысга и< гг^лрл: '^Л,... Опкч'итм&но* и^менеьм^К'Л^нысгенни аппарата ,\УЬ„„

а б

Рисунок 8 - Зависимости максимальных эквивалентных напряжений в корпусе

колонны в зонах, возникающих около штуцеров различного диаметра и люка,

расположенных на одной высотной отметке (а), и штуцеров Ду 100 мм

при их расположении на различных высотных отметках (б)

По рисунку 8 видно, что при уменьшении толщины стенки корпуса значения напряжений в области штуцеров увеличиваются. При этом диаметр штуцера (люка) оказывает существенное влияние на величину возникающих в его области напряжений. Из зависимостей на рисунке 8, б видно, что значения напряжений в области штуцеров Ду 100 мм, располагающихся на различных высотных отметках, существенно не отличаются. Для исследуемого колонного аппарата напряжения в области штуцера, располагающегося на высотной отметке 16,600 м, имеют более высокие значения. Это связано с наличием на данной отметке штуцера Ду 250 мм и люка Ду500 мм.

Результаты численного моделирования НДС исследуемого колонного аппарата подтверждаются данными ультразвуковой толщинометрии аппарата, выполненной в процессе последнего технического диагностирования колонны. Наблюдается четкое совпадение областей с пониженными значениями замеренных толщин стенки корпуса аппарата и выявленных при расчетах зон концентрации напряжений, в которых согласно литературным данным имеет место интенсивное коррозионное разрушение. Так, минимальная толщина стенки аппарата при проведении замеров была выявлена в области нижнего люка П-1 и составила 28,5 мм при средней по аппарату 30,3 мм.

На примере тангенциального штуцера ввода сырья N-5 в колонну условным диаметром 300 мм установлено, что максимальные эквивалентные напряжений вне места его приварки выше, чем напряжения, возникающие при его радиальном исполнении (рисунок 9). Так, при номинальной толщине стенки аппарата различие напряжений составляет 6,7%.

300

250

т " £ С | = 200 Е К

5 1

§ § 150 8|

I & 100

О 2

50

, I ! I и I I 1,1 1 • тангенциальный штуцер | а радиальный штуцер

0,00 0,06 0,13 0,19 0,25 0,31 0,38 0,44 0,50 0,56 Относительное изменение толщины стенки аппарата ДЗ/Зво„

Рисунок 9 - Зависимость максимальных эквивалентных напряжений в области штуцера ввода сырья в случаях его радиального и тангенциального расположений при уменьшении толщины стенки корпуса аппарата в процессе эксплуатации

В качестве примера на рисунке 10 приведены распределения эквивалентных напряжений при различных значениях толщины стенки аппарата.

где а-32 мм; б-28 мм; в-25 мм; г-21 мм; д-17мм; е-14 мм

Рисунок 10 - Распределение эквивалентных напряжений в области штуцера ввода сырья N-5 при различных толщинах стенки корпуса аппарата Результаты проведенной ультразвуковой толщинометрии в области штуцера ввода сырья по сетке с размером квадрата 200x200 мм подтвердили результаты расчетов НДС аппарата. Так, была выявлена область I, в которой наблюдаются пониженные значения толщины стенки (рисунок 11).

Рисунок 11 - Результаты ультразвуковой толщинометрии в области штуцера ввода сырья Для уточнения расположения и размеров зон, требующих дополнительного контроля в области тангенциального штуцера ввода сырья, был проведен расчет гидродинамики потока среды в данной зоне и оценено ее влияние на НДС колонного аппарата.

В четвертой главе проведена оценка гидродинамики потока среды в зоне ввода сырья исследуемого колонного аппарата с использованием программного комплекса ИЛЖУгёЮК.

Зона ввода сырья находится в нижней части аппарата над каскадными тарелками и состоит из тангенциального штуцера N-5 условным диаметром 300 мм и кругового лопастного распределителя. Для проведения исследований в ПК ЗОЬГОХУСЖКЗ на основе чертежей колонного аппарата и распределителя, была создана трехмерная твердотельная модель зоны ввода сырья (рисунок 12, а).

Для проведения расчетов гидродинамики парожидкостного потока использовался ПК РШ\\ГУ181СЩ, который основан на конечно-объемном методе решения уравнений гидродинамики и предназначен для моделирования трехмерных течений жидкости и газа. Для расчетов применялась модель «Несжимаемая жидкость», позволяющая рассчитывать потоки двухфазной среды. При этом задавались следующие граничные условия:

- штуцер - вход потока;

- корпус аппарата, лопасти и стенки распределителя - стенка;

- нижняя часть распределителя - свободный выход потока;

- давление в аппарате 1,5 МПа;

-температура среды - плюс 400 °С.

Во вкладке «Граничные условия» также задавался параметр концентрации, соответствующий массовой доле одной из компонент в общем парожидкостном потоке.

Как показал анализ режимных листов работы установки, рассматриваемая ректификационная колонна имеет диапазон рабочей производительности от 120,3 до 165,8 кг/ч. Параметры потоков при максимальной и минимальной производительности колонны приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Параметры потоков при максимальной и минимальной производительности колонны

Параметр Производительность

минимальная максимальная

паровая фаза жидкая фаза паровая фаза жидкая фаза

Скорость потока, м/с 2,2 2,2 2,7 2,7

Массовая доля, % 14,6 85,5 14,3 85,7

Объемная доля, % 78,3 21,8 76,8 23,3

Плотность, кг/м* 31,7 669,6 34,1 672,9

Результаты расчетов показали, что даже при максимальной производительности колонны поток среды распределяется на 53,4% площади сечения распределителя, что говорит о его низкой эффективности (рисунок 12, б).

Внутренняя стенка

а б

Рисунок 12 - Модель распределителя ввода сырья в колонный аппарат (а) и распределение потока среды при максимальной загрузке колонны (б) Далее были исследованы условия возникновения и расположение зон максимального воздействия потока среды на обечайку аппарата при повышении эффективности его распределения. Схема подачи сырья в рассматриваемую колонну осуществляется под действием избыточного давления газов от реакционной колонны, поэтому повышение эффективности распределения потока среды было обеспечено путем увеличения его скорости при вводе в аппарат за счет уменьшения диаметра штуцера.

Расчеты проводились для штуцера ввода сырья условным диаметром 250, 200 и 150 мм для случаев работы колонны при минимальной и максимальной производительности. При этом массовые, объемные доли и плотности компонентов были приняты согласно таблице 1, а скорости потоков - согласно таблице 2.

Таблица 2 - Параметры потоков среды при различных диаметрах подводящих трубопроводов сырья в колонну

Условный диаметр трубопровода, мм Фаза Скорость при различной загрузке колонны, м/с

минимальная максимальная

150 пар 8,7 11,0

жидкость 2,4 3,3

200 пар 4,9 6,2

жидкость 1,4 1,9

250 пар 3,1 3,9

жидкость 0,87 1,2

а б

а - визуализация распределения потока среды, б - распределение давлений

Рисунок 14 - Результаты расчета гидродинамики потока жидкости

для диаметра штуцера 150 мм при максимальной загрузке колонны

Результаты расчетов представлены на рисунке 13 в виде зависимости распределения потока по сечению распределителя от диаметра штуцера. 100

е Ё эо §

а 5 70

5 ¡5.

|| 60 5 2

а! 50

§ I

1« 40

150 200 250 300

Условный диаметр штуцера, мм

Рисунок 13 - Зависимость распределения потока по сечению распределителя от диаметра штуцера Максимальное распределение потока по площади сечения распределителя происходит при условном диаметре штуцера ввода сырья 150 мм (рисунок 14, а) и составляет 89,8% от площади сечения распределителя, что является наиболее эффективным с точки зрения соблюдения технологии производства и процесса ректификации в колонне.

Однако увеличение скорости потока за счет уменьшения диаметра штуцера ввода сырья не является целесообразным, поскольку в данном случае имеется явная ;она воздействия потока на стенку аппарата (рисунок 14, б). Данный факт создает предпосылки к более интенсивному накоплению повреждений в зоне ввода сырья.

Кроме того, зона воздействия потока на стенку аппарата накладывается на зону концентрации напряжений, определенную при расчете НДС колонны, что подтверждается наличием области I (см. рисунок 11) с пониженными значениями толщины стенки аппарата в области ввода сырья (рисунок 15, а, б).

ЕВЯВЕ

в"

540 237 •67 370 671 ■97В ■1281 ■1565 ■1880 2192

а б

а - распределение напряжений; б - распределение давлений

Рисунок 15 - Область I в зоне ввода сырья

Таким образом, зона тангенциального ввода потока среды в колонный аппарат вследствие наличия и совпадения зоны повышенных напряжений и области воздействия потока среды на корпус аппарата подвержена наиболее интенсивному эрозионному износу и является зоной потенциального появления и развития дефектов. Оценка напряженно-деформированного состояния аппарата и исследование гидродинамики потока среды позволяют определить расположение и размеры данных зон, условия их наложения и обоснованно назначить дополнительные зоны контроля неразрушающими методами при проведении технического диагностирования оборудования.

В пятой главе разработан алгоритм назначения зон неразрушающего контроля в аппаратах колонного типа на основе оценки неоднородности их напряженно-деформированного состояния и выявления дополнительных зон концентрации напряжений при учете штуцеров и люков (рисунок 16). Алгоритм дополняет методику диагностирования технического состояния аппаратов колонного типа согласно существующей нормативно-технической документации.

Рисунок 16-Алгоритм назначения зон неразрушающего контроля для аппаратов колонного типа при оценке технического состояния на основе анализа неоднородности их НДС при учете штуцеров и люков

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Определено, что учет геометрических особенностей колонного аппарата, таких как размеры и расположение штуцеров и люков, позволяет оценивать неоднородность напряженно-деформированного состояния его корпуса и выявлять зоны концентрации напряжений вне мест приварки штуцеров, потенциально опасные с точки зрения зарождения и развития повреждения. Так, для рассматриваемого колонного аппарата при исполнительной толщине стенки 32 мм максимальные эквивалентные напряжения в зоне, возникающей в нижней части аппарата вне мест приварки штуцеров и люков, составляют 149 МПа, превышая номинальные напряжения в 2,92 раза и допускаемые - в 1,22 раза.

2 Показано, что значения эквивалентных напряжений, возникающих в дополнительных зонах концентрации напряжений, зависят от диаметров штуцеров, их размещения по высоте аппарата и значительно увеличиваются при уменьшении толщины стенки обечайки в процессе эксплуатации. Так, для рассматриваемого колонного аппарата при уменьшении толщины стенки аппарата при эксплуатации значения максимальных эквивалентных напряжений в корпусе достигают предела текучести при толщине стенки 26 мм, при отбраковочном значении толщины стенки 14,8 мм.

3 Выявлено, что неравномерное распределение продольных деформаций по корпусу аппарата из-за несимметричного расположения штуцеров и люков может привести к отклонению колонного аппарата от вертикальной оси. Так, для исследуемого колонного аппарата отклонение от вертикальной оси при рабочем режиме составляет 74,3 мм и возрастает до 153 мм при уменьшении толщины стенки аппарата до отбраковочной. Данный факт необходимо учитывать при расчетах аппаратов под действием динамических нагрузок.

4 Установлено, что тангенциальное расположение штуцера по сравнению с его радиальным исполнением, способствует увеличению напряжений и площади зоны с повышенными напряжениями в его области. Так, при номинальной толщине стенки исследуемого аппарата различие напряжений составляет 6,7%. Также в случае тангенциального ввода сырья имеет место наложение зон гидродинамического воздействия потока и зон концентрации напряжений и более интенсивное (в 2,5 раза) уменьшение толщины стенки аппарата от воздействия потока и повышенных напряжений.

5 Разработан алгоритм назначения зон неразрушающего контроля для аппаратов колонного типа при оценке технического состояния на основе анализа неоднородности их НДС при учете штуцеров и люков.

Содержание работы опубликовано в 9 научных трудах:

1 Закирничная М.М. Анализ уровня дополнительной нагрузки в зоне ввода сырья ректификационной колонны при учете гидродинамики потока среды / М.М. Закирничная, Р.Н. Гатин, Е.О, Белова // Нефтегазовое дело, 2007- Т.5, №2,- С.134-136.

2 Закирничная М.М. Определение допускаемой нагрузки на штуцеры с учетом общего напряженно-деформированного состояния колонного аппарата / М.М. Закирничная, Р.Н. Гатин // Вестник Саратовского государственного технического университета,- 2008 - №3 (35).- С. 35-39.

3 Гатин Р.Н. Анализ изменения напряженно-деформированного состояния аппаратов колонного типа при эксплуатации / Р.Н. Гатин, М.М. Закирничная // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: материалы Международной научно-практической конференции.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008.-С. 184-187.

4 Закирничная М.М. Моделирование зоны ввода сырья ректификационной колонны / М.М. Закирничная, Р.Н. Гатин // Компьютерный инженерный анализ: мате-риалы.4-й Российской научно-технической конференции - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008.-С. 29-31.

5 Гатин Р.Н. Необходимость учета гидродинамики потока жидкости и конструкции аппаратов колонного типа при определении остаточного ресурса / Р.Н. Гатин, М.М. Закирничная // Остаточный ресурс нефтегазового оборудования: сб. науч. трудов,-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006.-Nil.-C. 138-139.

6 Гатин Р.Н. Влияние штуцеров на напряженно-деформированное состояние аппаратов колонного типа / Р.Н. Гатин, М.М. Закирничная // Материалы 59-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.- Кн.1 / редкол.: Ю.Г. Матвеев и др.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008,- С. 212.

7 Белова Е.О. Гидродинамика потока жидкости в распределителе ввода сырья ректификационной колонны с использованием программы Flow Vision / Е.О. Белова, Р.Н. Гатин, М.М. Закирничная // Материалы 58-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых - Кн.1 / редкол.: Ю.Г. Матвеев и др.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007.-С. 152.

8 Закирничная М.М. Твердотельное моделирование при проектировании опасных производственных объектов / М.М. Закирничная, Р.Н. Гатин, Е.И. Иванова и дрМ Мировое сообщество: проблемы и пути решения: сб. науч. ст.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004-№17.- С. 6-13.

9 Кузеев И.Р. Проектирование опасных производственных процессов с использованием метода твердотельного моделирования / И.Р. Кузеев, М.М. Закирничная, Р.Н. Гатин и др.// Нефтегазопереработка и нефтехимия - 2005: материалы Международной научно-практической конференции.- Уфа: Издательство ГУП ИНХП РБ, 2005.- С. 369-375.

Подписано в печать 24.05.10. Бумага офсетная. Формат 60x80 1/16. Гарнитура «Тайме». Усл. печ. л. I. Тираж 100. Заказ 111. СКУ «Бункер»

450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. М. Пинского, 6.

Введение

Глава 1 Анализ особенностей и проблемы обеспечения работоспособности колонных аппаратов на предприятиях нефтепереработки

1.1 Состояние нефтеперерабатывающей отрасли России

Д.2 Модернизация нефтеперерабатывающих предприятий и роль в ней колонного оборудования '

1.3 Повреждения колонных аппаратов

1.4 Техническое диагностирование и определение ресурса сосудов и аппаратов

1.5 Анализ нормативно-технической документации по расчетам на прочность колонных аппаратов

1.5.1 Расчет на прочность обечаек аппарата и днищ

1.5.2 Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий

1.5.3 Методика расчета на прочность колонного аппарата

1.5.4 Методика расчета на прочность укрепления отверстий

1.6 Предварительные расчеты напряженно-деформированного состояния колонного аппарата при сближении штуцеров

Выводы по главе

Глава 2 Описание объекта исследования

2.1 Характеристика исследуемого колонного аппарата

2.2 Описание работы колонны К

Выводы по главе

Глава 3 Оценка неоднородности напряженно-деформированного состояния колонного аппарата ~

3.1 Определение НДС аппарата при номинальной толщине стенки корпуса

3.1.1 Построение модели и оценка НДС аппарата как сплошной оболочки

3.1.2 Построение модели и оценка НДС аппарата с учетом штуцеров и люков

3.1.3 Определение НДС аппарата при учете нагрузок на штуцеры

3.2 Верификация результатов расчета

3.2.1 Метод магнитной памяти металла

3.2.2 Диагностирование исследуемого колонного аппарата

3.3 Оценка НДС аппарата с учетом штуцеров и люков при уменьшении толщины стенки корпуса

Выводы по главе

Глава 4 Оценка гидродинамики потока среды в зоне ввода сырья колонного аппарата

4.1 Создание расчетной модели зоны ввода сырья

4.2 Оценка гидродинамики потока среды при различных диаметрах штуцера ввода сырья

Выводы по главе

Глава 5 Алгоритм назначения зон неразрушающего контроля в аппаратах колонного типа на основе оценки неоднородности их напряженно-деформированного состояния

Выводы по главе

Большинство предприятий нефтеперерабатывающей промышленности России эксплуатируются более 40 лет, при этом степень износа их основных фондов,достигает 80%. Современные требования, к.повышению-глубины переработки нефти и качеству продукции, как- правило, приводят к ужесточению условий эксплуатации оборудования* или неблагоприятным сочетаниям* рабочих параметров при совершенствовании технологии производства. Поэтому существует проблема эффективного технического диагностирования, оборудования, выработавшего^ нормативный срок службы, в,процессе оценки его-остаточного ресурса, в.том числе и обоснованного составления схемы-контроля неразрушающими методами с учетом индивидуальных особенностей; конструкции и напряженно-деформированного состояния (НДС).

Основным массообменным оборудованием в технологических процессах нефтепереработки являются колонные аппараты. В настоящее время определение их остаточного.ресурса базируется на стандартных методиках расчета в области прочности сосудов и аппаратов. Исследованиям в области-прочности сосудов и аппаратов-и ресурса их безопасной эксплуатации.посвящены работы F.JI. Вихмана, А.Г. Вихмана, Б.С. Вольфсона, Е.Н. Гальперина, С.И. Зус-мановской, И.Р. Кузеева, P.F. Маннапова,,Н.А. Махутова, В.Н. Мухина, В.И. Рачкова, Н.А. Хапонена, А.А. Шаталова и др. Существующие методы расчетов на прочность основаны на упрощенном представлении колонного аппарата на. различных этапах расчета и не позволяют получить комплексную картину его напряженно-деформированного состояния с учетом геометрических особенностей:

Известно, что НДС оборудования оказывает значительное влияние на процессы накопления повреждений при эксплуатации. Соответственно, данные о расположении и размерах зон концентрации напряжений необходимы для качественного выявления дефектов, при оценке технического состояния оборудования как во время нормативного срока службы, так и после его окончания при определении остаточного ресурса.

В связи с этим следует признать актуальным исследование, посвященное оценке неоднородности напряженно-деформированного состояния колонных аппаратов с учетом размеров и расположения штуцеров и люков для выявления в их корпусе потенциально опасных зон зарождения и развития дефектов и последующего назначения в них неразрушающего контроля.

Целью диссертационной работы является совершенствование метода назначения^ зон неразрушающего контроля при оценке технического состояния аппаратов колонного типа на основе анализа неоднородности их напряженно-деформированного состояния с учетом размеров и расположения штуцеров и люков.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1 Анализ действующей нормативно-технической документации, используемой для расчетов на прочность и диагностирования технического состояния и определения остаточного ресурса сосудов и аппаратов, а также литературных данных по результатам исследований в данной области.

2 Сравнительный анализ НДС колонного аппарата при рассмотрении его как оболочки и с учетом размеров1 и расположения штуцеров и люков на основе разработанной конечно-элементной модели с использованием программного комплекса (ПК) ANSYS.

3 Оценка изменения НДС и анализ распределения потенциально опасных зон в корпусе колонного аппарата при уменьшении толщины, стенки корпуса в процессе эксплуатации.

4 Анализ распределения потенциально опасных зон в области тангенциального ввода сырья колонного аппарата на основе оценки его НДС и исследования гидродинамики потока среды в данной области с использованием ПК FLOWVISION.

5 Разработка алгоритма назначения зон неразрушающего контроля для аппаратов колонного типа при оценке технического состояния на основе анализа неоднородности их НДС при учете штуцеров и люков.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

1 При численном моделировании колонного аппарата с учетом его геометрических особенностей, таких как размеры и взаимное расположение штуцеров и люков, установлено: в корпусе колонных аппаратов вне мест приварки штуцеров возникают дополнительные зоны концентрации напряжений, напряжения в которых превышают допускаемые значения. Для исследуемого колонного аппарата коэффициенты концентрации напряжений в данных зонах при номинальной толщине стенки корпуса достигают 3, при уменьшении толщины стенки до отбраковочной увеличиваются до 8, т.е. указанные зоны являются потенциально опасными с точки зрения возникновения и развития дефектов; при тангенциальном вводе сырья в колонный аппарат возникают условия более интенсивного уменьшения толщины стенки обечайки за счет наложения зон гидродинамического воздействия- потока и зон концентрации напряжений. Так, для исследуемого колонного аппарата скорость коррозион-но-эрозионного разрушения в данной зоне превышает среднюю по аппарату в 2,5 раза.

2 Разработан алгоритм назначения зон неразрушающего контроля для аппаратов колонного типа при оценке технического состояния на основе анализа неоднородности их НДС при учете штуцеров и люков.

Практическая ценность выполненной работы заключается в разработке методических рекомендаций по теме исследования. Разработанный алгоритм назначения зон неразрушающего контроля для аппаратов колонного типа при оценке технического состояния на основе анализа неоднородности их НДС при учете штуцеров и люков принят к внедрению в ООО «Диагностика»; разработанные методические рекомендации по оценке эффективности распределителя ввода сырья в колонный аппарат на основе исследования гидродинамики потока среды используются в учебном процессе ГОУ ВПО УГНТУ при проведении практических занятий по дисциплине «Машины и аппараты химических производств» специальности 130603 «Оборудование нефтегазо-переработки» и направления 150400 «Технологические машины и оборудование»; методические рекомендации по оценке напряженно-деформированного состояния колонного аппарата с учетом размеров и расположения штуцеров применяются в ООО «Проект» в дополнение к проверочным прочностным расчетам колонных аппаратов.

Выводы по главе 5

1. Использование численных методов определения напряженно-деформированного состояния колонного оборудования и проведенный анализ неоднородности НДС при учете штуцеров и люков позволили разработать алгоритм назначения зон неразрушающего контроля для аппаратов колонного типа при оценке технического состояния.

2. Использование предложенного алгоритма позволяет получить комплексную картину напряженно-деформированного состояния оборудования, обоснованно назначить зоны неразрушающего контроля и, соответственно, более обоснованно назначать остаточный ресурс эксплуатации колонного оборудования.

1. Капустин В.М. Проблемы развития нефтепереработки в России // Технологии ТЭК. №4, 2006.- с. 60-64.

2. Фарамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация.- М.: Химия, 1978,- 352 с.

3. Хуснияров, М.Х., Бугаева Ю.В. Оценка последствий аварий на пожаровзрывоопасных объектах нефтепереработки и нефтехимии: учеб. пособие; УГНТУ, Каф. ХНК, Каф. МАХП.-Уфа : Изд-во УГНТУ, 1997. 52 с.

4. Лебедев Ю.Н., Чекменев В.Г. Массообменные колонные аппараты: современные принципы конструирования // Химия и технология топлив и масел №1, 2002.- С.25-28.

5. Кузеев И.Р., Захаров Н.М., Евдокимов Г.И. Повреждаемость колонных аппаратов нефтепереработки и нефтехимии.- Учебное пособие.-Уфа: УГНТУ, 1997.- 54 с.

6. Кузеев И. Р., Евдокимов Г.И., Захаров Н.М. Эксплуатационная надежность колонных аппаратов нефтепереработки и нефтехимии: учеб. пособие.- УГНТУ, каф. МАХП, каф. ХНГ.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997. 77 с.

7. Будилов И.Н. Оценка прочности оборудования с учетом локальных дефектов // Нефтепереработка и нефтехимия. 2000. - №1.— С.34-38.

8. Поляков А. А. Механика химических производств: учеб. пособие для вузов.— 3-е изд., стер.-М. : Альянс : Путь, 2007. 392 с.

9. Броек Д. Основы механики разрушения: Пер. с англ.— М.: Мир, 1989.-512 с.

10. Махутов Н.А., Пермяков В.Н. Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов — Новосибирск: Наука, 2005 — 516 с.

11. Маннапов Р.Г. Прогнозирование ресурса оборудования по изменению параметров технического состояния // Химическое и нефтяное машиностроение, №3 1992.

12. Раймонд Э.Д., Шиганов Н.В. Экспериментальное исследование влияния местных утонений металла на прочность цилиндрических оболочек // Проблемы прочности, №4, 1974 г.

13. Зайнуллин Р.С. Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости— Уфа: Изд-во Госсобрания РБ.-1997.-426с.

14. Бакиев А.В., Кузеев И.Р., Мухин В.Н., Самохин Ю.Н. Оценка остаточного ресурса деформированных биметаллических реакторов коксования: Учебное пособие — Уфа: Изд-во УНИ.— 1990 г-116 с.

15. Медведева M.JI. Коррозия и защита оборудования при переработке нефти и газа М.: 311 с.

16. Хлуденев А.Г., Рябчиков Н.М., Хлуденев С.А., Южанин С.Н., Гриценко В.Б. Моделирование кинетики износа технологического оборудования нефтехимических производств // Безопасность труда в промышленности, №3, 2005 г.- с. 50-54.

17. Ситенков В.Т. Гидродинамическая коррозия двухфазных трубопроводов нефти и газа // Нефть, газ и СРП: Приложение к журналу "Нефтегазовые технологии".—№4, 2004 С.14-16.

18. Галимов Р.К. Динамика напряженно-деформированного состояния резервуара при коррозии его оболочки // Защита металлов. 2006. - Т.42 , №2 .-С. 190-203.

19. Галимов Р.К. Динамика напряженно-деформированного состояния и коррозия оболочки резервуара. Теоретический расчет // Защита металлов. -2007. Т.43 , №1- С. 3-17.

20. Гельперин Н. И., Пебалк B.JI., Костанян А.Е. Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности: научное издание —М. : Химия, 1977. 261 е.: ил.

21. Самигуллин, Г.Х., Ахмадеев Н.А., Филимонов Е.А.Прогнозирование остаточного ресурса нефтезаводского оборудования // Обеспечение промышленной безопасности опасных производственныхобъектов ТЭК РБ: Материалы III респ.науч.-техн.семинара- Уфа,2002. -С.15.

22. Дубов А.А. Проблемы оценки остаточного ресурса стареющего оборудования // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2003. - №4. -С.41-44.

23. РД 09-539-03 Положение о порядке проведения экспертизы промышленной безопасности в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности / колл. авт.- М.: ОАО «НТЦ Промышленная безопасность», 2004 — 23 с.

24. ДиОР-05 Методика диагностирования технического состояния и определения остаточного ресурса технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических производств— Волгоград: ВНИКТИнефтехимоборудование, 2006 — 43 с.

25. РД 03-421-01 Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов.-М., 2001- 98 с.

26. ИТН-93. Инструкция по техническому надзору, методам ревизии и отбраковке трубчатых печей, резервуаров, сосудов и аппаратов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.— Волгоград: ВНИКТИнефтехимоборудование, 1995.-98 с.

27. СО 153-34.17.439-2003 Инструкция по продлению срока службы сосудов, работающих под давлением,—М., 2003 — 32 с.

28. РД 03-606-03 Инструкция по визуальному и измерительному контролю.-М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 2004- 53 с.

29. ПБ 03-576-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Серия 03. Выпуск 24 / колл. авт.- М.: ОАО «НТЦ Промышленная безопасность», 2007 188 с.

30. ГОСТ Р 52857.2-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ-М.: Изд-во Стандартинформ, 2008.-41 с.

31. Бондаренко Ю.К. Проблемы определения ресурса сварных конструкций: Обзор . // Техническая диагностика и неразрушающий контроль.-№1, 2005 .- С.3-9.

32. Зусмановская С.И., Мишин В.П., Мамонтов Г.В. Совершенствование норм и методов расчета на прочность нефтеперерабатывающего и нефтехимического оборудования // Химическое и нефтяное машиностроение, №1, 1989 — с. 6-8.

33. Халимов А.Г., Зайнуллин Р.С., Халимов А.А. Техническая диагностика и оценка ресурса аппаратов: Учеб. пособие Уфа: Изд-во1. УГНТУ, 2001. 408 с. ил.

34. Гриб В.В. Диагностика технического состояния оборудования нефтегазохимических производств. (Справочное и методическое пособие.) Издание 2-е переработанное и дополненное.- М.:.ЦНИИТЭнефтехим, 2002.268 с.

35. Бобров В.А., Чикунов А.Н., Орлов JI.B., Мищук В.Д. Техническая диагностика оборудования из коррозионно-стойких сталей и биметаллов в химической,нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности // Контроль. Диагностика №5, 2003 — С.46-50.

36. Вихман Г.Л., Круглов С.А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов.- М.: Машиностроение, 1978.- 328 с.

37. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры — Л.: Машиностроение, 1970 г.— 752 с.

38. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимик.- М.: Недра, 2000.- 552 с.

39. Молоканов Ю.К. Процессы и аппараты нефтегазопереработьси.-М.: Химия, 1980.- 408 с.

40. Адельсон С.В. Процессы и аппараты нефтепереработки и нефтехимии.- М.: Гостоптехиздат, 1963.- 311 с.

41. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической, и нефтехимической технологии.- М.: Химия, 1972.- 498 с.

42. ГОСТР 52857.1-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования — М.: Изд-во Стандартинформ, 2008 23 с.

43. ГОСТ Р 52857.4-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений — М:: Изд-во Стандартинформ, 2008 37 с.

44. ГОСТ Р 52857.5-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок — М.: Изд-во Стандартинформ, 2008 23 с. „

45. ГОСТ Р 52857.6-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках — 1VL: Изд-во Стандартинформ, 2008 — 17 с.

46. ГОСТ Р 52857.7-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Теплообменные аппараты— М.: Изд-во Стандартинформ; 2008.-47 с.

47. ГОСТ Р 52857.8-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты с рубашками— М.: Изд-во Стандартинформ, 2008 — 27 с.

48. ГОСТ Р 52857.9-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение напряжений в местах пересечений штуцеров с обечайками и днищами при воздействии давления и внешних нагрузок на штуцер —М.: Изд-во Стандартинформ, 2008 — 9 с.

49. ГОСТ Р 52857.10-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты, работающие с сероводородными средами — М.: Изд-во Стандартинформ, 2008.- 3- с.

50. ГОСТ Р 52857.11-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы, расчета на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некруглости обечаек -М.: Изд-во Стандартинформ, 2008 — 11 с.

51. ГОСТ Р 52857.12-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Требования к форме представления расчетов на прочность, выполняемых на ЭВМ.— М.: Изд-во Стандартинформ, 2008 — 3 с.

52. ГОСТ Р 51273-99 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий— М.: ИПК Изд-во стандартов, 1999. 12 с.

53. ГОСТ Р 51274-99 Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчета на прочность — М.: ИПК Изд-во стандартов, 1999. — 12 с.

54. ПБ 03-584-03 Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных. Серия 03. Выпуск 2/ колл. авт.- М.: ОАО «НТЦ Промышленная безопасность», 2006 104 с.

55. ГОСТ Р 52630-2006 Сосуды и аппараты стальные сварные Общие технические условия — М.: Стандартинформ, 2007 — 78 с.

56. Тляшева P.P., Ильин К.А. Исследование поведения ректификационной колонны при воздействии взрывной волны с применением программного комплекса ABAQUS // Остаточный ресурс нефтегазового оборудования: сб. науч. тр.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006-Вып. 1—С. 7.

57. Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров: Справ, пособие. М.: Машиностроение-1, 2004.-512 с.

58. Кириллова Н.Ю. Оценка остаточного ресурса длительно эксплуатируемого реакционного оборудования из углеродистой стали с учетом охрупчивания: Автореферат на соиск. учен. ст. канд. техн. наук — Уфа: УГНТУ, 2006.- 23 с.

59. Кузнецов А. А. Разработка метода оценки неоднородности напряженно-деформированного состояния реакторов установки замедленного коксования: Автореферат на соиск. учен. ст. канд. техн. наук.— Уфа: УГНТУ, 2007.-24 с.

60. Шерстобитова Р.Т. Повышение безопасности РВС, длительно эксплуатируемых в условиях низких температур: Автореферат на соиск. учен. ст. канд. техн. наук — Уфа: УГНТУ, 2008.— 24 с.

61. Кузнецов А.А., Кузеев М.И., Махутов Н.А. Термодеформирование оболочки реактора установки замедленного коксования при взаимодействии с затопленной струей // Нефтегазовое дело. 2007. - Т.5 , №1 . - С. 169-173.

62. Огородникова О.М. Комплексный подход к решению проблем прочности // Мировое сообщество: проблемы и пути решения. 2004. - Вып. 15.-С.31-33.

63. Лукьянова Н.Э. Влияние дополнительных нагрузок на напряженно-деформированное состояние вертикальных стальных резервуаров // Мировое сообщество: проблемы и пути решения. 2004. - №15. - С.74-78.

64. Лукьянова И.Э. Использование программного комплекса ANSYS при исследовании НДС вертикальных стальных резервуаров // Мировое сообщество: проблемы и пути решения. 2005. - №5. - С.66-69.

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

66. Зубченко А.С. Марочник сталей и сплавов. 2-е изд., доп. и испр. / А.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В. Каширский и др.— М.: Машиностроение, 2003— 784 с.

67. Махутов Н.А., Драгунов Ю.Г., Фролов К.В. и др. Несущая способность парогенераторов водо-водяных энергетических реакторов — М.: Наука, 2003.- 440 с.

68. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: В 2 ч. / Н.А. Махутов— Новосибирск: Наука, 2005— Ч. 1: Критерии прочности и ресурса — 494 с.

69. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: В 2 ч. / Н.А. Махутов- Новосибирск: Наука, 2005 Ч. 2: Обоснование ресурса и безопасности — 610 с.

70. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии — М.: «Металлургия», 1974.-232 с.

71. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов- Л.: «Металлургия», 1976.-482 с.

72. Ажогин Ф.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей —М.: «Металлургия», 1974.-256 с.

73. Почтман Ю.М., Фридман М.М. Учет влияния- напряженного состояния на кинетику коррозии цилиндрических резервуаров // Проблемы прочности, №1, 1998.- С.77.

74. Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Нефтеперерабатывающая промышленность: Справ. Изд./ Под ред. Ю.И. Арганова, A.M. Сухотина.- Л.: Химия, 1990.- 400 с.

75. Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений: Пер. с англ.—М.: Мир, 1977.-304 с.

76. J. G. Lekkerkerker. Stress Concentration Around Circular Holes in Cylindrical Shells, Proc. 11th Internat. Congr. Appl. Mech., Springer, Berlin (1964), p. 283.

77. A. C. Eringen, A. K. Naghdi, and С. C. Thiel. State of Stress in a Circular Cylindrical Shell with a Circular Hole, Welding Research Council Bulletin, 102 (1965).

78. P. Van Dyke, "Stresses about a Circular Hole in a Cylindrical Shell", AJAA J., Vol. 3 (1965), p. 1733; имеется перевод: Ракетная техника и космонавтика, 1965, № 9 — с. 211.

79. D. S. Houghton and A. Rothwell, "The Effect of Curvature on the Stress-Concentration Around Holes in Shells", College of Aeronautics, Cranfield, England. Rpt, 1962.-p. 156.

80. M. Hamada, K. Yokoya, M. Hamamoto, and T. Masuda, "Stress Concentration of a Cylindrical Shell with One or Two Circular Holes", Bull. Japan Soc. Mech. Eng., Vol. 15, 1972.-p. 907.

81. Пимштейн П.Г., Мордина Г.М., Барабанова Л.П. Напряженное состояние штуцерных узлов в цилиндрической стенке сосудов давления // Химическое и нефтегазовое машиностроение, №4, 2003 .— с. 3.

82. Скопинский В.Н., Сафронов А.А., Назаров Н.А. Локальные напряжения в обечайках аппаратов и сосудов давления// Химическое и нефтегазовое машиностроение, №2, 2003 .- с. 3.

83. Шаталов А.А., Хапонен Н.А., Миркин А.З., Краснокутский А.Н., Кабо Л.Р. Расчет жесткости и прочности узлов врезки штуцеров сосудов и аппаратов. //Химическое и нефтегазовое машиностроение, №2, 2003 —с. 11-14.

84. Мухин В.Н., Тороватов А.И., Эльманович Э.И. Напряженно-деформированное состояние цилиндрического корпуса сосуда давления при локальном нагреве // Проблемы прочности, №10, 1990 — С.85-88.

85. РД 26.260.09-92 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность цилиндрических обечаек и выпуклых днищ в местах присоединения штуцеров при внешних статических нагрузках. М.: 1992 — 7 с.

86. РТМ УП1-1342 Допускаемые локальные радиальные нагрузки дляцилиндрических сосудов и аппаратов — М., 1976 г.— 215 с.

87. Краснокутский А.Н., Тимошкин А.А. Проблемы расчета прочности и жесткости штуцеров // CADmaster ,№ 3, 2007.

88. ГОСТ Р ИСО 24497-1-2009 Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Часть 1. Термины и определения.

89. ГОСТ Р ИСО 24497-2-2009 Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Часть 2. Общие требования.

90. ГОСТ Р ИСО 24497-3-2009 Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Часть 3. Контроль сварных соединений.

91. Власов В.Т., Дубов А.А. Физические основы метода магнитной памяти металлов. Учебное пособие.- М.: ООО "Энергодиагностика", 2007.- 30 с.

92. Дубов А.А. Экспресс-метод контроля сварочных напряжений // Сварочное производство. №11, 1996.- С. 17-19.

93. Рабкина М.Д. Оценка коррозионных поражений колонн ректификации и сероочистки углеводородных газов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2005. - №2. - С. 3-8.

94. Броунштейн Б.И., Щеголев В.В. Гидродинамика, массо- и теплообмен в колонных аппаратах — JL: Химия, 1988 — 336 с.

95. Слободов Е.Б., Проворный C.JI. Гидродинамика промышленных адсорбционных аппаратов // Химическое и нефтегазовое машиностроение — №1, 1997.-С. 18-20.

96. Косырев В.М. Гидродинамика пристенных потоков в секционном барботажном реакторе // Химическое и нефтегазовое машиностроение — №1, 2006.-С. 31-33.

97. Руководство пользователя FlowVision.- М.: ООО «Тесис», 2007.300 с.