авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Совершенствование технологии изоляции трубопроводов полимерными ленточными покрытиями с двусторонним липким слоем

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи





Харисов Рустам Ахматнурович



СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ технологии изоляции трубопроводов полимерными ленточными покрытиями с двусторонним липким слоем

Специальность 25.00.19 – «Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ»




автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук



Уфа – 2011

Работа выполнена на кафедре «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ» Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель : доктор технических наук, профессор

Мустафин Фаниль Мухаметович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Коршак Алексей Анатольевич

кандидат технических наук, доцент

Нечваль Андрей Михайлович

Ведущая организация: ОАО «Институт «Нефтегазпроект»

Защита состоится «29» июня 2011 года в 1500 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.04 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 «26» мая 2011 года.

Ученый секретарь Совета В.У.Ямалиев


общая характеристика работы

актуальность работы

Надежность систем трубопроводного транспорта является важнейшим фактором стабильности и роста экономики страны, позволяющий государству регулировать поставки энергоресурсов как на внешний рынок, так и для обеспечения внутренних потребностей.

Одним из путей решения проблемы повышения надёжности эксплуатации нефтегазопроводов является использование новых эффективных научно обоснованных технологий строительства и ремонта трубопроводных систем.

Коррозия – один из основных факторов, определяющих межремонтный срок эксплуатации трубопроводов. Порядка 45% аварий от их общего количества происходит по причине коррозии. Эффективность противокоррозионной защиты в значительной степени определяет уровень надёжности трубопровода. В связи с этим совершенствование методов и средств защиты трубопроводов является весьма актуальным.

В последнее время при строительстве трубопроводов применяются трубы с качественными и долговечными заводскими изоляционными покрытиями. Однако удельный вес покрытий, наносимых в трассовых условиях, все еще велик.

По данным ООО «ВНИИСТа» и ООО «ВНИИГАЗа» около 40% трубопроводов изолируются полимерными ленточными покрытиями. Практически на все мастичные покрытия также наносится полимерная обёртка. Срок службы у них составляет около 15 лет, что обуславливает необходимость проведения дорогостоящего капитального ремонта с полной заменой изоляции.

Согласно исследованиям ОАО «Трубоизоляция» полимерный материал может служить 50 и более лет. Одним из основных недостатков полимерных ленточных покрытий, наносимых в трассовых условиях, является низкая адгезия и водопроницаемость нанесенного покрытия в местах нахлёста витков.

Цель работы: повышение степени защиты от коррозии подземных трубопроводов на основе совершенствования конструкции и технологии нанесения изоляционного полимерного ленточного покрытия с двусторонним липким слоем.

Задачи исследований

1. Разработка классификации защитных покрытий трубопроводов, содержащую назначение, типы, способы и технологию их нанесения на трубопровод;

2. Исследования усилия отрыва, водопроницаемости, относительного удлинения, прочности, сопротивления разрыву и сдвигающих напряжений в нахлесточном соединении для усовершенствованной конструкции изоляционного полимерного ленточного покрытия с двусторонним липким слоем;

3. Оценка влияния повреждения изоляционного покрытия подземного трубопровода на параметры его защиты от коррозии;

4. Разработка технологии нанесения полимерных ленточных покрытий с двусторонним липким слоем в трассовых условиях.

Научная новизна

1. Получены зависимости определения усилия отрыва и водо-проницаемости от ширины нахлесточного соединения для различных температур при использовании полимерных ленточных покрытий с двусторонним липким слоем.

2. Получена аналитическая зависимость изменения переходного сопротивления изоляционного покрытия от степени её повреждения для трубопроводов диаметром 325 мм и 530 мм при различных значениях удельного электросопротивления песка и суглинка.

На защиту выносятся экспериментальные исследования, теоретические выводы и обобщения, разработанная методика, технические и технологические решения по повышению надежности изоляции трубопроводов с применением полимерных ленточных покрытий с двусторонним липким слоем и отделяемой антиадгезионной лентой.

Практическая ценность

1. Предлагаемый способ и технология изоляции и ремонта трубопроводов полимерными ленточными покрытиями с двусторонним липким слоем, внедрены при сооружении и ремонте трубопроводов ООО «СМУ-4» и НГДУ «РИТЭКнефть» ОАО «РИТЭК». На разработанную конструкцию полимерного ленточного покрытия с двусторонним липким слоем и отделяемой антиадгезионной лентой получен патент на изобретение №2205324 «Конструкция изоляционной ленты трубопроводов», а основные результаты легли в основу отраслевого нормативно-технического документа РД 39Р-00147105-039-2010 «Инструкция по применению полимерных изоляционных лент и оберток с двусторонним липким слоем».

2. Разработанная методика проведения экспертных оценок по определению оптимальной конструкции защитного покрытия трубопроводов с учетом конкретных свойств, оказывающих влияние на предпочтительность выбора защитного покрытия, внедрена в Уфимском филиале «УфаГИПРОтрубопровод» ОАО «ГИПРОТРУБОПРОВОД» и рекомендована в других филиалах и проектных институтах.

3. Разработанная классификация защитных покрытий трубопроводов, используется в учебном процессе УГНТУ при чтении курса лекций по дисциплинам «Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ», «Сооружение и ремонт газонефтепроводов» и «Современные технологии сооружения и ремонта газонефтепроводов и газонефтехранилищ», при дипломном проектировании студентами специальности 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ», а также при подготовке выпускных квалификационных работ бакалаврами и диссертаций магистрантами направления подготовки 130500 «Нефтегазовое дело».

4. Разработанная классификация защитных покрытий трубопроводов используется при проектировании объектов трубопроводного транспорта в Уфимском филиале «УфаГИПРОтрубопровод» ОАО «ГИПРОТРУБО-ПРОВОД».

Апробация работы

Основные положения работы докладывались на следующих Уфимских конференциях: Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов «Трубопроводный транспорт нефти и газа», 2002г.; Международная научно-техническая конференция «Трубопроводный транспорт – сегодня и завтра», 2002г.; 3-я Международная научно-технической конференция «Сварка. Контроль. Реновация – 2003», 2003г.; 9-я Международная научно-техническая конференция «Проблемы строительного комплекса России», 2005г.; 56-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, 2005г.; Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт-2005», 2005г.; Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт-2006», 2006г.; 58-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, 2007г.; Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт-2008», 2008г.; 60-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, 2009г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 34 работы, в том числе один руководящий документ, один патент на изобретение, одно учебное пособие, десять статей, из них три статьи в научно-технических журналах, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и науки РФ.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций; содержит 246 страниц машинописного текста, в том числе 30 таблиц, 62 рисунка и 4 приложения, библиографический список из 159 наименования.

Содержание работы

Во введении обоснованы актуальность, цель и основные задачи исследований, основные положения, выносимые на защиту, характеристика научной новизны, практической ценности и апробации научных результатов.

Значительный вклад в развитие различных сторон рассматриваемой проблемы внесли работы институтов: ВНИИСТа, ВНИИГАЗа, проблем транспорта энергоресурсов (ИПТЭР), РГУНГ им. И.М. Губкина; проектных организаций: ГИПРОтрубопровод, ВНИПИтрансгаз, Нефтегазпроект. Вопросам защиты трубопроводов от коррозии посвящены работы Абдуллина И.Г., Азметова Х.А., Березина В.Л., Борисова Б.И., Бородавкина П.П., Быкова Л.И., Васильева Г.Г., Воронина В.И., Гарбера Ю.И., Гареева А.Г., Гумерова Р.С., Зиневича А.М., Иванцова О.М., Кравцова В.В., Кузнецова М.В., Мустафина Ф.М., Стрижевского И.В., Халлыева Н.Х. и др.

Выявлены основные направления совершенствования борьбы с коррозией: применение новых конструкций и способов нанесения изоляционных покрытий; применение различных технологических мероприятий; использование ингибиторов; использование высокоэффективных и экономичных труб; создание надежных методов обследования действующих трубопроводов без нарушения режима их работы.

На основе проведенного анализа методов и средств защиты подземных трубопроводов от коррозии разработана классификация защитных покрытий трубопроводов с учетом назначения, типа, способа и технологии нанесения, позволяющая обосновано и оперативно проводить выбор защитного покрытия (рисунок 1).

Проведенный анализ причин возникновения дефектов защитных покрытий трубопроводов показал, что эффективность изоляционных покрытий наружной поверхности подземных трубопроводов определяется в основном природой материала, конструкцией покрытия, технологией нанесения покрытия

Рисунок 1

Классификация защитных покрытий трубопроводов

на трубопровод и условиями эксплуатации. Результаты исследований использованы при разработке классификации причин возникновения дефектов защитных покрытий трубопроводов.

Рассмотрев перспективы применения изоляционных полимерных лент и оберток установлено, что основной причиной выхода из строя липких пленочных покрытий являются электрохимические процессы на границе «металл-покрытие», которые приводят к деструкции тонкого клеевого слоя и потере адгезии. Этому способствует довольно высокая газо- и водопроницаемость полимерной пленки в местах нахлеста, так как происходит интенсивная подпленочная коррозия и охрупчивание пленки. Поэтому необходима разработка такой конструкции полимерного ленточного покрытия, которая удовлетворяла бы требованиям по надежности, даже за счет незначительного увеличения стоимости и материалоемкости.

Полиэтиленовые покрытия заводского нанесения более надёжны и долговечны, т.е. основным недостатком полимерных ленточных покрытий наносимых в трассовых условиях является низкая адгезия и водопроницаемость в местах нахлёста витков.

Одним из методов борьбы с коррозией металла труб в местах нахлеста изоляционных покрытий автором предлагается использование конструкции полимерного ленточного покрытия с двусторонним липким слоем и отделяемой антиадгезионной лентой (рисунок 2). Конструкция изоляционных лент и обёрток с антиадгезионной лентой содержит полимерную основу 1 с подклеивающими слоями, нанесёнными на наружную 3 и внутреннюю 4 стороны полимерной основы, причём на наружную сторону подклеивающий слой нанесён на ширину 3050 мм с правой стороны изоляционных лент и обёрток, а сверху наружного подклеивающего слоя нанесена антиадгезионная лента 2.

Рисунок 2

Конструкция изоляционных ленты и обёрток с антиадгезионной лентой:

1 – полимерная основа; 2 – удаляемая при нанесении антиадгезионная лента;

3 – липкий слой на внешней стороне полимерной основы; 4 – липкий слой

на внутренней стороне полимерной основы

Рисунок 3

Схема нанесения изоляционных лент и обёрток с антиадгезионной лентой:

1 – трубопровод; 2 – удаляемая антиадгезионная лента; 3 – липкий слой

на внешней стороне полимерной основы; 4 – липкий слой на внутренней

стороне полимерной основы

Намотку на трубопровод осуществляют по виткам предыдущего и последующего, с отделением антиадгезионной плёнки (рисунок 3), причём конструкция изоляционных лент и обёрток позволяет соединять предыдущий и последующий витки изоляционных лент и обёрток внешними и внутренними слоями 3, 4, что позволяет значительно снизить коррозию металла трубопровода за счёт увеличения усилия отрыва и уменьшения водопроницаемости между витками изоляционных лент и обёрток в нахлесточном соединении.

Анализ существующих конструкций с двусторонним липким слоем, применяемых при изоляции трубопроводов, выявил применимость разработанной новой конструкции вследствие усовершенствования и исключения недостатков у раннее известных конструкций лент и оберток с нанесенным адгезионным липким слоем с внутренней и наружной сторон.

Разработана методика проведения экспертных оценок по определению оптимальной конструкции защитного покрытия, выявлены основные параметры, влияющие на долговечность и стоимость изоляционного покрытия, составлен опросный лист для экспертов (таблица 1).

В качестве объектов экспертных оценок, т.е. носителей свойств/факторов выбраны как широко применяемые, так и новые виды защитных покрытий. В зависимости от нанесения покрытий, которое может быть выполнено как трассовым, так и заводским способом, эксплуатационные свойства одного и того же типа покрытия в этих случаях различны. Поэтому рассматривали оба этих случая, причем в одной шкале оценок, т.е. баллы для каждого фактора присваивались экспертами при сравнении качества свойства одновременно для обоих способов нанесения покрытия. Это дало возможность сравнения преимуществ и недостатков не только защитных свойств самого покрытия, но и позволило учесть влияние способа его нанесения.

Выполненный количественный расчет групповой экспертной оценки для различных типов защитных покрытий заводского и трассового способов нанесения показал, что учет в экспертных оценках конкретных свойств, оказывающих влияние на предпочтительность выбора защитного покрытия, позволяет более дифференцированно принимать решения.

Анализ результатов групповой экспертной оценки выявил два наиболее предпочтительных вида защитных изоляционных покрытий – полиуретановые и полиэтиленовые ленты с двухсторонним липким слоем (при трассовом способе нанесения изоляции) и полипропиленовые и полиэтиленовые покрытия (при заводском способе нанесения изоляции).

Таблица 1 – Опросный лист с обощенными оценками свойств различных покрытий



Pages:   || 2 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.