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:     | 1 | 2 ||

Разработка методов диагностирования целостности защитных покрытий труб при строительстве магистральных газопроводов

-- [ Страница 3 ] --

Экспериментально установлено, что цикл сварки труб газопроводов, гарантируя качество и надежность сварного шва, инициирует запуск механизма термического влияния на полимерные составляющие покрытия труб, воздействуя тем самым в различной степени на прочность их адгезионного соединения. Минимальное тепловое воздействие на торцевую кромку покрытия обеспечивается на расстоянии менее 160 мм от сварного шва при минимальной температуре предварительного и сопутствующего подогрева, не превышающей 50°С.

Между тем, для получения гарантированных служебных свойств сварных соединений, особенно при проведении сварочно-монтажных работ в условиях низких температур Крайнего Севера, требуется нагрев 50-100°С, а в некоторых случаях и выше. Поэтому с целью предотвращения возникновения тепловых повреждений покрытий при сварке были разработаны способы нейтрализации теплового воздействия процессов сварки на покрытие. При проведении в процессе монтажа МГ из труб с покрытиями заводского нанесения выполняют следующие мероприятия, обеспечивающие сохранность покрытия и отсутствие повреждений:

- мониторинг температур на торцовой кромке покрытия в процессе сварки, при нанесении термоусаживаемых манжет;

- контроль кромки покрытия на наличие отслаивания, сдвига;

- использование защитных экранов;

- использование фиксирующих хомутов.

Использующиеся до настоящего времени методы и устройства предохранения защитного покрытия были неэффективны, так как не учитывалось количество отводимого тепла от кромки покрытия, что приводило, либо к избыточному охлаждению, в том числе сварного шва, что недопустимо, либо к перегреву покрытия. Усиливающие хомуты были громоздки, а в условиях отрицательных температур не приводили к требуемому фиксирующему эффекту.

Поэтому был разработан новый метод предохранения защитного покрытия, лишенный указанных недостатков. На свободную от покрытия часть трубы, на расстоянии не менее 1 см от края защитного покрытия устанавливается фиксирующий хомут (рис. 9). Фиксирующий хомут состоит из трех криволинейных элементов, каждый из которых представляет собой стальную криволинейную пластину с отогнутыми концами, на одном из торцов которой с внутренней стороны выполнен паз.

а) б)

Рис. 9 Общий вид (а) и разрез (б) устройства для предохранения защитного покрытия от деформации при сварке трубопроводов

1 – труба, 2 – защитное покрытие, 3 - фиксирующий хомут, 4 - прокладка из теплоизоляционного термоустойчивого материала, 5 - удерживающий хомут, 6 - быстросъёмный теплоотвод

В паз устанавливается прокладка из теплоизоляционного термоустойчивого материала, препятствующая распространению тепла от фиксирующего хомута к защитному покрытию. Сборку фиксирующего хомута начинают у верхней образующей трубы, где болтовыми соединениями два криволинейных элемента присоединяют друг к другу, а затем к этим двум криволинейным элементам крепят третий. В пазы на криволинейных элементах фиксирующего хомута устанавливается прокладка из теплоизоляционного термоустойчивого материала.

Заканчивают сборку хомута затяжкой, обеспечивающей необходимый обжим трубы. На край защитного покрытия в такой же последовательности, как и при установке фиксирующего хомута, устанавливают удерживающий хомут. Удерживающий хомут состоит из трех криволинейных элементов и аналогичен по конструкции фиксирующему хомуту, за исключением того, что монтажный диаметр удерживающего хомута соответствует диаметру трубы с защитным покрытием.

Длина криволинейных элементов удерживающего хомута должна обеспечивать зазор в 2–3 мм между их отогнутыми концами для обеспечения возможности перемещения криволинейных элементов при деформации покрытия. На внутренней поверхности криволинейных элементов удерживающего хомута монтируется прокладка из фрикционного материала, исключающая скольжение удерживающего хомута относительно изоляционного покрытия.

Для того, что бы контактное давление между прокладкой из фрикционного материала и защитным покрытием при тепловой деформации покрытия уменьшалось незначительно и исключало скольжение фиксирующего хомута относительно покрытия под головки стяжных болтов устанавливаются винтовые пружины сжимающиеся при затяжке болтов и обеспечивающие вдавливание прокладки из фрикционного материала в изоляционное покрытие при его разогреве. Для взаимного соединения фиксирующего и удерживающего хомутов используют болты, которые вставляются в прорези бобышек, приваренных равномерно по окружности к внешней поверхности хомутов. Для компенсации внутренних напряжений в покрытии, между головками болтов и бобышками удерживающего хомута устанавливаются винтовые пружины, обеспечивающие осевой натяг кромки защитного покрытия в сторону свариваемого торца трубы. Быстросъёмные теплоотводы крепятся к внешней поверхности криволинейных элементов фиксирующих хомутов болтами.

Устройство для отвода избыточного тепла от кромки покрытия было проверено экспериментально. В ходе нагрева кромки до 200 С проводилось измерение температуры, при этом использовалось съемное теплоотводящее устройство, имеющее семь теплоотводящих пластин длиной 15, 30, 55 см.

Эффективность применения теплоотводящего устройства оценивалась уменьшением времени действия критических температур, превышающих 100 С на кромке покрытия. Условно принималось, что если температура на кромке покрытия в течении 5 минут была 102 С, то происходило размягчение, а если 140 С – покрытие плавилось и переходило в вязкое состояние. Поэтому введен условный параметр - количество получаемого тепла в единицу времени (град·c) (рис. 10).

Площадь заштрихованной области, ограниченной кривой термического цикла и линией Т=100 С, являлась искомым параметром, по которому оценивалась эффективность теплоотводящего устройства. Для нахождения площади использовали метод трапеций.

а) б)

Рис. 10 Диаграмма температуры покрытия (а) и визуализация распределения температур с использованием теплоотводящего устройства

Установлено, что при длине теплоотводящих пластин более 30 см перегрев кромки покрытия не наблюдается. Эффективность применения теплоотводящих пластин длиной 15 см составила 40%.

Основные выводы:

  1. Разработаны методы диагностирования целостности защитных покрытий труб при строительстве магистральных газопроводов, включая акустический импедансный метод, позволяющий выявлять скрытые отслаивания покрытия и проводить контроль при низких температурах окружающего воздуха без использования жидкой контактной среды, метод контроля тепловых процессов, сопровождающих сварку, позволяющий проводить оценку и нейтрализацию избыточного термического воздействия сварки на покрытие.
  2. Выполнен контроль защитного покрытия труб диаметром 1420 мм со сроком хранения более 20 лет. Установлено, что адгезионная прочность защитного покрытия в бездефектных областях в среднем составляет 130–150 Н/см, адгезионная прочность покрытия в окрестности отслоений превышает показатели бездефектных областей и составляет в среднем 190–210 Н/см. Установлен механизм развития отслоений защитного покрытия, сопровождающийся упрочнением и снижением эластичности клеевого слоя на границе отслоений под действием факторов окружающей среды, ведущее впоследствии к увеличению его хрупкости и дальнейшему увеличению размеров отслоения.
  3. Разработана номенклатура стандартных имитационных образцов металла труб с характерными скрытыми дефектами и повреждениями защитных покрытий, предназначенных для настройки и калибровки акустических импедансных дефектоскопов, включая образцы с имитаторами дефекта в виде расслаивания покрытия, с имитацией комбинированного покрытия и термоусаживаемой манжеты, с имитацией плотности сопряжения неприклеенного к металлу трубы покрытия.
  4. Разработан метод предохранения защитного покрытия труб при хранении на трубных базах, включающий использование средств предохранения покрытия в виде специальных укрывных (изолирующих от воздействия факторов окружающей среды) и подстилающих материалов, применение специальных подставок и опор, периодическую перекладку труб в штабелях.
  5. Рассчитаны параметры теплового поля при сварке труб с определением степени влияния температуры сварочного процесса на состояние защитных покрытий на торцевых кромках. Разработан и реализован метод экспериментального измерения температуры при сварке на внутренней и наружной стороне стенки трубы в окрестности сварного шва с применением многоканального измерительного комплекса. Установлено, что полученная расчетная зависимость распределения температур при сварке согласуется с экспериментальной зависимостью с учетом введенного поправочного коэффициента с расхождением не более 5 %.
  6. Предложен для промышленного применения и опробован метод контроля и способы предупреждения развития повреждений покрытий при сварочных работах при строительстве трубопроводов, включая применение модернизированного устройства для предохранения защитного покрытия от деформации, интегрированного с теплоотводящим устройством. Выбрана и обоснована оптимальная длина быстросъемных теплоотводящих пластин.
  7. По результатам работы разработаны рекомендации ОАО «Газпром» «Инструкция по диагностике защитных покрытий труб ультразвуковыми методами», регламентирующие использование разработанных методик при диагностировании отслаиваний защитного полиэтиленового покрытия труб, а также «Методические указания по хранению, монтажу и ремонту труб с защитными покрытиями», устанавливающие требования к методике проведения работ по обеспечению целостности и ремонту защитных покрытий труб и монтажных секций труб на этапах приемки, хранения и монтажа в базовых и трассовых условиях. Рекомендации внедрены в ходе нового строительства газопроводов Бованенково-Ухта и Ухта-Торжок.

Основные положения диссертации опубликованы
в следующих работах:

  1. Новоселов Ф.А. Планирование сроков ремонтных работ ЛЧМГ на основе постоянного мониторинга // Газовая промышленность, 2011. - № 2. – С. 61-62.
  2. Новоселов Ф.А., Кузьбожев А.С. Анализ защитной способности заводских покрытий труб на основе данных внутритрубной дефектоскопии после продолжительной эксплуатации газопровода // Контроль. Диагностика, 2011. - №11. – С. 25-29.
  3. Колотовский А.Н., Кузьбожев А.С.. Новоселов Ф.А. Методика обработки данных о техническом состоянии газопроводов перед капитальным ремонтом защитного покрытия труб // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2012. - №1. – С. 38-42.
  4. Колотовский А.Н., Кузьбожев А.С.. Новоселов Ф.А Разработка метода контроля защитного покрытия труб при эксплуатации газопроводов после капитального ремонта // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2011. - №12. –
    С. 8-12.
  5. Колотовский А.Н., Кузьбожев А.С., Новоселов Ф.А. Методы Восстановления заводских покрытий труб при строительстве и ремонте газопроводов // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2012. - № 2. – С. 23-28.
  6. Новоселов Ф.А., Кузьбожев А.С. Предупреждение повреждений заводских покрытий труб при хранении // Контроль. Диагностика, 2012. - № 10. –
    С. 51-57.
  7. Новоселов Ф.А., Кузьбожев А.С. Предупреждение повреждений заводских покрытий труб при выполнении сварных соединений газопроводов // Контроль. Диагностика, 2013. - № 2. –С. 34-40.
  8. Кузьбожев А.С., Шишкин И.В., Новоселов Ф.А. Способ предотвращения развития дефектов стенок трубопроводов Патент РФ № 2474752. Заявл. 20.01.2012 г. Опубл. 10.02.2013 г.
  9. Кузьбожев А.С., Шишкин И.В., Новоселов Ф.А. Мониторинг заводских защитных покрытий труб при хранении труб, монтаже и ремонте газопроводов // В сб. докл. IX Всерос. науч.-техн. конф. «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (30 янв. -1 февр. 2012 г.). – Москва: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина – 2012. – 420 с.
  10. Колотовский А.Н., Новоселов Ф.А., Кузьбожев А.С., Шишкин И.В. Методы защиты заводских изоляционных покрытий от повреждений при хранении труб, монтаже и ремонте газопроводов // В сб. докл. IV Межд. науч.-техн. конф. Газотранспортные системы: настоящее и будущее (26-27 окт. 2011 г.). – Москва: Газпром ВНИИГАЗ. – 2012. – 102 с.
  11. Кузьбожев А.С., Новоселов Ф.А. Разработка способов предупреждения повреждений полимерных покрытий труб при монтаже и ремонте газопроводов // В сб. докл. VIII Межд. науч.-техн. конф. «Ашировские чтения» (26-29 сент.
    2011 г.). – Самара: СГТУ. – 2011. – 112 с.
  12. Кузьбожев А.С., Колотовский А.Н., Новоселов Ф.А. Метод выявления отслаиваний полимерного антикоррозионного покрытия газопроводов // В сб. докл. Межд. конф. «Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии» (23-25 мая 2011 г.). – Москва: ИФХиЭ им. А.Н. Фрумкина РАН – 2011. – 145 с.
  13. Новоселов Ф.А. Опыт работы ООО «Газпром трансгаз Ухта» в организации работ по отбраковке труб при капитальном ремонте изоляционных покрытий магистральных газопроводов // В сб. докл. IV Межд. науч.-техн. конф. «Обслуживание и ремонт газонефтепроводов» (6-11 окт. 2008 г.). – Москва: ОАО Газпром. – 87 с.
  14. Новоселов Ф.А. Планирование сроков проведения ремонтных работ на основе постоянного мониторинга // В сб. докл. V Межд. науч.-техн. конф. «Обслуживание и ремонт газонефтепроводов» (4-9 окт. 2010 г.) – Москва: ОАО Газпром. – 31 с.

подписано к печати « » марта 2013 г.

Заказ №

Тираж 100 экз.

1 уч.- изд.л. ф-т 60х84/16

Отпечатано в ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

по адресу 142717, Московская область,

Ленинский р-н, п. Развилка, ООО «Газпром ВНИИГАЗ»



Pages:     | 1 | 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.