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 ||

Анализ остаточных напряжений в трубах большого диаметра на стадии проектирования магистральных газопроводов

-- [ Страница 3 ] --

Данные таблицы показывают, что для образцов 1 и 3 отношение предела текучести к пределу пластичности превышает регламентируемую техническими условиями норму, в основном не за счет уменьшения предела прочности, а за счет сужения диапазона нагрузок, допускающих пластическое течение материала. Материал исследованного штрипса более хрупкий, чем полагается по ТУ и указано в сертификате на листы данной партии. Это может привести к возможности хрупкого разрушения проблемных областей листа при формовке. В готовой трубе после формовки и сварки методами цветовой дефектоскопии обнаружены поверхностные дефекты в зоне напротив сварного шва, то есть по периметру в месте вырезки образца 3.

При анализе статистических данных аварий по признаку стресс-коррозии предпочтительные места образования колоний стресс-коррозионных трещин связаны с остаточными напряжениями, происхождение которых объясняется неблагоприятными условиями формовки ПШ-труб. Данные внутритрубной диагностики, проведенной специалистами ЗАО ПО «Спецнефтегаз» и НПО «Спектр», подтверждают связь зон остаточных напряжений, которые возникают в процессе производства труб, с наличием стресс-коррозионных дефектов в действующем трубопроводе (табл. 3).

Таблица 3 Расположение очаговых стресс-коррозионных дефектов по периметру трубы (относительно продольного сварного шва)

Характеристика расположения дефектов Расстояние от линии сплавления продольного сварного шва, мм Число дефектов на трубах различного производства Группо-вая частота
ХТЗ Импорт-ных Всего
По линии сплавления продольного шва с основным металлом 0 7 1 8 0,186
По линии сплавления продольного сварного шва с основным металлом и по основному металлу 0-100 3 0 3 0,065
По основному металлу 0-100 7 0 7 0,163
По основному металлу 100-200 10 1 11 0,256
По основному металлу 200-300 1 1 2 0,047
По основному металлу 300-400 1 0 1 0,023
По основному металлу 400-500 0 0 0 0
По основному металлу 500-600 0 2 2 0,047
По основному металлу 600-700 4 0 4 0,093
По основному металлу 700-800 0 1 1 0,023
По основному металлу 800-900 0 0 0 0
По основному металлу 900-1000 0 0 0 0
По основному металлу 1000-1100 2 1 3 0,07
По основному металлу >1100 0 1 1 0,023
Все дефекты в пределах ука-занного расстояния от шва 0-100 17 1 18 0,419
Все дефекты в пределах ука-занного расстояния от шва 0-250 29 1 30 0,698

Как показал проведенный на основе данных внутритрубной дефектоскопии статистический анализ, продольные дефекты преимущественно располагаются вблизи продольных сварных швов и зоны подгибки кромок при изготовлении листа. Для двухшовных труб характерна дополнительная зона, расположенная посередине между швами. Эти закономерности, вероятно, связаны с технологическими процессами производства труб, определяющими напряженно-деформированное и микроструктурное состояние металла.

Аналитические и численные расчеты напряжений, выполненные в процессе сквозного моделирования технологического процесса производства прямошовных труб большого диаметра, подтвердили наличие зон повышенных деформаций и напряжений. Они совпадают с обнаруженными методом внутритрубной дефектоскопии стресс-коррозионными дефектами на эксплуатируемых газопроводах. Наличие неравномерного распределения остаточных напряжений по периметру трубы провоцирует процесс развития КРН.

Чтобы уменьшить негативное влияние остаточных напряжений на проявление коррозионного растрескивания под напряжением, необходимо решить следующие задачи:

1. Снизить уровень остаточных напряжений в штрипсе путем его дополнительной обработки или выбрать для производства труб листы с более равномерным их распределением по листу.

2. Изменить технологию производства труб с целью снижения уровня остаточных напряжений в готовой трубе.

3. Снизить уровень остаточных напряжений в готовой трубе путем ее дополнительной обработки.

4. При проектировании и эксплуатации газопроводов разработать и реализовать специальные мероприятия, снижающие возможность зарождения и роста стресс-коррозионных трещин.

Для решения поставленных задач:

Разработана инструкция пооперационного обследования НДС и дефектности трубы в процессе ее производства. Определены уровни и параметры распределения остаточных напряжений в готовой трубе на примере одношовной трубы DN1000, изготовленной по UOE-технологии. Данная инструкция используется на ЗАО НПСК «Металлостройконструкция».

Разработана инструкция по предотвращению КРН в металле стенок газопроводов на стадии подготовки проектов строительства и реконструкции магистральных газопроводов. Инструкция применяется при проектировании объектов магистрального транспорта газа в ОАО «Гипрогазцентр» и ЗАО НПСК «Металлостройконструкция».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1. Исследованы особенности технологии производства сварных труб большого диаметра. В результате обобщения мирового и отечественного опыта определены причины возникновения КРН, а именно: неравномерность распределения остаточных напряжений в трубах, обусловленная технологией передела лист-труба.

2. Разработаны математические модели для аналитического и численного расчета изменения НДС трубы в процессе ее производства. Методика численного моделирования формовки трубы в процессе производства реализована в виде подпрограммы для вычислительного комплекса ANSYS.

3. Проведены аналитические и численные расчеты НДС трубы в процессе ее производства. Выявлена неравномерность распределения напряжений по периметру трубы. Сравнение результатов аналитической и численной оценок изменения НДС трубной заготовки в зоне подгибки кромок показывает близкие значения уровня напряжений и деформаций на всех стадиях формовки. При формовке металл трубы в зонах интенсивной деформации испытывает напряжения, превышающие предел текучести материала и близкие к пределу прочности, в результате чего могут сложиться условия для зарождения микродефектов.

4. Разработана методика определения экспериментальными методами зон с остаточными технологическими напряжениями и деформациями в процессе производства электросварных труб большого диаметра. Данная методика используется на ЗАО НПСК «Металлостройконструкция» при входном контроле и производстве трубных узлов.

5. Проведено комплексное экспериментальное исследование трубы от заготовки до выхода с завода, которое позволило выявить зоны повышенных напряжений, а также следующие эффекты: наличие неоднородности распределения технологических напряжений в исходном штрипсе, наличие поверхностных дефектов, обусловленных влиянием формовки трубы.

6. Проведенные аналитические и численные расчеты, а также экспериментальные исследования НДС трубы в процессе ее производства, позволили сделать вывод о существенном влиянии технологии изготовления на распределение и уровень НДС готовой трубы, поставляемой с завода-изготовителя для строительства объектов магистрального транспорта газа.

7. Выполнен анализ возможных способов снижения влияния остаточных технологических напряжений на стресс-коррозию магистральных газопроводов. Разработана инструкция по предотвращению КРН в металле стенок газопроводов на стадии подготовки проектов строительства и реконструкции магистральных газопроводов. Инструкция применяется при проектировании объектов магистрального транспорта газа в ОАО «Гипрогазцентр» и ЗАО НПСК «Металлостройконструкция».

Основные результаты диссертационной работы представлены в следующих публикациях:

  1. Репин Д.Г., Наместников Г.И., Свердлик Ю.М. Расчетно-методическое обоснование обеспечения прочности и определение НДС технологических трубопроводов. / Тез. докл. научно-практической конференции, посвященной 30-летию предприятия "Севергазпром".
    Ухта. 1998. С. 151-153.
  2. Репин Д.Г., Наместников Г.И., Свердлик Ю.М. Сравнительный анализ программ расчетов трубопроводных систем на статическую прочность / Научно-практический сборник, посвященный 30-летию ДОАО "Гипрогазцентр". Н.Новгород: ДОАО «Гипрогазцентр». 1999. С. 62-66.
  3. Никитина Н.Е., Репин Д.Г. О необходимости учета и контроля НДС материалов трубопровода при изучении причин трещинообразования при эксплуатации // Моделирование динамических систем / Сб. научн. трудов. Н.Новгород: "Интелсервис". 2002. С. 40-44.
  4. Лисин В.Н., Никитина Н.Е., Репин Д.Г. Повышение надежности работы труб большого диаметра путем их виброобработки // Испытание материалов и конструкций / Сб. научн. трудов. Н.Новгород. Интелсервис. 2002. С.9-12.
  5. Репин Д.Г. Математическое моделирование процесса формовки сварных труб большого диаметра // Математическое моделирование в естественных науках / Тез. докл. 11 Всероссийской конф-и молодых ученых. Пермь: ПГТУ. 2002. C.20-23
  6. Репин Д.Г., Лисин В.Н., Наместников Г.И. Влияние остаточных напряжений в сварных трубах большого диаметра на их работоспособность / Тез. Докл. 7-й Нижегородской сессии молодых ученых (технические науки). Н.Новгород. Нижегородский гуманитарный центр. 2002. С.17-18.
  7. Пужайло А.Ф., Федотов М.Б., Репин Д.Г., Свердлик Ю.М. Методические и проектные решения ДОАО "Гипрогазцентр" при исследовании оценки технического состояния магистральных газопроводов в зоне действия оползня на правом берегу р. Волга (ООО "Волготрансгаз") // Материалы заседания секции "Техническое обслуживание и ремонт газопроводов" НТС ОАО "Газпром"(г. Волгоград. 22-23 мая 2002г.) Том 2 Москва: ИРЦ Газпром 2002. С.58-63.
  8. Пужайло А.Ф., Комиссаров О.А., Наместников Г.И., Репин Д.Г., Комаров М.В., Герке В.Г. Расчетно-технологические паспорта магистральных газопроводов / Газовая промышленность. 2003, №8. С.70-71.
  9. Репин Д.Г., Борзенко Ю.О., Комиссаров О.А., Наместников Г.И., Комаров М.В. Автоматизация процесса разработки проектов реконструкции и развития ГТС / Газовая промышленность. 2003, №11. С.76-79.
  10. Никитина Н.Е., Репин Д.Г. Расчет остаточных напряжений, возникающих при изготовлении труб большого диаметра // Прикладная механика и технологии машиностроения / Сб. научн. трудов. Вып. 2 (6). Н. Новгород: «Интелсервис». 2003. С.152-157.
  11. Лисин В.Н., Репин Д.Г., Свердлик Ю.М., Спиридович Е.А. Методологические подходы к определению влияния технологии производства труб на проявление коррозионного растрескивания под напряжением / Материалы конференции, посвященной 45-летию СеверНИПИгаза. Ухта: СеверНИПИгаз, 2006. С. 202-211.
  12. Свердлик Ю.М., Репин Д.Г., Спиридович Е.А. Опыт ОАО «Гипрогазцентр» в области прогнозирования сроков безопасной эксплуатации объектов транспорта газа на стадии проектирования // Прикладная механика и технологии машиностроения / Сборник научных трудов №2 (11), г.Н. Новгород, 2007. С.73-90.
  13. Репин Д.Г., Никитина Н.Е., Лисин В.Н. Математическое моделирование изменения НДС труб большого диаметра при формовке // Итоговая научная конференция учебно-научного инновационного комплекса, г.Н.Новгород, 2007. С.334-336.
  14. Репин Д.Г., Лисин В.Н., Спиридович Е.А., Никитина Н.Е. Влияние технологии изготовления труб большого диаметра на возможность их КРН / Газовая промышленность. 2008, № 3. С.66-69.
  15. Спиридович Е.А., Пужайло А.Ф., Свердлик Ю.М, Репин Д.Г. Определение времени проведения повторного диагностического обследования газопровода / Газовая промышленность. 2008, № 7. С.74-75.
Заказ № Тираж Подписано к печати Объем уч. –изд. Лист. Формат

Отпечатано на ротапринте ООО ВНИИГАЗ по адресу



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.