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 || 3 |

Разработка методов оценки технического состояния сложных участков магистральных газопроводов

-- [ Страница 2 ] --

Для апробации АСКДМ на магистральных газопроводах ОАО «Газпром» ООО «Газпром ВНИИГАЗ» совместно с ЗАО «Промгазинжиниринг» и ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург» были определены следующие объекты мониторинга: переходы магистрального газопровода «Белоусово-Ленинград» через автомобильную и железную дорогу, перемычка между газопроводами «Белоусово-Ленинград» и «Серпухов-Ленинград» и кран магистрального газопровода «Белоусово-Ленинград».

В качестве примера на рисунке 3 представлена конфигурация АСКДМ, установленной на кране магистральном газопроводе «Белоусово-Ленинград».

Для крановых узлов перемычек основной проблемой является отсутствие герметичности по затвору как линейного крана, так и кранов байпасной (свечной) обвязки. Для отслеживания состояния кранового узла и контроля его герметичности в АСКДМ предложено использовать метод акустической эмиссии, который обеспечивает контроль наличия перетечек через запорную арматуру при закрытом положении последней, а также контроль наличия и образования активных развивающихся и наиболее опасных трещиноподобных дефектов. При этом на корпус каждого крана устанавливается высокочастотный пьезоэлектрический преобразователь, который функционирует при закрытом положении крана. В устройстве регистрации и обработки системы АСКДМ программно устанавливается порог для амплитуды регистрируемых сигналов. При превышении этого порога на пульт оператора поступает сигнал о негерметичности затвора крана.

1 – ЦВС (центральная вычислительная система) со спутниковой связью; 2 – кран; 3 – труба газопровода; 4 – опора; 5 – байпасный кран; 6 – свеча; 7 – свечной кран; 8 – линия получения сигнала для контроля потенциала; 9 – линия получения сигналов с установленных датчиков на ЦВС; 10 – модуль управления, измерения и коммутации (МУИК); 11 – преобразователь акустической эмиссии; 12 – датчик коррозии; 13 – медносульфатный электрод сравнения; 14 – тензодатчик; 15 – пьезопреобразователь (высокочастотный); 16 – датчик температуры.

Рисунок 3 – Конфигурация автономной системы комплексного диагностического мониторинга, установленной на перемычке между газопроводами «Белоусово-Ленинград» и «Серпухов-Ленинград»

Мониторинг коррозионных параметров на крановых узлах заключается в синхронной регистрации суммарных защитных потенциалов в двух точках (до и после крана по ходу газа) и синхронной регистрации поляризационных потенциалов в двух точках контролируемого объекта. На основании полученных данных делается заключение о защищенности объекта контроля от электрохимической коррозии.

Оценка напряжений осуществляется посредством установки шести тензорезисторов. В местах установки тензорезисторов также устанавливаются термопары для контроля температурного режима эксплуатации.

Переданная информация от датчиков обрабатывается, сохраняется в базе данных и отображается в различных окнах текстового и графического представления. В случае выхода значений регистрируемых параметров за установленные допустимые интервалы выдаются звуковые сообщения, и активизируется соответствующее цветовое табло. При этом на схеме контролируемого пункта проблемный участок (датчик) будет выделен мигающим цветом. В поле окна протокола отображаются текущая информация и сообщения о нештатных режимах эксплуатации. Цветовое табло отображает статус и текущее состояние системы («норма», «опасность»). В окне индикации отображаются рекомендации по действию персонала в случае возникновения нештатной ситуации.

В результате исследований, выполненных во второй главе, и их апробации на газопроводах показано, что разработанный метод комплексного диагностического мониторинга позволяет эффективно оценивать текущее состояние сложных участков в эксплуатации.

В третьей главе изложена методика определения критерия для ранжирования сложных участков МГ по очередности проведения технического диагностирования , характеризующего факторы, способствующие образованию и росту дефектов.

Для определения проводят анализ проектно-исполнительной документации и обработку результатов технического диагностирования, результатов геодезического позиционирования и электрометрии сложных участков. По результатам анализа и обработки экспериментальных данных (результаты оценки напряжений, электрометрии и технического диагностирования трубопроводов) вычисляют численное значение критерия ранжирования сложных участков МГ по очередности проведения технического диагностирования . Критерий ранжирования сложных участков МГ по очередности проведения технического диагностирования, характеризующий влияние факторов, способствующих образованию и росту дефектов, определяется по формуле, исходя из функции, количественно оценивающей факторы по трассе сложного участка

, (2)

где: - протяженность трубопровода, м;

 - функция, количественно оценивающая факторы, способствующие образованию и росту дефектов;

- координата, отсчитываемая от начала трубопровода, м.

Значение определяют по формуле

, (3)

где:  - количество исследованных факторов, способствующих образованию и росту дефектов;

- координата, отсчитываемая от начала трубопровода, м;

- весовой коэффициент;

Gi(l) - функция, количественно оценивающая влияние i-го фактора.

Для описания функции Gi(l), количественно оценивающей влияние i-го фактора, способствующего образованию и росту дефектов, дискретные значения показателя представляются интерполирующей сплайн-функцией в следующем виде

, (4)

где: - расстояние от начала сложного участка, м;

- координата точки, в которой определено дискретное значение показателя;

 - коэффициенты сплайна, интерполирующего дискретные значения показателя .

По значению показателя определяют места экскавации сложного участка для технического диагностирования в шурфах. В первую очередь техническое диагностирование в шурфах с использованием методов неразрушающего контроля проводят в местах, где показатель имеет наибольшие значения. Для определения функции Gi(l), количественно оценивающей влияние i-го фактора, в процессе анализа документации и полевых обследований устанавливают факторы, способствующие образованию и росту дефектов, и вычисляют показатели, численно характеризующие каждый фактор, а также результаты наземных обследований. В качестве факторов, способствующих образованию и росту дефектов, рассматривают:

- состояние защитного покрытия;

- уровень защищенности трубопровода средствами ЭХЗ;

- уровень грунтовых вод;

- переменное (постоянное) смачивание грунта;

- НДС трубопровода;

- блуждающие токи;

- тип грунта;

- коррозионную агрессивность грунта.

При количественной оценке факторов, способствующих образованию и росту дефектов, используют весовые коэффициенты, рекомендуемые значения которых приведены в таблице 1. Там же приведен весовой коэффициент, с помощью которого количественно оценивают результаты наземного полевого обследования.

Таблица 1 – Рекомендуемые значения весовых коэффициентов

Наименование весового коэффициента i Значение i
Весовой коэффициент 1, характеризующий состояние защитного покрытия 0,15
Весовой коэффициент 2, характеризующий уровень защищенности средствами ЭХЗ 0,075
Весовой коэффициент 3, характеризующий уровень грунтовых вод 0,1
Весовой коэффициент 4, характеризующий влияние переменного (постоянного) смачивание поверхности земли 0,075
Весовой коэффициент 5, характеризующий влияние НДС 0,125
Весовой коэффициент 6, характеризующий влияние блуждающих токов 0,125
Весовой коэффициент 7, характеризующий тип грунта 0,075
Весовой коэффициент 8, характеризующий коррозионную агрессивность грунта 0,075
Весовой коэффициент 9, характеризующий результаты наземного обследования 0,2
=1

Показатель, численно характеризующий состояние защитного покрытия, оценивают по интегральной величине сопротивления защитного покрытия, численное значение которого в произвольной точке трубопровода определяется по формуле

, (5)

где: - коэффициенты, равные соответственно 1,3, 0,23 и  6,28;

- коэффициент, равный 5,2, ;

- интегральная величина сопротивления защитного покрытия, Ом·м2.

При < 5 значение принимают равным единице, а при > 10000 значение принимают равным нулю.

В произвольной точке значение показателя , численно характеризующего фактор, связанный с уровнем защищенности трубопровода, оценивают по разности потенциалов «труба – земля». Если разность потенциалов «труба – земля» выходит за пределы, установленные в нормативной документации, то значение показателя принимают равным единице. На участках трубопровода, где разность потенциалов «труба – земля» не выходит за пределы, установленные в нормативной документации, значение показателя принимают равным нулю.

Для определения значения показателя , численно характеризующего фактор, связанный с уровнем грунтовых вод, используют нормативную документацию или результаты полевого обследования. Значение показателя в произвольной точке трубопровода оценивают в зависимости от сведений об отметке уровня грунтовых вод. Если отметка уровня грунтовых вод ниже нижней образующей трубы, то . Для уровня грунтовых вод выше верхней образующей трубы и, если отметка уровня грунтовых вод находится на уровне трубопровода, то .

Значения показателя , характеризующего наличие зон переменного (постоянного) смачивания, определяют по результатам полевых обследований. В результате обследования определяют границы зон трубопровода с периодическим смачиванием. На длине участка с периодическим смачиванием значение показателя принимают равным единице. На участках без переменного смачивания значение показателя принимают равным нулю.

Оценку показателя , характеризующего НДС, осуществляют по результатам геодезического позиционирования. Определение напряжений на трубопроводе проводят математической обработкой данных геодезического позиционирования пространственного положения оси трубопровода. По результатам расчетно-экспериментального определения напряжений значение показателя в произвольной точке определяют по следующей формуле

, (6)

где: – коэффициент нагруженности, величину которого вычисляют по значению фактических напряжений в соответствии с нормативной документацией.

Если >1, то принимаем, что =1.

Для определения значения показателя , численно характеризующего фактор, связанный с наличием блуждающих токов, используют значение, равное 0,3 для зон со знакопеременными блуждающими токами, и 1 для анодных зон с блуждающими токами. Если в рассматриваемой точке трассы сложного участка блуждающие токи отсутствуют, то показатель принимается равным нулю.

Для определения значения показателя , численно характеризующего фактор, связанный с типом грунта, используется проектно-изыскательская документация. В зависимости от типа грунта показатель может принимать значения от 0,1 (торф) до 1 (глина).

Показатель, численно характеризующий фактор, связанный с коррозионной агрессивностью грунта, оценивают по значению удельного электрического сопротивления

, (7)

где: и - коэффициенты.

Значение коэффициента определяют по формуле

, (8)

где:  и  - минимальное и максимальное значения удельного электрического сопротивления грунта в пределах одной трубы.

Коэффициент определяют по формуле

, (9)

где: - удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м;

- коэффициент, равный 50 Ом·м.

При 50 коэффициент принимают равным нулю.

Для количественной оценки аномалий, выявленных в результате обследований, используют показатель . Если на участке трубопровода обнаружены аномалии, то показатель принимают равным единице. При отсутствии аномалий показатель принимают равным нулю.

В четвертой главе представлена методология оценки технического состояния сложного участка по результатам технического диагностирования в шурфах и данных электрометрии. Для оценки технического состояния и ранжирования сложного участка по очередности технического диагностирования рассматривается критерий , характеризующий степень опасности обнаруженных дефектов и состояние защитного покрытия. Критерий определяют по показателям технического состояния труб, соединительных деталей и сварных соединений. Показатели технического состояния труб, соединительных деталей и сварных соединений отражают отдельные составляющие технического состояния (стресс-коррозионное состояние, коррозионное состояние и т.д.).

В аналитическом виде критерий ранжирования сложного участка по очередности технического диагностирования, характеризующий техническое состояние, предложено определять в виде

, (10)

где:  - показатель технического состояния труб и соединительных деталей;

 - показатель технического состояния сварных соединений;

- показатель технического состояния защитного покрытия.

Техническое состояние сложного участка МГ зависит от наличия дефектов, в связи с чем вводятся соответствующие показатели поврежденности, используемые при определении показателя технического состояния труб и соединительных деталей. Для определения показателя технического состояния труб и соединительных деталей используется следующее выражение

, (11)

где:  - поврежденность сложного участка от дефектов потери металла стенки трубы (коррозии);

 - поврежденность сложного участка от трещиноподобных дефектов, включая стресс-коррозионные трещины;

 - поврежденность сложного участка при наличии овализации сечения труб;

 - поврежденность сложного участка, связанная с наличием на трубах дефектов типа гофры и вмятины;

 - поврежденность соединительных деталей сложного участка.

При определении поврежденности сложного участка для труб с несколькими дефектами одного типа или дефектами различных типов рассматривается только один дефект, дающий большую поврежденность, и каждую дефектную трубу учитывают только один раз.

Поврежденность сложного участка, характеризующая дефекты потери металла стенки трубы, вычисляется как сумма поврежденностей труб. Поврежденность трубы, обусловленная дефектом потери металла стенки трубы, вычисляется по формуле

, (12)

где:  - относительная глубина дефекта потери металла стенки трубы (глубина дефекта, отнесенная к толщине стенки трубы);

 - относительная глубина дефекта потери металла стенки трубы, при которой по расчетам происходит разрыв трубы при проектном рабочем давлении.

Значения коэффициента , учитывающего уровень кольцевых напряжений и коэффициента , учитывающего длину дефекта потери металла, определяются по формулам

, (13)

, (14)

где:  - длина дефекта потери металла в осевом направлении, мм;

- наружный диаметр трубы, мм;

 - толщина стенки трубы, мм;

 - рабочее (нормативное) давление на сложном участке МГ, МПа;

 - временное сопротивление материала, МПа.

Поврежденность сложного участка , характеризующая трещины, вычисляется как сумма поврежденностей труб. Поврежденность трубы, обусловленная трещиноподобным дефектом, вычисляется по формуле

, (15)



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 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.