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 | 3 || 5 |

Разработка методов повышения эффективности противокоррозионной защиты объектов газотранспортной системы

-- [ Страница 4 ] --

Для расчета параметров датчика (преобразователя) и выбора его типа, необходимы значения коэффициента отражения ультразвука от границы «датчик – среда» и коэффициента затухания в среде. Разработан метод, заключающийся в измерении отношения амплитуд сигналов реверберации на двух разнотолщинных образцах материала и расчете коэффициентов решением системы уравнений:

= [Rм-пэп ]m-n

= [Rм-пэп ]k-s

где m, n, k, s – порядковые номера эхо-сигналов, причем m>n, k>s;

и - отношение амплитуд эхо-сигналов на первом и втором образцах соответственно;

Н1 и Н2 – толщина первого и второго образцов соответственно, м;

(mН1), (kН2), (nН1), (sН2) – функция ослабления УЗ импульса в результате дифракционного расширения акустического поля преобразователя для толщины mН1, kН2, nН1, sН2, соответственно, дБ;

Rм-пэп – коэффициент отражения от границы материал – преобразователь;

- коэффициент затухания ультразвуковых колебаний в материале, дБ/м,

Автором разработана технология неразрушающей оценки адгезии покрытия к металлу труб. Метод заключается построении зависимости амплитудно-временного распределения с помощью эталонного элемента, состоящего из фрагментов трубы и покрытия различной толщины. На графике (рис. 20) наносят точки с координатами (Анорп;), (Анорп;), (Анорп;), характеризующие амплитуду и время регистрации () первого полупериода первого эхо-сигнала при нормативной адгезии и толщине покрытия h1, h2 и h3. Учитывая экспоненциальный вид зависимости, строят график функции Анорп= f().

Рис. 20. Пример построения зависимостей для оценки адгезии

Прогнозируемо снижают адгезию, используя известную зависимость адгезии от температуры. На основе полученных данных строят зависимости амплитуды первого полупериода от толщины покрытия Аt°п= f() при определенной температуре нагрева t°,С (на рис. 20 показаны примеры зависимостей Аt°п= f() при t=40, 20 и 70°С).

Аналогичным образом на зависимости строят точки, характеризующие амплитудно-временные параметры второго и третьего эхо-сигналов.

При оценке адгезии покрытия на трубе фиксируют два параметра: толщину покрытия (время регистрации первого эхо-сигнала) и амплитуду первого эхо-сигнала. Критериями при выявлении фрагментов покрытия с нулевым значением адгезии является очередность регистрации эхо-сигналов и соотношение амплитуд первого и последующих эхо-сигналов. Несоответствие времени регистрации и амплитуды эхо-сигналов или появление во временном интервале дополнительных эхо-сигналов свидетельствует о нарушениях сплошности в полиэтиленовом покрытии или металле трубы.

УЗ метод реализован при аттестации 2700 труб с заводским покрытием из экструдированного полиэтилена, предназначенных для строительства системы газоснабжения г. Петропавловск-Камчатский. Трубы хранились на открытых площадках и в трассовых условиях в течение 8-10 лет и требовали проведения обследования покрытия перед их дальнейшим применением.

Разработана технология диагностирования покрытия труб, учитывающая вероятность развития дефектности покрытия в зависимости от времени хранения, климатических условий хранения и места нахождения труб в штабеле.

Установлено, что наиболее характерным повреждением покрытия является отслаивание на кромке, при этом дефектный участок покрытия подлежит удалению. Последующую изоляцию металла труб предложено выполнять после сварки монтажных стыков с помощью необходимого количества термоусаживающихся муфт.

Седьмая глава посвящена исследованиям направленным на снижение коррозии конденсатопровода Вуктыл-СГПЗ. Магнитной ВТД КП, выполненной на участке
0-124 км зарегистрировано 2560 повреждений коррозионного происхождения. Удельная плотность дефектов по участкам пропуска составила: 0-5 км – 104,6; 5-35 км – 34,9; 35-37 км – 20,5; 37-68 км – 25,8; 68-124 км – 8,9 дефектов на км, т.е. наблюдается снижение дефектности по линейной протяжённости.

Обследованием наиболее глубоких дефектов в шурфах было установлено, что на участке 0-5 км 313 из 317 дефектов (98,7%) являются коррозией внешней поверхности трубопровода, повреждений внутренней поверхности нет. На 37-124 км 208 из 358 дефектов соответствует внутренним дефектам (58,1%), остальные – внешним. Наибольшая плотность внутренних дефектов отмечается на участке 37-68 км – 158 дефектов из 174 обследованных, т.е. более 90%.

Сопоставление плотности дефектообразования на внутренней поверхности с расчетным и фактическим давлением в КП (рис. 21) позволило сделать вывод, что внутренние повреждения локализованы на участках снижения давления, преимущественно связанных с подъемом рельефа трассы. При этом установлено, что градиент снижения фактического давления выше расчетного, что может быть обусловлено потерей реального диаметра из-за расслоения транспортируемого потока с образованием застойных зон, с малым движением нижних слоев потока.

Рис. 21. Сопоставление графиков расчетного 1 и фактического 2 давления в КП, высотных отметок трассы 3 и плотности внутренних повреждений 4

Для имитационных коррозионных испытаний металла были отобраны образцы стали 17ГС из труб КП и вода с головных сооружений Печорокожвинского и Вуктыльского месторождений.

Первый вид испытаний – оценка коррозионной активности вод электрохимическими методами. Исследования выполнены в статическом состоянии и при перемешивании среды, а также с продувкой СО2. Установлено, что коррозионная активность обеих сред высокая, при перемешивании раствора и продувке СО2 наблюдается увеличение скорости коррозии (рис. 22).

Далее выполнялись статические испытания образцов в трехфазной среде: воздух, конденсат и пластовая вода. Время экспозиции - 10 суток. Установлено, что удельная потеря массы образцов, расположенных в пластовой воде 88,3-125,5 мг/см2. На границе «конденсат-вода» – 114,1-189,5 мг/см2, несмотря на то, что вторая группа образцов была расположена частично в некоррозионно-активном конденсате.

1 и 2 – в статических условиях; 3 и 4 при движении среды

Рис. 22. Поляризационные кривые стали марки 17ГС в воде с головных сооружений Печорокожвинского а) и Вуктыльского б) месторождений

Для определения скорости коррозии в модели трубопровода, транспортирующего многофазную среду, был изготовлен лабораторный стенд. В модель, выполненную из полиэтиленового цилиндра, заливали на высоты воду Печорокожвинского месторождения, до высоты – конденсат, имеющий возможность прокачиваться насосом. В модели диаметрально противоположно устанавливались две группы резистивных датчиков коррозии. Модель имела возможность вращения вокруг своей оси, при этом линия, соединяющая центры датчиков, поворачивалась на угол относительно горизонта.

На рис. 23 представлены графики зависимости средней скорости коррозии от угла поворота модели . При =0 - обе группы датчиков расположены в конденсате; =45° - первая группа на границе «вода-конденсат», вторая на границе «воздух-конденсат»; =90° первая группа в воде, вторая в воздухе.

Таким образом, определено, что скорости коррозии на границе воды и конденсата выше скорости коррозии в воде в 1,6-5,15 раза в зависимости от скорости движения среды.

Для выбора метода оценки типа течения многофазной среды в КП проанализированы известные ультразвуковые методы. Такие методы реализуются с помощью нескольких датчиков, а интерпретацию показаний осуществляет ЭВМ. Автором предложен ультразвуковой реверберационный метод, который осуществляется с помощью одного датчика, а анализ данных выполняет дефектоскопист, проводящий контроль. Сущность реверберационного метода заключается в измерении параметров серии затухающих эхо-сигналов (рис. 24).

 1 – первая группа датчиков; 2 – вторая группа датчиков Зависимость-53

1 – первая группа датчиков; 2 – вторая группа датчиков

Рис. 23. Зависимость средней скорости коррозии Vкор от угла поворота при расходе конденсата 0,1 л/с а) и 0,2 л/с б)

Скорость затухания связана с отношением амплитуды последующего эхо-сигнала к предыдущему:

= Rм-пэп Rмс e-2мHм, (19)

где Нм – толщина стенки трубы, м; м –коэффициент затухания в металле, дБ/м; Pмn+1 и Pмn – амплитуда n-го и n+1-го при реверберации УЗ в металле; Rмс - модуль коэффициента отражения от границы «металл – среда»; [H] – функция, определяющая ослабление донного сигнала в результате дифракционного расхождения акустических лучей, дБ.

1 – эхо-сигнал зондирующего импульса;
2, 3, 4 – первый, второй и третий эхо-сигнал, соответственно

Рис. 24. Схема получения многократноотраженных эхо-сигналов в стенке трубы а) и осциллограмма экрана дефектоскопа б)

Величина Rмс, различная для газовой, водной и конденсатной сред, влияет на скорость затухания эхо-сигналов. Экспериментально доказано, что скорость затухания эхо-сигналов разная: при контакте с газовой фазой наблюдается 10, при контакте с водой – 7, при контакте с конденсатом – 8 эхо-сигналов. В результате расчетным путем установлены и экспериментально подтверждены критерии определения типа среды:

- газ; - конденсат; - вода.

Разработанные методы позволяют определить на КП коррозионно-опасные участки с расслоенным потоком течения среды, которые для КП Вуктыл-СГПЗ составляют около 21% и обосновать на них применение труб с внутренним антикоррозионным покрытием для снижения коррозии конденсатопроводов.

заключение

Основные научно-практические результаты и выводы:

  1. На основе анализа мирового и отечественного опыта в области противокоррозионной защиты магистральных газонефтепродуктопроводов установлены причины ее неэффективности, связанные с низкой работоспособностью ЭХЗ в отслаиваниях изоляционного покрытия, несоответствием критериям защиты сложноразветвленных трубопроводов промышленных площадок КС и НС, недостаточной точностью оценки эффективности защиты, несовершенством методов выявления повреждений покрытия. Для магистральных трубопроводов, транспортирующих многофазные среды, включая пластовую воду, характерна интенсивная коррозия внутренней поверхности стенок труб.
  2. Разработан комплекс мероприятий по повышению работоспособности ЭХЗ в условиях отслаивания полимерных покрытий, включая разработку, стендовое и полигонное экспериментальное обоснование критериев ЭХЗ в условиях модельных и реальных отслаиваний покрытий на газопроводах и способ повышения эффективности ЭХЗ в отслаивании, заключающийся в наложении импульсной составляющей на постоянный ток катодной защиты. Определены наиболее эффективные параметры импульсного электрического тока, позволяющие повысить критерии защиты под отслоившимся покрытием не менее чем на 20%.
  3. Разработана методология оптимизации ЭХЗ трубопроводов ПП, включающая методы оценки текущего функционального состояния системы защиты и определения параметров влияния СКЗ на потенциал трубопроводов, расчета оптимальных выходных параметров СКЗ, с учетом фактического состояния изоляции, электрических свойств грунта в момент проведения исследования, а также его сезонных колебаний, состояния анодных заземлений, наличия сторонних источников блуждающих токов. Методы реализованы на нескольких компрессорных цехах, разработан комплекс мероприятий для повышения эффективности защиты.
  4. Разработаны, запатентованы и промышленно апробированы способ и устройство для измерения поляризационного потенциала, обладающие высокой точностью измерения за счет моделирования повреждений покрытия с учетом площади неизолированной поверхности датчика и размеров повреждения покрытия; марки стали трубы и датчика; местоположения повреждения покрытия и датчика и позволяющие устранить значительную погрешность измерений потенциала, связанную с влиянием неравномерности натекания тока на поверхность трубопровода.
  5. Разработан и научно обоснован комплекс дистанционных методов выявления наиболее опасных в коррозионном отношении повреждений покрытия: отслаиваний и гофр, включая метод определения размера повреждения покрытия по поперечным градиентам электрических потенциалов ЭХЗ, методы определения положения повреждений покрытия на окружности трубопровода, методики адаптации линейных координат полевых измерений с данными геолого-инженерных изысканий и методик прогнозирования состояния покрытия газопроводов по типу характерных повреждений покрытия - отслаиваний, сдвига, сквозных повреждений, на основе анализа грунтовых условий, проектной и исполнительской документации.
  6. Разработаны новый метод и технология акустического контроля покрытия трубопроводов, не имеющие ведомственных аналогов и позволяющие проводить контроль покрытия изнутри трубы, защищенный несколькими патентами РФ. Метод внедрен при решении отраслевой и государственной проблемы аттестации покрытия более двух тысяч труб сверхнормативного хранения в Камчатской области с экономическим эффектом более 100 млн. руб. Разработана технология количественной оценки величины прочности адгезии, с одновременным контролем плоскостных дефектов проката металла и несплошностей материала покрытия. Разработаны и научно обоснованы конструктивные предложения по совершенствованию функциональных способностей ультразвуковой ВТД за счет дополнительного получения информации о состоянии покрытия.
  7. Разработана методика локализации образования коррозионных дефектов на внутренней поверхности труб на основе сравнения расчетного и фактического профиля давления в конденсатопроводе, дающая возможность выявления застойных зон на участках подъема рельефа трассы из-за расслоения транспортируемого потока и прогнозирования потенциальноопасных участков, предрасположенных к развитию внутренних повреждений.
  8. Разработан, запатентован и внедрен комплекс диагностических, технических и технологических решений на конденсатопроводах, позволяющих достоверно выявлять и эффективно предупреждать образование внутренних коррозионных дефектов. Разработан метод контроля типа течения перекачиваемой среды по сечению трубопровода с оптимизацией характеристик средств контроля, определением критериев фазового состава среды по параметрам амплитудно-временного распределения сигналов. Обосновано применение труб с внутренним антикоррозионным покрытием для снижения коррозии конденсатопроводов. Разработано, запатентовано и внедрено техническое решение импульсной магнитной обработки коррозионно-активных сред, позволяющее рационализировать энергетические затраты на обработку и эффективно устранять условия для образования повреждений.
  9. Материалы исследования вошли составной частью в шесть ведомственных нормативно-технических документов ООО «Газпром трансгаз Ухта», а также в три отраслевых документах ОАО «Газпром», регламентирующих мониторинг, техническое и технологическое совершенствование и повышение эффективности противокоррозионной защиты МГ. По результатам промышленного внедрения работы получен суммарный экономический эффект порядка 130 млн. руб.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

Монографии

  1. Андронов И.Н., Кузьбожев А.С., Агиней Р.В. Ресурс надземных трубопроводов. В 2-х ч. Ч. 1. Факторы, ограничивающие ресурс. Стандартные методы испытаний. – Ухта: УГТУ, 2008. –272 с.
  2. Андронов И.Н., Кузьбожев А.С., Агиней Р.В. Ресурс надземных трубопроводов. В 2-х ч. Ч. 2. Методы оценки кинетики усталостных и деформационных процессов. – Ухта: УГТУ, 2008. –272 с.
  3. Агиней Р.В., Кузьбожев А.С., Александров Ю.В. Противокоррозионная защита газонефтепроводов. Ч.1 Электрохимические методы защиты. – Ухта: УГТУ, 2009. – 238 с.

Учебно-методические издания

  1. Агиней Р.В., Кузьбожев А.С., Шишкин И.В., Глотов И.В. Электроизмерения на подземных газонефтепроводах. Метод. указания к выполнению лабораторных работ. – Ухта: УГТУ, 2007. 50 с.
  2. Кузьбожев А.С., Теплинский Ю.А., Агиней Р.В., Быков И.Ю. Диагностика трубных изделий. М.: Центрлитнефтегаз, 2008 г. – 152 с.
  3. Сальников А.В., Зорин В.П., Агиней Р.В. Методы строительства подводных переходов газонефтепроводов на реках Печорского бассейна. – Ухта: УГТУ, 2008. – 120 с.
  4. Кузьбожев А.С., Агиней Р.В., Шкулов С.А., Шишкин И.В. Оптический микроанализ структуры металла трубопроводов. Метод. указания – Ухта: УГТУ, 2008. – 124 с.
  5. Агиней Р.В., Михалев А.Ю., Фуркин А.В., Юшманов В.Н. Интерпретация результатов интенсивных электроизмерений. Метод. указания к выполнению лабораторных работ. – Ухта: УГТУ, 2009. 49 с.

Обзорная информация

  1. Яковлев А.Я., Александров Ю.В., Кузьбожев А.С., Агиней Р.В. Повышение работоспособности конденсатопроводов в условиях транспорта многофазного потока / Обзорная информация. Серия «Транспорт и подземное хранение газа». – М.: ИРЦ Газпром, 2008. – 88 с.
  2. Яковлев А.Я., Бурдинский Э.В., Меркурьева И.А., Агиней Р.В. Акустический контроль полимерных покрытий трубопроводов / Обзорная информация. Серия «Транспорт и подземное хранение газа». – М.: ИРЦ Газпром, 2008. – 80 с.

Нормативно-технические документы

  1. МР 1908-04. Ведомственный документ. Методические рекомендации по назначению участков газопроводов к переизоляции / Долгушин Н.В., Гурленов Е.М., Теплинский Ю.А., Кузьбожев А.С., Агиней Р.В. и др.. - Ухта: Севергазпром. Введён 20.01.2005 г. – 2005. - 59 с.
  2. Коррозионная стойкость трубных сталей. Методика испытания трубных сталей в условиях моделирования процессов подпленочной коррозии / Долгушин Н.В., Гурленов Е.М., Теплинский Ю.А., Кузьбожев А.С., Агиней Р.В. и др.- Ухта: Севергазпром. – 2005. - 59 с.
  3. СТО 00159025-60.30.21-21.2.2007. Методика акустического контроля покрытий с внутренней поверхности труб. Контроль качества гидроизоляционных покрытий / Долгушин Н.В., Гурленов Е.М., Теплинский Ю.А., Кузьбожев А.С., Агиней Р.В. и др.- Ухта: Севергазпром. 2007. - 52 с.
  4. СТП 60.30.21-00159025-21-003-2009. Стандарт организации «Газпром трансгаз Ухта». Методика по определению состояния изоляции протяженных участков газопроводов методом интегральной оценки для назначения под переизоляцию / Гурленов Е.М., Теплинский Ю.А., Кузьбожев А.С., Агиней Р.В. и др.- Ухта: 2009. – 53 с.
  5. СТП 60.30.21-00159025-21-004-2009. Стандарт организации «Газпром трансгаз Ухта». Методические рекомендации по выводу в капитальный ремонт (реконструкцию) средств электрохимзащиты, включая установки катодной, протекторной и дренажной защиты, анодные заземлители / Гурленов Е.М., Теплинский Ю.А., Кузьбожев А.С., Агиней Р.В. и др.- Ухта: 2009 г. – 70 с.
  6. СТП 60.30.21-00159025-21-006-2009. Стандарт организации «Газпром трансгаз Ухта». Методика по оптимизации работы средств противокоррозионной защиты промышленных площадок КС / Агиней Р.В., Глотов И.В., Фуркин А.В. - Ухта: 2009 г. – 60 с.

Патенты на изобретения РФ



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 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.