Введение к работе
Актуальность темы
Протяженность магистральных газопроводов России составляет свыше 150 тысяч километров. Большинство из них находятся в эксплуатации 20...30 лет и приближаются к исчерпанию назначенного ресурса. Переход газовой отрасли от традиционного регламентного ремонтно - технического обслуживания газопроводов к эксплуатации по их техническому состоянию предусматривает развитие системы диагностического обслуживания и разработку расчетных методик оценки работоспособности, надежности и остаточного ресурса участков газопроводов, имеющих дефекты и повреждения, для принятия решения о выводе их из эксплуатации и проведении ремонта.
Оценка состояния газопроводов, анализ безопасности их эксплуатации и ранжирование участков трубопроводов по срокам ремонта являются важной и актуальной задачей для газовой промышленности.
В результате проведения внутритрубных обследований обнаруживаются дефекты поперечного сечения труб, вызванные механическими воздействиями нарушения формы поперечного сечения (наиболее распространенной из которых является овальность) и изменения геометрии стенки - утонение вследствие коррозионных и эрозионных процессов.
Критерием вывода из эксплуатации того или иного участка газопровода является реальное его состояние, характеризуемое уровнем его надежности и остаточного ресурса. Исходя из этого, актуальной задачей является разработка моделей, комплекса алгоритмов, программного обеспечения и инженерных методик для определения надежности и оценки остаточного ресурса дефектных участков газопроводов.
Насущность решения данной проблемы на современном этапе, помимо социальных и экологических факторов, обусловлена большой стоимостью замены или ремонта газопроводов. Ранжирование участков газопроводов по срокам их замены или ремонта позволяет минимизировать затраты эксплуатирующих предприятий, делает эти затраты сбалансированными и обоснованными.
Актуальность вышеперечисленных задач обуславливает важность поиска методов их решения и позволяет избрать их в качестве темы для диссертации.
Цель и задачи исследований
Целью диссертационной работы является разработка методик оценки надежности и остаточного ресурса участков газопроводов с дефектами типа овализации, поверхностными коррозионными и эрозионными повреждениями.
На надежность и ресурс влияет множество факторов: конструктивных, технологических, эксплуатационных. В работе рассматривается влияние конструктивных и эксплуатационных факторов; исходя из этого для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
- построение механико-математических моделей для расчета надежности и проведения вероятностных оценок остаточного ресурса участков линейной части
і нОїГнАиИвМЛЛЬИЛ* 1
гаьгу.1
магистральных газопроводов (ЛЧМГ) с дефектами типа овализации и с поверхностными коррозионными и эрозионными повреждениями (далее -дефектных участков газопроводов);
построение алгоритмов и программного обеспечения для расчета надежности и проведения вероятностных оценок остаточного ресурса дефектных участков газопроводов;
отработка инженерных методик на базе построенных алгоритмов и программного обеспечения, позволяющих оперативно оценивать надежность дефектных участков газопроводов и прогнозировать их остаточный ресурс.
Научная новизна и основные защищаемые положения работы
модели оценки надежности и остаточного ресурса применительно к дефектным участкам линейной части магистральных газопроводов;
учет в моделях факторов: стохастичности механических свойств материала конструкции, воздействующих нагрузок вероятностного характера, случайности геометрии дефектов;
методики оценки надежности и остаточного ресурса дефектных участков линейной части магистральных газопроводов.
Практическая значимость
Определяется:
- предложенными алгоритмами расчета надежности и прогнозирования
остаточного ресурса дефектных участков газопроводов;
- разработанным программным обеспечением и методиками, которые могут
использоваться в производственной практике предприятий газовой
промышленности, организаций, осуществляющих диагностический контроль, а
также в практике работы научно-исследовательских и проектных институтов.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с научно-техническими программами каф."Строительная механика корабля и сопротивление материалов" НГТУ по темам: "Прогнозирование ресурса и надежности тонкостенных конструкций" (Программа по головному совету "Механика" при Минвузе РФ) и "Механика материалов и конструкций" (Федеральная целевая программа "Интеграция").
Достоверность результатов
Достоверность результатов определения надежности и ресурса по разработанной автором методике подтверждается: корректным использованием метода линеаризации функций многих случайных переменных при построении моделей, а также проведенным сравнением результатов расчетов автора и исследований, приведенных в литературе.
В соответствии с исходными данными ВНИИГАЗа и с применением разработанного программного обеспечения были проведены сравнительные оценки по расчету надежности для следующих дефектных участков газопроводов:
участка газопровода на нитке "Оренбург-Новопсков" (Оренбург ГАЗПРОМ);
- двух участков ЛПУМГ "Мышкино" (СеверГАЗПРОМ);
штампосварного отвода на входе компрессорной станции "Юбилейная"
(СеверГАЗПРОМ).
Точность расчета остаточного ресурса коррозионно поврежденных участков определялась сравнением с результатами, полученными по методике, разработанной в РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались и (или) публиковались на:
3-ей международной конференции «Энергодиагностика и condition monitoring» (Н.Новгород, 2000г.);
3-ей международной конференции «Диагностика трубопроводов» (Моск-ва,2001г.).
Региональном, молодежном научно-техническом форуме «Будущее технической науки нижегородского региона» (Н.Новгород, 2002);
ХХ-ой международной конференции «Теория оболочек и пластин» (Н.Новгород, 2002);
Всероссийской научно-технической конференции, посвященной памяти В.М. Керичева «Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве» (Н.Новгород, 2002).
Внедрение результатов исследования:
- разработанные в диссертации программное обеспечение и инженерные
методики, а также результаты численных исследований используются в
Нижегородском Центре Технической Диагностики (НЦТД) для определения
надежности, остаточного ресурса элементов тонкостенных сосудов давления и
трубопроводов.
- результаты работы внедрены в учебную программу преподавания
специальных дисциплин "Надежность машин и конструкций" и
"Прогнозирование ресурса тонкостенных конструкций и машин" для студентов
специальности "Динамика и прочность машин".
- результаты работы использовались в совместной НИР "НАДЕЖНОСТЬ
ОАО", разрабатываемой НИИИС и ГАЗПРОМ, а также в практике работ
ВНИИГАЗ при оценке надежности и у% ресурса дефектных участков
газопроводов.
Публикации
Основное содержание диссертационной работы изложено в [1-6].
Структура и объем работы
