Введение к работе
Актуальность проблемы
В процессе эксплуатации магистральных газопроводов в их конструктивных элементах (КЭ) могут образовываться трещины. Наиболее часто трещины образуются в соединениях патрубков и отводов и являются следствием действия высоких рабочих давлений и отрицательных температур, коррозионных сред в элементах и др. Иногда трещины инициируются в околошовной зоне основного металла при температурной обработке (отпуске) соединения после ремонта сваркой. Наибольшую склонность к трещинообразованию имеют ремонтные швы КЭ, выполняемые без остановки работы магистральных газопроводов.
В связи с этим возникает проблема оценки и повышения трещиностойкости ремонтных швов, применяемых для восстановления работоспособности оборудования и газопроводов с обнаруженными при диагностике трещинами и трещиноподобными дефектами.
Цель работы - обеспечение безопасности магистральных газопроводов с трещинами в конструктивных элементах совершенствованием технологии их ремонта с применением комбинированных механически неоднородных швов повышенной трещиностойкости.
Основные задачи работы:
проведение лабораторных и натурных испытаний с целью обоснования целесообразности предложенной технологии ремонта КЭ магистральных газопроводов с трещинами;
исследование влияния механической неоднородности на напряженно-деформированное состояние и несущую способность КЭ магистральных газопроводов после их ремонта с применением комбинированных швов;
проведение комплекса исследований по оценке статической и циклической трещиностойкости КЭ магистральных газопроводов после их ремонта комбинированными швами;
разработка методики оценки опасности и приоритетности ремонта КЭ магистральных газопроводов с трещинами.
РОС. Н\Ц[!ОНЛЛЬНАЯ
'!<-': ."'ГЕКА » ,рг
I- 7
Научная новизна:
установлены новые закономерности распределения касательных напряжений в объеме мягких комбинированных швов, которые описаны аналитической формулой в зависимости от безразмерных координат, их относительной толщины и параметров механической неоднородности;
на основе теории пластичности и полученной формулы для оценки касательных напряжений предложены аналитические зависимости для расчетного определения нормальных напряжений и несущей способности КЭ магистральных газопроводов с комбинированными швами с учетом их реальной механической неоднородности;
установлено, что наряду с контактным упрочнением мягких комбинированных швов в них имеет место дополнительное упрочнение мягких слоев, вызываемое деформационным старением и поддерживающим эффектом (коротких ремонтных швов);
базируясь на критериях механики упругопластического разрушения, разработана методика оценки опасности и приоритетности ремонта КЭ магистральных газопроводов с трещинами.
Практическая ценность и реализация результатов работы:
предложена и обоснована технология ремонта КЭ магистральных газопроводов с обнаруженными при диагностике трещинами, обеспечивающая более высокое качество ремонтных швов;
предложенные аналитические зависимости для расчетов характеристик трещиностойкости, несущей способности и ресурса позволяют обоснованно и оперативно устанавливать эффективность ремонта, степень опасности и приоритетность ремонта КЭ магистральных газопроводов с трещинами;
результаты работы нашли отражение в разработанных методических рекомендациях МРОБТ9-03, согласованных Госгортехнадзором России.
На защиту выносятся: разработанная технология ремонта КЭ магистральных газопроводов с трещинами и трещиноподобными дефектами; закономерности напряженно-деформированного состояния, несущей спо-
5 собности, статической и циклической трещиностоикости, характеристик работоспособности и безопасности КЭ магистральных газопроводов после ремонта; методика оценки степени опасности и приоритетности ремонта КЭ магистральных газопроводов с трещинами.
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались на научно-технической конференции «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности объектов трубопроводного транспорта углеводородного сырья» (19 мая 2004 г.).
Диссертация заслушана и рекомендована к защите на научно-техническом семинаре ГУП «ИПТЭР» (15 сентября 2004 г.).
Публикации. Основное содержание работы опубликовано в одиннадцати научных трудах.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, и 4 глав, основных выводов и рекомендаций и приложений. Она изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 12 таблиц, 21 рисунок. Библиографический список использованной литературы включает 160 наименований.
