Введение к работе
Актуальность работы
Проблема необходимости повышения промышленной безопасности в нефтегазовой отрасли в настоящее время требует особо пристального изучения Это связано с тем, что, по статистическим данным Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору («Информационный бюллетень», №5(32), 2007 г), только за 8 месяцев 2007 г на опасных производственных объектах нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности наблюдается значительный рост аварийности по сравнению с 2006 годом Увеличение количества аварийности в целом по отрасли связано с резким увеличением количества взрывов, что потенциально опасно именно для сосудов давления Анализ результатов расследования происшедших аварий, проведенный экспертами данной федеральной службы, показал, что основным фактором возникновения и развития аварий остается «неудовлетворительное состояние оборудования, зданий и сооружений».
Поэтому для опасных производственных объектов нефтегазовой отрасли на сегодняшний день проблема повышения безопасности может быть решена за счет повышения качества отбраковки сосудов давления
Отбраковка оборудования производится после проведения
соответствующих гидро- или пневмоиспытаний, результаты которых часто трудно интерпретировать, поэтому, согласно ПБ-03-576-03, именно акустико-эмиссионный метод является тем инструментом, которой обеспечивает безопасность и информативность в ходе испытаний Помимо этого, согласно ПБ-03-593-03, результаты акустико-эмиссионного контроля являются приоритетными по сравнению с другими методами неразрушающего контроля при оценке технического состояния Таким образом, фактически именно на основании данных акустико-эмиссионного контроля проводится отбраковка сосудов давления В результате анализа данных литературы и нормативно-технической документации было выявлено, что существующие критерии опасности АЭ сигналов обладают рядом существенных недостатков, что создает угрозу разрушения сосудов давления опасных производственных объектов Кроме того, резкий рост аварийности на предприятиях нефтегазовой отрасли показывает необходимость создания дополнительного акустико-эмиссионного критерия для отбраковки цилиндрических обечаек сосудов давления.
Из вышеизложенного можно сделать вывод, что актуальнейшая на сегодняшний день проблема повышения пожарной и промышленной безопасности производственных объектов нефтегазовой отрасли может быть решена за счет повышения качества отбраковки сосудов давления на основании данных акустической эмиссии
Таким образом, была поставлена цель научного исследования и определены задачи для ее достижения
Цель работы для повышения безопасности сосудов давления разработать комплексный критерий отбраковки цилиндрических обечаек сосудов давления на основании данных акустической эмиссии.
Задачи исследования:
1) изучить взаимовлияние естественных и искусственных дефектов в
разных логически возможных акустических моделях сосуда давления и выявить
оптимальную модель,
2) провести экспериментальный акустико-эмиссионный мониторинг
имитации разрушения сосуда давления с цилиндрической обечайкой и
проанализировать адекватность применения регламентированного в ПБ-03593-
03 амплитудного критерия опасности источников сигналов в состоянии
предразрушения,
-
разработать комплексный критерий опасности акустико-эмиссионных сигналов, учитывающий индивидуальные особенное ги нагружения сосуда давления и проверить его применимость для реальных объектов,
-
разработать алгоритм расчета комплексного акустико-эмиссиошюго критерия отбраковки цилиндрических обечаек сосудов давления
Научная новизна
1. Обнаружено, что система акустико-эмиссионных локаций в цилиндрических обечайках сосудов давления обладает геометрическим центром, положение которого стабилизируется перед разрушением, а в его сечении возможно разрушение объекта
2 Впервые предложен комплексный критерий опасности акустико-эмиссионных сигналов, в котором источники акустической эмиссии рассматриваются не как отдельно взятые локации, а как единая система взаимосвязанных точек материальных импульсов, обладающая массой, дискретными (квантовыми) и колебательными свойствами, что позволило повысить качество отбраковки цилиндрических сосудов давления
3. Предложен новый расчетный параметр «относительной массы активного металла», учитывающий размеры и параметры нагружения объекта контроля Доказано, что в момент разрушения «относительная масса активного металла» достигает своего максимума и составляет более 20 % для цилиндрических обечаек из стали 10Х23Н18 и более 45 % для обечаек из стали 20
Практическая ценность
Предложенный комплексный акустико-эмиссионный критерий отбраковки цилиндрических обечаек сосудов давления используется в учебном процессе УГНТУ при подготовке студентов, обучающихся по специальности 130603 «Оборудование нефтегазопереработки»
Апробация результатов работы
Материалы работы доложены
1) на четвертом «Международном междисциплинарном симпозиуме «Фракталы и прикладная синергетика "ФиПС-2005"», г. Москва 14-17 ноября 2005 г,
-
X Международной научно-технической конференции при X Международной специализированной выстаке «Строительство Коммунальное хозяйство - 2006»,
-
XI Международной научно-технической конференции при XI Международной специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство - 2007»,
-
57-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых,
5) семинаре в рамках Международной научно-практической конференции
«Промышленная безопасность на взрывоопасных и химически опасных
производственных объектах», г Уфа, 13-14 февраля 2008 г
Публикации
По материалам диссертации опубликовано десять научных трудов
Объем и структура работы
Диссертационная работа состоит из четырех глав, основных выводов, списка использованных источников из 87 наименований, изложена на 120 с машинописного текста, содержит 55 рисунков, 20 таблиц и приложения
