Диплом (Назаров) (1205456), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

В работе [3] приведены результаты экспериментальных исследований напряженного состояния тройниковых соединений под воздействием внутреннего статического давления после их предварительного пластического деформирования той же нагрузкой. Полученные экспериментальные данные показывают, что при повторных нагружениях происходит заметное снижение возмущения. В частности из таблицы 1 следует, что после пластического деформирования тройника, в исследованных зонах произошло снижение концентрации напряжений в 1,17-2,48 раз. Наибольшее снижение возмущения произошло в зонах наибольшей концентрации. Однако, как видно из таблицы 1, расчетная величина снижения концентрации составила для данного уровня пластического деформирования 5,2/2,7=1,9, а не 2,48. То есть вследствие неравномерности изменения степени возмущения напряжений необходимо учитывать и зоны с меньшим возмущением, так как именно в этих местах, в силу меньшего снижения концентрации после пластического деформирования, могут оказаться наиболее высокие напряжения.

В другой работе было исследовано распределение механических напряжений в окрестностях сварных швов резервуара РВС – 10000. На одном из контролируемых участков имелось локальное деформирование стенки резервуара (хлопун). Проведенные исследования показали, что после гидростатического нагружения произошло равномерное перераспределение механических напряжений с нивелированием точек их концентрации.

Положительные результаты были достигнуты в процессе ремонта спайдер-элеватора, имевшего трещины и поры. На первом этапе ремонта дефекты были выбраны механическим способом и осуществлена заварка дефектных участков. Затем, с целью снятия сварочных напряжений и улучшения структуры наплавленного металла была проведена термообработка детали. Проверка отремонтированных участков изделия на наличие концентраторов напряжений прибором «Комплекс – 2.05» показала, что после термообработки не удалось избавиться от всех концентраторов напряжений. Исходя из создавшейся ситуации, участки со значительными концентраторами напряжений были подвергнуты ультразвуковой ударной обработке комплексами «Гефест - 400». По завершении УЗ обработки спайдер-элеватора было проведено повторное снятие карт механических напряжений, которые показали, что поле напряжений стало практически равномерным без заметных возмущений.

Таким образом, имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют, что определенное пластическое деформирование конструкции вызывает положительный эффект в виде выравнивания механических напряжений. Уменьшение пиковых значений напряжений несомненно благоприятно сказывается на работоспособности элемента, повышая его эксплуатационную надежность. Бесспорно и то, что в зависимости от особенностей конструкции и условий ее эксплуатации эффект от пластического деформирования может быть различным. Это обстоятельство не позволяет автоматически использовать какой-либо из существующих методов без проведения специальных экспериментальных исследований. Только по результатам таких исследований можно оценить применимость и эффективность разных методов пластического деформирования и отработать оптимальную технологическую схему, позволяющую получить максимальный положительный эффект для конкретной конструкции.

Библиографические ссылки

1. Васин Е.С. Результаты натурных испытаний ремонтных конструкций нефтепроводов на долговечность. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2002. - №4. – с. 10-16.

2. Коновалов Н.Н. Нормирование дефектов и достоверность неразрушающего контроля сварных соединений. – М.: Федеральное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России, 2004. - 132 с.

3. Красулин И.Д. О напряженном состоянии тройниковых соединений после пластического деформирования // Вопросы прочности трубопроводов. Труды ВНИИСТа. Выпуск 25. – М., 1971. – с. 382 – 392.

Добрый день уважаемые коллеги! Разрешите представить Вашему вниманию доклад на тему «Особенности выявления и оценки дефектов в материале и монтажных сварных швах трубопроводов» плакат 1.

Небольшая информация о себе. Я являюсь аспирантом первого года обучения по кафедре ПЭМГ. Мои научные интересы лежат в области материаловедения, физических методов исследования материалов. Одним из таких наиболее широко распространенных методов является метод исследования качества металла и сварных швов с помощью ультразвука.

К технологическим процессам сварки магистральных трубопроводов предъявляют ряд требований. Значительная часть этих требований учитывают соответствующие характеристики труб и трубных сталей, номенклатура которых весьма обширна в связи с большим разнообразием технических характеристик магистральных трубопроводов, условий их сооружения и эксплуатации. Одно из основных требований - требование равнопрочности сварного соединения основному металлу труб. Однако, это условие в буквальном смысле не всегда обеспечивается в связи со значительной механической неоднородностью сварных соединений.

Прежде всего, неоднородность в сварных швах возникает при появлении дефектов сварки, которые характеризуются различного вида нарушениями сплошности и однородности шва и называются несплошностями. Несплошности обычно выявляют физическими методами контроля, на основании чего дают заключение о типе и размерах дефектов, а в итоге - о годности сварного шва к эксплуатации в трубопроводе.

Вместе с тем, при нормировании допустимости дефектов в швах не учитывают особенности появления дефектов при сварке в разных марках материалов. Нормы, как правило, являются технологическими, то есть они ориентированы на возможности процесса сварки и часто излишне жестки с позиций обеспечения прочности. Многочисленные данные практики показывают, что места исправления дефектов могут служить потенциальными очагами разрушения конструкций в процессе эксплуатации. Причиной этого является появление остаточных напряжений, малопластичных структур, которые приводят к появлению и развитию микротрещин. Поэтому необоснованная ремонтная сварка может причинить больший вред, чем неустраненный дефект.

В этой связи, представляется возможным избирательно и обоснованно исключить исправление сварных соединений с малозначительными дефектами в целях сохранения длительной работоспособности сварных конструкций. Одним из примеров в реализации такого подхода может служить методика диагностирования кольцевых монтажных сварных соединений протяженного надземного газопровода, построенного из труб марки Ст2…Ст4.

Наиболее распространен для контроля качества сварки ультразвуковой метод контроля, выполняемый при помощи ультразвуковых дефектоскопов общего назначения. В частности, на плакате 2 показан общий вид ультразвукового дефектоскопа общего назначения А1214 Эксперт и рабочий момент проведения оценки качества сварного шва.

Перед проведением измерений производили калибровку (плакат 3) аппаратуры на образцах со стандартными угловыми отражателями акустических колебаний с размерами отражающей грани, которые определяются в зависимости от толщины стенки контролируемого сварного соединения (показать табл. ).

Перед контролем проводили расчет основных параметров в зависимости от характерных типоразмеров контролируемых сварных соединений и параметров применяемых датчиков (плакат 4). Исходными данными для расчета являются:

- толщина стенки контролируемого сварного соединения, Н;

- угол ввода акустических колебаний, ;

- стрела датчика, n.

При выявлении несплошности регистрировали следующие ее характеристики:

- амплитуду эхо-сигнала (превышение браковочного уровня, в децибелах);

- наибольшую глубину в сечении шва, в мм;

- условную протяженность и высоту, также в мм.

Условную высоту определяли как разность глубины залегания между положениями датчика над краевыми точками несплошности (плакат 5).

Так как протяженность надземного газопровода значительна, контроль всех сварных швов требует существенных затрат времени, большого числа дефектоскопистов, приборов, что сложно осуществимо. Поэтому, при условии обоснования можно допустить выборочный контроль швов, по результатам которого можно будет прогнозировать надежность всего объекта в целом. Исходя из этого, было решено применить методику, включающую обязательный и расширенный комплекс измерений.

Для детального предварительного исследования сварных швов из газопровода были изъяты несколько фрагментов труб, содержащих монтажные сварные швы. В результате исследований фрагментов труб, изъятых из газопровода, установлены некоторые конструктивные особенности, свойственные данному объекту и которые следует учитывать вследствие их влияния на достоверность выявления дефектов, точность определения типа и размеров дефектов, что, в итоге, влияет на точность оценки прочности трубопровода.

В частности, на основании результатов предварительного исследования фрагментов труб, установлены следующие особенности объектов:

• выполнение сварного шва с применением подкладных колец;

• смещения кромок стыкуемых труб;

• наличие поверхностных заводских дефектов в трубах.

Чтобы убедиться, что эхо-сигнал принадлежит несплошности, а не подкладному кольцу (плакат 6) следует руководствоваться следующими отличительными признаками:

- эхо-сигнал от подкладного кольца появляется при меньшем расстоянии между швом и датчиком, чем сигнал от несплошности;

- эхо-сигнал от подкладного кольца, как правило, наблюдается по всему периметру шва, а сигнал от несплошности - на отдельных участках периметра;

- эхо-сигнал от подкладного кольца имеет большую амплитуду, чем сигнал от несплошности.

При контроле кольцевых сварных соединений газопровода, имеющих разную толщину свариваемых труб, необходимо различать эхо-сигналы от смещения кромок, которые располагаются на экране дефектоскопа там же, где и корневые несплошности. В случае разнотолщинности труб с помощью толщиномера измеряется толщина стенки стыкуемых труб в околошовной зоне кольцевого сварного соединения. Смещение кромок стыкуемых труб характеризуется наличием эхо-сигнала при прозвучивании только с одной стороны шва по всему периметру или на большей части периметра (плакат 7).

При контроле основного металла труб выявляли две категории дефектов.

Первая категория (плакат 8, а) – это трещины, вертикальные дефекты по сечению стенки трубы, образовавшиеся в результате приложения критической нагрузки. Например, такие дефекты могут быть инициированы при изготовлении вставок холодного гнутья, или образоваться при прогибе трубопровода в случае разрушения опор, направленной перпендикулярно плоскости развития дефекта.

Вторая категория (плакат 8, б) – это горизонтальные дефекты, образовавшиеся в процессе изготовления труб. Выявление данной категории дефектов обеспечивается сканированием поверхности трубы прямым датчиком в области, прилегающей к выходу дефекта на поверхность.

Расширенный комплекс измерений осуществляют на сварных стыках, признанных не годными. Критерии дефектности сварного шва представлены на плакате 9. При этом выполняют следующие действия:

1. Детальный контроль сварного соединения, предусматривающий:

- оценку формы зафиксированных несплошностей, распознавание компактных и протяженных несплошностей;

- оценку развития плоскостных несплошностей по высоте.

2. Представление результатов детализированного контроля в графическом виде (плакат 10).

3. Прочностное расчетное обоснование результатов УЗ дефектоскопии сварного соединения с корректировкой технологических режимов эксплуатации газопровода.

Таким образом, данная методика контроля сварных швов позволяет определить их состояние, оценить реальную прочность, скорректировать эксплуатационные параметры, рекомендовать целенаправленные ремонтные мероприятия.

точки зрения безопасности и экологичности проекта при аварии принято считать ущерб от загрязнения нефтью окружающей природной среды (экологический ущерб).

Причины возникновения аварии устраняются проведением внутритрубной диагностики, капитальным ремонтом внешней изоляции, заменой обнаруженных дефектных участков.

Исходя из вышеперечисленных причин для исключения аварийных выбросов опасных веществ, необходимо принимать и реализовывать следующие технические решения. К ним относятся:

• техническая диагностика нефтепроводов путем пропуска внутритрубных контрольных аппаратов ВИП и др.;

• определение сроков первоочередной ликвидации дефектных участков;

• плановая замена дефектных участков нефтепроводов;

• выборочная проверка состояния наружной изоляции и плановый капитальный ремонт нефтепроводов с наружной изоляцией.

Эти мероприятия позволяют существенно сократить количество аварий на линейной части и предотвратить экологическую катастрофу.

Цель безопасности и экологичности при ремонте и эксплуатации трубопровода – исключение или максимальное ограничение вредных воздействий аварии на объекты, рациональное использование природных ресурсов, их восстановление и воспроизводство.

Мероприятия по обеспечению безопасности и экологичности окружающей среды при ликвидации аварии заключатся в сборе разлитой нефти с поверхности водоёмов и почвы, проведении рекультивации нарушенных территорий.

Локализация, сбор и удаление нефти и нефтепродуктов с поверхности водоёмов – сложные и трудоёмкие процессы вследствие малой толщины нефтяной плёнки и относительно высокой скорости её распространения.

Для предотвращения разлива нефти и возможности попадания вытекшей нефти в водоёмы, водотоки, загрязнения лесных массивов, сельскохозяйственных угодий, населенных пунктов, дорог с учетом рельефа местности должны быть созданы земляные обвалования и амбары для сбора разлитой нефти.

Характеристики

Список файлов ВКР