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

Текст из файла (страница 11)

- относительная ошибка выполненных измерений акусти­ческим и визуальным методами в осевом и окружном на­правлениях различна. Так, максимальная ширина от­слаивания по результатам акустического метода состав­ляет 40 мм, а визуальным — 30 мм; при этом относитель­ная ошибка измерений составляет 33,3%. Это можно объяснить несовершенством мануальных измерений ши­рины осевого дефекта с помощью металлического щупа:толщина его составляет 0,5 мм и, следовательно, в мень­шее зияние зазора щуп просто не проникает, а оператор этого проконтролировать не может; на ошибку измере­ний оказывает также влияние прямоугольная форма тор­ца щупа. В окружном направлении ошибка измерений разными методами отмечена лишь дважды и ее величина составляла в одном случае 8,7%, в другом —2,5%. Такая удовлетворительная сходимость результатов измерений объясняется, что границы отслоения кромки покрытия в окружном направлении оператор отчетливо фиксирует с двух сторон, что повышает объективность метрического отсчета и, соответственно, снижает относительную ошибку при сравнении разрешающих возможностей аку­стического и визуального методов контроля;

- дефекту отслоения кромки АКП всегда предшествует ее усадка с явлениями сдвига, проявление которых, в свою очередь, возникает из внешне бездефектных кромок по­крытия; таким образом, отслоение—это последователь­но развивающийся процесс, этапы которого можно про­гнозировать умозрительно, исходя из визуальных наблю­дений, а изучив динамику развития с помощью инстру­ментальных исследований — аналитически или вероят­ностно.

Таким образом, выполненная в трассовых условиях апро­бация показала, что разработанная методика является научно обоснованным и достоверным инструментом превентивного диагностирования качества адгезионного сцепления антикор­розионных полимерных покрытий, позволяющим выявлять скрытые или зарождающиеся дефекты в адгезионно-контакт­ном слое триплексной системы «металл-адгезив-полимер».

1. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ОПАСНОСТИ МЕХАНИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ ФОРМЫ ГАЗОПРОВОДОВ

Для ранжирования гофр (вмятин) по степени опасности в эксплуатационных условиях используются параметры, опреде­ляющие:

• глубину гофра (вмятины) и ее изменение под нагрузкой;

• остаточную деформацию металла в области гофра (вмя­тины);

• приращение деформации при воздействии внутреннего давления.

Параметры вмятин определяются двумя методами:

• на базе экспериментальных исследований деформирова­ния вмятин;

• на базе теоретических исследований.

Экспериментальные исследования проведены в процессеполигонных испытаний трубных плетей с дефектами формы сечения труб диаметром 1220... 1420 мм.

Для получения теоретических зависимостей используются следующие исходные данные:

• диаметр и толщина стенки газопровода;

• длина, ширина, глубина вмятины;

• физические свойства металла труб (модуль упругости, коэффициент Пуассона).

Расчетная схема приведена на рис. 4.1.

Рис.4.1 Сечения газопровода в области вмятины

Абсолютные значения деформаций в окружном ( ) и про­дольном направлениях в ненагруженном состоянии опре­деляются по формулам:

(4.1)

(4.2)

приращения окружных ( и продольных ( ) изгибающих деформаций при нагружении внутренним давлением— по формулам:

(4.3)

(4.4)

В формулах (4.1)—(4.4) применены следующие обозначения:

(4.5)

(4.6)

(4.7)

(4.8)

(4.9)

где —радиус средней линии сечения трубы, м; — рабочее (нормативное) давление газа, МПа; Е—модуль упругости ма­териала трубы, МПа; v—коэффициент Пуассона материала трубы; 2а — длина вмятины, м; 2b— ширина вмятины, м; — начальная глубина вмятины, м.

Для перехода от измеренной глубины вмятины при фактическом давлении газа p_fк начальной глубине ,когда давление отсутствует, используются следующие зависимости:

(4.10)

(4.11)

где p_f— параметр внутреннего давления, определяемый по формуле (4.25), куда вместо рабочего давления р подставляет­ся давление р_г.

Относительная глубина дефекта определяется по фор­муле:

(4.12)

где — номинальный диаметр трубы.

Экспериментальный метод отработан на дефектных трубах, вырезанных из МГ Грязовец—Ленинград—2, Ухта—Торжок— 1, Ухта—Торжок—2, Пунга—Ухта—Грязовец. Марки сталей испытанных труб: 17Г1С, 17ГС, 17Г2СФ (нетермоупрочненная), Х-70. Результаты испытаний обработаны методом мате­матической статистики. Получены эмпирические зависимо­сти, описывающие поведение гофров (вмятин) под нагрузкой внутренним давлением среды.

Экспериментальный метод оперирует следующими показа­телями:

(4.13)

где —приведенный диаметр вмятин.

(4.14)

где — относительная величина радиального перемещения центра вмятин.

Максимальная остаточная деформация изгиба , най­денная в процессе визуально-инструментального контроля гофр (вмятин);

(4.15)

где - относительное давление;

- рабочее (нормативное) давление, МПа;

- давление среды при по­лигонных испытаниях, МПа;

- относительная тол­щина стенки труб, испытанных на полигоне

- относи­тельная толщина стенки трубы действующего газопровода; , D₂- наружные диаметры труб, испытанных на полигоне и действующем газопроводе соответственно, м;

, - соответ­ствующие значения толщины стенок труб, м.

Для испытанных на полигоне труб приняты следующие по­казатели:

Экспериментальный метод используется для вмятин с со­отношением размеров в пределах и на трубах с относительной толщиной стенки .

Реакция вмятины на воздействие внутреннего давления в виде радиального перемещения определяется формулой, полученной эмпирическим путем:

(4.16)

или

(4.17)

Приращение максимальной деформации определяется по формуле:

(4.18)

где коэффициент, определяемый по формуле .

Применяется три критерия оценки состояния гофра (вмя­тины):

• остаточная деформация металла в области дефекта, ;

• приращение деформации при воздействии рабочего (нормативного) давления ( , );

• относительная глубина дефекта .

В табл. 4.1 приведены значения оценочных критериев для ранжирования уровней опасности дефектов формы сечения трубы.

Таблица 4.1

Значения оценочных критериев

В соответствии с Инструкцией[20] вводится трехуровневое ранжирование дефектов формы сечения трубы:

• неопасные дефекты, допускаемые к эксплуатации газопро­вода без снижения давления газа — I уровень;

• опасные дефекты, для которых необходим ремонт с приме­нением усиливающих конструкций — II уровень;

• недопустимые дефекты, требующие отбраковки и замены отрезка трубы — III уровень.

Независимо от геометрических параметров к недопусти­мым дефектам относят гофры (вмятины), расположенные в зонах кольцевого или продольного сварных швов, или в зонах их термического влияния, а также содержащие дефекты стен­ки любого типа и происхождения (трещины, царапины, зади­ры, утончения, расслоения и т. п.).

По данным измерений вмятин и аналитических расчетов определяются соответственно экспериментальное и теорети­ческое значения параметров вмятин , , , , , , , которые сопоставляются со значениями критериев ранжи­рования дефектов, приведенных в табл. 4.1. Если хотя бы один параметр, обозначенный , выходит за пределы или равен верхнему пределу, обозначенному в таблице, то гофр (вмятина) переходит в следующую категорию опасности при эксплуатации газопровода.

Допустим, необходимо определить параметры и отбрако­вать вмятину длиной 2а - 450 мм, шириной 2b= 380 мм и глубиной 35 мм при остаточном давлении газа 5,0 МПа. Минимальный радиус изгиба стенки трубы в окружном направлении =250 мм. Сечение трубы 1420 * 16,5 мм, рабо­чее давление = 7,4 МПа, Е= 2,06 10⁵ МПа, v= 0,3.

Сначала вычисляются параметры по теоретическому мето­ду. Промежуточные данные:

Характеристики

Список файлов ВКР