Мелехин О.В.
МОНИТОРИНГ И ОЦЕНКА ПРОГНОЗИРУЕМОГО СРОКА СЛУЖБЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ *
Аннотация:
в статье проведен анализ обеспечения заданного уровня технического состояния газотранспортной системы. Методология исследования – анализ научной литературы по заданной проблеме, а также практического отечественного опыта. Научная новизна статьи заключается в демонстрации актуального теоретического материала по заданному направлению
Ключевые слова:
техническое состояние, газотранспортная система, техническая неисправность, состояние
Техническая исправность объектов газотранспортной сети является одним из приоритетных направлений работы, для ее обеспечения на базе компаний выстраивается целая системы по управлению техническим состоянием объектов инфраструктуры. Система управления подразумевает осуществление постоянного мониторинга за объектами газотранспортной системы с использованием автоматизированных устройств и механики. Проблема мониторинга и оценки прогнозируемого ресурса магистральных трубопроводов в настоящее время одна из основных, в связи с износом трубопроводной системы, для определения прогнозируемого срока службы сооружений, определения объемов необходимой реконструкции и ремонтов, прогнозирования рисков возникновения аварий и инцидентов. Такими мероприятиями являются: комплекс технического диагностирования оборудования и трубопроводной системы, оценка его фактической загруженности от проектного, исследование физических свойств металла с учетом влияния среды. Жизненный цикл любой конструкции имеет четыре характерных стадии: проектирование; изготовление; эксплуатация; реконструкция (ремонт). Изменение интенсивности отказов на эксплуатационной стадии имеет три характерных периода: приработка, или период ранних отказов, когда на начальном этапе эксплуатации выявляются основные недостатки строительства; период нормальной работы, когда наблюдается постоянная интенсивности отказов; возрастание интенсивности отказов, когда наблюдается рост интенсивности отказов, вызванный часто повторяющими причинами; К настоящему моменту, большинство магистральных нефтегазопроводов подходит к третьему периоду, когда неизбежен рост отказов или аварийных ситуаций вызванных коррозией и старением объектов повышенной опасности. Для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации необходимо решить комплекс задач включающих: установление причин, механизмов, закономерностей отказов конструкций; создание системы мониторинга с учетом специфики отказов; обоснованный выбор и оптимизация технологий ремонта и модернизаций, и особенно средств защиты, для продления дальнейшей безопасной эксплуатации магистральных нефтегазопроводов. нормативное, сертификационное, информационное обеспечение, особенно для оценки ресурса длительно эксплуатирующийся объектов; обучение и подготовка специалистов соответствующей квалификации, способных правильно оценивать состояние действующих магистральных трубопроводов, проводить, необходимы расчеты и измерения, с целью недопущения критического (аварийного) состояния трубопровода; ресурсное обеспечение для решения указанных задач; подготовка, сбор, обработка информационной базы; Для проведения анализа причин отказов необходимо разработать регламенты мониторинга, методы технического диагностирования на всех стадиях жизненного цикла магистрального нефтегазопровода с использованием различных методов технической диагностики (функциональной, тестовой, модельной) для составления прогноза ресурса потенциально опасных объектов. Например, прогноз остаточного ресурса магистрального трубопровода составлять на системной физико-химической модели сопротивляемости разрушению с учетом коррозии и старения материала конструкции. Модель должна базироваться на комплексной оценке условий и факторов в виде алгоритма в системе: «материал» - «Напряженно – деформируемое состояние» - «среда, с учетом эксплуатационной деградации материалов, эксплуатационных условий, доминирующего типа отказа с использованием компьютерных комплексов, с целью определения состояния и изменений системы, а также прогнозируемые отказы, и вероятные сроки наступления данных отказов. Известно, что под воздействием коррозионно – агрессивных сред, из-за колебания температуры, изменения рабочих нагрузок и напряжения со временем, приводят к изменению структуры, а также к изменению механических свойств эксплуатируемого металла. Изучение и анализ факторов, действующих на стали, из которых изготовлены трубы нефтяного и газового сортамента, позволяет выделить три основных процесса воздействия, которые приводят к «старению» стали: термодеформационное воздействие, и вызванное им повышенное напряженное состояние. Такое воздействие связано с процессами распределения атомов внедрения С1О2 в ферритной матрице и частичным распадом цементитной фазы в результате технологических воздействий и при эксплуатации; снижение трещиностойкости структуры матрицы из-за ослабления границ зерен при эксплуатации; повторное и циклическое воздействие нагрузок и напряжений посредством макропластических деформаций локализуют концентрацию напряжений, ускоряя эксплуатационное повреждение металла трубопровода. В условиях эксплуатации, интегральные свойства материалов трубных сталей, эксплуатируемых в умеренных климатических зонах, изменяются незначительно: предел прочности, предел текучести изменяются в пределах 10- 15%; пластические в пределах 15-20%; Незначительно изменяется и уровень остаточных напряжений. Совсем иная картина наблюдается у сталей, работающих в сложных климатических условиях, особенно в районах Крайнего Севера, где свойства изменяются в зависимости от длительности эксплуатации в значительных пределах. Изменение структуры («старение») сказывается в основном не на стандартных механических характеристиках, а на сопротивляемости хрупкому разрушению. Причина коррозионного растрескивания под напряжением характерна для труб, изготовленных из сталей с контролируемой прокаткой, так как с повышением удельной прочности материала резко возрастает его чувствительность к концентраторам напряжения, технологическим воздействиям и активным и агрессивным средам. Строительство магистральных нефтегазопроводов диаметром 1220 – 1420 из сталей повышенной прочности позволило увеличить давление перекачиваемого продукта, что привело к значительному увеличению упругой энергии, запасенной в металле труб при их изготовлении.
Номер журнала Вестник науки №11 (32) том 3
Ссылка для цитирования:
Мелехин О.В. МОНИТОРИНГ И ОЦЕНКА ПРОГНОЗИРУЕМОГО СРОКА СЛУЖБЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ // Вестник науки №11 (32) том 3. С. 145 - 154. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/3764 (дата обращения: 25.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020. 16+