Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Материаловедение

Диссертационная работа:

Вотинов Андрей Валерьевич. Совершенствование методов прогнозирования состояния металлов и остаточных служебных свойств сварных резервуаров, длительно работающих с нефтепродуктами : Дис. ... канд. техн. наук : 05.02.01 : Краснодар, 2004 166 c. РГБ ОД, 61:04-5/3150

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Глава 1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЕЗЕРВУАРОВ

И МЕТАЛЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ... 10

1.1 Условия проведения монтажно-восстановительных работ

на резервуарах 18

1.2 Факторы, влияющие на качество сварных соединений объек
тов резервуарного парка 27

1.3 Анализ методов неразрушающего контроля материалов

применяемых при монтаже и эксплуатации резервуаров 35

Глава 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ 39

  1. Определение прочности сварных соединений 39

  2. Механические испытания на ударный изгиб 41

  3. Измерение твердости 43

  4. Металлографические исследования 43

  5. Химический анализ 43

  6. Методика измерения напряженного состояния 43

Глава 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СВОЙСТВ ОСНОВНОГО

МЕТАЛЛА И МЕТАЛЛА СВАРНЫХ ШВОВ РЕЗЕРВУАРОВ

И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ 52

  1. Исследование структуры и свойств металла шва и зоны термического влияния 57

  2. Химический анализ и коррозийная стойкость материала 60

  1. Исследование факторов, влияющих на свойства и состав металла сварного соединения при проведении монтажно-восстановительных работ на открытых площадках 65

  2. Определение прочностных характеристик элементов конструкции резервуаров и технологических трубопроводов 72

3.4.1 Определение числовых показателей нагрузок для расчета ре
альных значений экологического риска эксплуатации резер
вуаров 73

Выводы 78

Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮ
ЩЕЙ СРЕДЫ И КОМПОНЕНТОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА
НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕР
ТИКАЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ 79

  1. Предпосылки к расчету напряженно-деформированного состояния резервуаров 80

  2. Расчетная модель деформирования резервуаров 83

4.3 Разработка рекомендаций к методам проектирования резервуа
ров для нефтепродуктов 95

4.3.1 Теоретическое обоснование расчетного уровня надежности

резервуаров 99

4.4 Определение оптимального уровня надежности объектов
резервуарного парка 104

Выводы 108

Глава 5 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГ
НОСТИКИ, ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ОСТАТОЧНОГО
РЕСУРСА ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕЗЕРВУАРОВ И ТЕХНОЛОГИ
ЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ 110

  1. Обоснование и предпосылки оценки достоверности выявления дефектов в металлах сварных конструкций неразрушающими методами контроля 110

  2. Выбор методов неразрушающего контроля для оценки надежности и ресурса резервуаров 116

5.2.1 Методика экспериментального определения качества материа
ла сварных соединений ультразвуковым методом контроля 117

5.2.2 Исследование возможности применения тепловой дефекто
скопии для определения качества металла резервуаров в про
цессе их эксплуатации 129

5.3 Рекомендации к оценке состояния сварных резервуаров

длительно работающих с нефтепродуктами 134

Выводы 139

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 141

ЛИТЕРАТУРА 144

ПРИЛОЖЕНИЯ 155

Введение к работе:

Задачи технической диагностики и оценки остаточного ресурса опасных промышленных объектов (нефтепроводов, объектов хранения нефтепродуктов, энергетических установок) не относятся к числу принципиально новых научных и инженерных задач. Их концептуальные и методические формулировки рассматривались в работах [6, 7]. Однако в последнее время, в связи с экономическими и организационными причинами, они приобрели особую актуальность. К числу экономических относятся объективные тенденции создания объектов с большими поражающим потенциалом, старения парка оборудования, резервуаров, трубопроводов с массовым выходом за проектные ресурсы, снижения уровня производственной и технологической дисциплины, ухудшение ремонтной базы. Организационные причины связаны со структурными изменениями системы Госгортехнадзора России и становлением института независимой экспертизы [55].

Не смотря на широкие исследования и выпуск ряда нормативных документов, регламентирующих вопросы технической диагностики, оценки безопасности и остаточного ресурса, в этом направлении остались значительные методические проблемы [55, 98].

Открытым остается вопрос степени опасности того или иного вида структурной поврежденности для образования и развития конкретного вида микродефекта, либо снижения механических свойств до недопустимого предельного состояния по охрупчиванию, когда даже незначительный микродефект может привести к разрушению. Поэтому сохраняется актуальной необходимость системной обоснованной разработки применения методов и средств неразрушаю-щего контроля металла, особенно в сварных соединениях резервуаров и технологических трубопроводов для объективного прогноза, как остаточного ресурса, так и для практического комплексного мониторинга технического состояния.

В связи с этим задача оценки остаточного ресурса безопасной эксплуатации указанных объектов на основе оценки состояния свойств металла сварных резервуаров длительно работающих с нефтепродуктами, является актуальным направлением в совершенствовании оценки безопасности и остаточного ресурса резервуаров и технологических трубопроводов.

Решение этих задач в настоящее время практически сводится к [67]:

продлению ресурса эксплуатации (при нормативных рабочих нагрузках) и назначению сроков периодического контроля состояния объектов (резервуаров, трубопроводов и др.);

продлению ресурса при условии снижения рабочих нагрузок и учета климатических условий региона;

- прекращению эксплуатации объекта, его ремонт или замена.

Целью настоящей работы является разработка и совершенствование методов прогнозирования остаточных служебных свойств стальных сварных резервуаров, технологических трубопроводов и разработка рекомендаций по оценке их ресурса безопасной эксплуатации.

В задачи исследования входило:

оценка состояния материала основного металла и металла сварного шва, длительно контактирующих с нефтепродуктами;

выявление основных факторов, влияющих на преждевременный выход из строя сварных вертикальных резервуаров изготовленных из низколегированных высокопрочных сталей;

исследование изменения свойств материалов (основного металла и металла сварного шва) конструкций длительно контактирующих с нефтепродуктами;

разработка и совершенствование методик комплексного применения методов неразрушающего контроля качества основного металла и зоны сварного шва для оценки прочностных свойств резервуаров с учётом реальных условий их длительной эксплуатации;

- исследование влияния климатических факторов на химический состав и
' свойства металла сварного шва;

определение оптимальных режимов сварки резервуаров и технологических трубопроводов при монтажно-восстановительных работах на открытых площадках;

разработка методов определения расчётного уровня надёжности резервуаров и технологических трубопроводов;

разработка рекомендаций по эксплуатации и ремонту стальных резервуаров для хранения нефтепродуктов.

Научная новизна работы заключается в следующем: экспериментально установлено, что основными факторами, влияющими на выход из строя сварных резервуаров и технологических трубопроводов, являются коррозионное и хрупкое разрушение основного металла и металла сварного шва. Разработан новый метод расчёта степени деформации резервуаров в зависимости от избыточного давления, толщины, веса, температуры обечаек и веса покрытия. Предложена математическая модель оценки эффективности неразрушающего контроля сварных соединений на этапе выявления дефектов с использованием методов теории стохастической индикации. Обоснованно и экспериментально доказано, что использование разработанной новой контактной жидкости на основе минерального масла, керосина, этилового спирта и скипидара повышает чувствительность ультразвукового контроля качества основного металла и металла сварного шва при температуре окружающего воздуха от - 50 С до + 50 С. На основании проведённых теоретических и экспериментальных исследований впервые предложена модель определения расчётного уровня эксплуатационной надёжности резервуаров и технологических трубопроводов длительно контактирующих с нефтепродуктами.

Практическая значимость. Разработаны методики неразрушающего контроля для оценки надёжности и ресурса резервуаров и технологических трубопроводов в процессе эксплуатации. Предложен новый метод расчёта сте-

пени деформации резервуаров в зависимости от эксплуатационных факторов. Предложена и экспериментально проверена методика определения прочностных характеристик элементов резервуаров тензометрированием. Разработан алгоритм определения ресурса объектов резервуарного парка на всех этапах эксплуатационного цикла. Разработаны нормативные документы по правилам технической эксплуатации стальных резервуаров для нефтепродуктов и инструкции по их ремонту.

На защиту выносятся следующие положения:

представления об основных факторах преждевременного выхода из строя вертикальных сварных резервуаров из низколегированных высокопрочных сталей;

методы неразрушающего контроля качества основного металл и зоны сварного шва резервуаров в процессе эксплуатации с целью установления возможного срока продления эксплуатации с учётом климатических условий;

алгоритм определения эксплуатационного ресурса объектов резервуарного парка;

рекомендации по выбору рациональных режимов сварки при монтажно-восстановительных работах на открытых площадках;

метод определения расчётного уровня надёжности резервуаров и технологических трубопроводов;

состав контактной жидкости, повышающей чувствительность ультразвукового контроля качества металла при температуре окружающего воздуха от - 50 С до + 50 С;

математическая модель оценки эффективности неразрушающего контроля свойств металла сварных резервуаров и технологических трубопроводов с учётом реальных условий эксплуатации;

- нормативные документы и инструкции по правилам технической эксплуатации и ремонту стальных резервуаров для хранения нефтепродуктов.

Подобные работы
Тришкина Ирина Анатольевна
Разработка методов прогнозирования остаточного ресурса печных змеевиков из стали 15Х5М на основе исследования структурно-механических состояний и их эволюции в процессе эксплуатации
Вотинов Андрей Валерьевич
Оценка структурных параметров стали и ресурсных характеристик резервуаров для хранения нефтепродуктов в условиях длительной эксплуатации
Хаерланамова Елена Александровна
Совершенствование методов расчета и конструирования элементов печей пиролиза
Виноградова Анастасия Евгеньевна
Совершенствование метода оценки качества льняной тресты
Шустов Юрий Степанович
Разработка методов прогнозирования строения и свойств текстильных материалов с использованием теории подобия и анализа размерностей
Бочкарева Екатерина Викторовна
Разработка методов прогнозирования физико-механических свойств тканей ведомственного назначения после действия светопогоды
Бройко Антон Петрович
Разработка метода прогнозирования теплопроводности трикотажных полотен на основе численного моделирования теплопередачи
Курденкова Алла Вячеславовна
Разработка методов прогнозирования физико-механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия различных факторов износа
Морилова Лена Валерьевна
Разработка методов оценки и прогнозирования изменений линейных размеров льняных тканей в деталях одежды косого кроя
Кузнецов Андрей Александрович
Разработка экспресс-методов оценки и прогнозирования физико-механических свойств текстильных нитей

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net