Вплив параметрів режиму роботи газопроводу на його безаварійну експлуатацію

Abstract

Дисертація присвячена розробці ефективних методів впливу параметрів режиму роботи газопроводу на його безаварійну експлуатацію. В роботі вирішуються задачі визначення впливу нерівномірності споживання газу на напружений стан газопроводу, встановлення картини руху газу, а також виявлення закономірностей пульсацій та їхній вплив на безаварійну експлуатацію газопроводу. Виявлені основні закономірності втомного руйнування зварного з’єднання сталі 17Г1С газопроводу при різних рівнях навантаження в наводнювальному середовищі та встановлено чутливість до водневої крихкості під час поляризації з одночасним активним навантаженням, встановлені фактографічні ознаки облегчення розвитку корозійно - втомної тріщини під дією цього середовища та навантаження. Удосконалено математичну модель низькочастотної пульсації тиску на основі якої виявлено вплив нерівномірності газоспоживання на напружений стан, а також закономірність пульсації тиску на надійну експлуатацію газопроводу. Розроблена методика розрахунку впливу параметрів режиму роботи газопроводу на його надійну експлуатацію, впроваджена на підприємствах ДК „Укртрансгаз”.

Целью диссертационной работы является разработка эффективных методов оценки влияния параметров режима работы газопровода на его безаварийную эксплуатацию. В работе определено влияние неравномерного газопотребления на напряженное состояние газопровода, реальную картину движения газа в газопровод, а также выявленные закономерности пульсации и их влияние на безаварийную эксплуатацию газопровода. Выполненный предыдущий анализ современного состояния и представление о механизме разрушения, параметрах режима работы и факторы, которые влияют на их безаварийную эксплуатацию газопроводов. Определено влияние водородсодержащей среды на корозионно -механические характеристики разных зон сварного кольцевого соединения трубопровода из стали 17Г1С, а также склонность к водородной хрупкости. Исследованы экспериментальным путем основные закономерности усталостного разрушения, сварного кольцевого соединения трубопровода при разных уровнях напряжения, которые отвечают режимам работы газопроводов. Установлены фрактографические признаки облегчения развития корозионно - усталостной трещины под действием водородсодержащей среды и разных уровнях напряжения. Усовершенствована математическая модель низкочастотной пульсации давления, на основе которой выявлено влияние неравномерности газопотребления на напряженное состояние, а также закономерность пульсации давления на безаварийную эксплуатацию газопровода. Нашли дальнейшее развитие технология оценки безаварийной эксплуатации наиболее опасных участков газопровода с учетом одновременно влияния срока эксплуатации, режима работы и среды, которая разрешает установит остаточный ресурс работы с учетом неравномерности потребления газа. Разработанная методика расчета влияния параметров режима работы газопровода на его надежную эксплуатацию внедрена на предприятиях ДК „Укртрансгаз”. Приведенная методика разрешает определить в процессе эксплуатации остаточный ресурс с определенной вероятностью не разрушения. Усталостные процессы имеют вероятностный характер. Это позволяет в совокупности с методами неразрушительного контроля и использованием риск -анализа при существующей концепции безопасности - „реализовать и исправлять” поддерживать трубопровод в трудоспособном состоянии. Однако, при таких условиях эксплуатации (подчеркиваю, совместного действия сменных нагрузок и среды) при долгодействующей эксплуатации в материале труб накапливаются деффекты, которые в конечном результате приводят к их разрушению. Особая опасность заключается в труднодоступных местах (невозможно своевременно удалить опасность) или в осложненных условиях эксплуатации (например, трубопровод попал в зону сдвига). Здесь должна работать новая концепция риск - анализа - „предвидеть и опередить”. Именно даная методика разрешает сделать это еще на стадии проектирования.

The thesis is dedicated to the elaboration of proficient methods of gas pipeline duty parameters influence on its trouble - free operation. The study solves the problems of determining the influence of uneven gas consumption on the gas pipeline stress state? The establishment of the gas flow picture as well as the detection of the surge regularities and other influence on the gas pipeline trouble - free operation. Detected are the main regularities of welded joint fatigue breakdown of gas pipeline 17T1C steel at various loading levels in water in water invaded environment and determined is the sensitivity to hydrogen embrittlement during polarization with the simultaneous active loading, established are also the factual signs of weakening the development of a corrosive and fatigue crack under the influence of the above mentioned environment and loading. Perfected is the mathematical model of low frequency gas pressure surge based on which determined was the influence of uneven gas consumption on the stress state as well as the influence of gas pressure surge regularities on gas pipeline reliable exploitation. Elaborated is the methodology for the calculation of the influence of the gas pipeline duty parameters on its reliable exploitation which has been implemented at the enterprises of affiliate company AC “Ukrtransgaz”.