Исследование напряженно-деформированного состояния и оценка прочности трубопроводных систем тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

Федеральное агентство по образованию Ижевский государственный технический университет

УДК 622.692:539.4

На правах рукописи Экз. №

ЕФИМОВ Артем Игоревич

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

Специальность: 01.02.06. Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

00460652

Ижевск-2010

004606521

Работа выполнена на кафедре «Динамика и прочность машин» Пермского государственного технического университета.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

д. т. н., профессор Аликин В. Н.

д. ф.-м. н., профессор Вахрушев A.B.

к. т. н. Сесюнин С.Г.

РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина

Защита состоится «29» июня 2010г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.03 при ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. 30 лет Победы, д.2, к.5, ауд. 504.

Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 426069, г.Ижевск, ул. 30 лет Победы, 2-503, ФГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет», секретарю диссертационных советов Мокеровой H.A. E-mail: dlssovet@istu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, дом 7, к.1 и на официальном сайте ИжГТУ: www.istu.ru.

Автореферат разослан «28» мая 2010 г.

Г PQirnfi»!'* 1Т11

I wvivpv lupD

диссертационного совета, д. т. н., профессор

Ю. В. Турыгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время Россия имеет надежную систему трубопроводного транспорта для нефти, газа и продуктов их переработки и самую протяженную в мире. С другой стороны, трубопроводные системы жилищно-коммунальной отрасли практически не модернизировались в течение последних пятнадцати лет, и их техническое состояние оставляет желать лучшего. Так, за счет утечек воды из-за изношенных трубопроводных коммунальных систем потребление воды в сутки на жителя крупных и средних городов страны составляет порядка 400 л, в то время как, например, в крупных городах Европы и Америки этот уровень в два раза меньше. Подъем грунтовых вод инициирует еще более интенсивный процесс коррозии стальных трубопроводов. Кроме того, велики потери тепла от ТЭЦ и котельных в трубопроводных системах, как правило, за счет недостаточной теплоизоляции.

Из изложенного следует актуальность и современность задачи оценки прочности и ресурса трубопроводных систем различного функционального назначения.

Цели и задачи работы. Основной целью работы является исследование прочности трубопроводов различного функционального назначения для прогнозирования срока их замены или ремонта. Поставленная цель достигается путем последовательного решения следующих задач:

- разработки методик математического моделирования задач исследования напряженно-деформированного состояния трубопроводов в статической постановке с учетом возможных дефектов в трубе;

- оценки влияния динамических нагрузок на прочность трубопроводов;

- проведение комплекса работ по техническому диагностированию трубопроводных систем различного назначения;

- обоснованию критерия прочности трубопровода (в том числе из полимерных материалов и теплоизолированных) и разработки подходов для оценки остаточного ресурса их эксплуатации.

Общая методика исследований. Работа в целом является теоретико-экспериментальной. Теоретические разработки заключались в математическом моделирован™ методом конечных элементов трубопроводных систем для определения их напряженно-деформированного состояния. Экспериментальные подходы использовались при технической диагностике трубопроводных систем и обосновании критерия прочности трубы.

На защиту выносятся следующие положения:

подход для комплексного диагностического сопровождения трубопроводных систем различного функционального назначения;

- алгоритм и программный комплекс стохастического метода конечных элементов, позволяющий при расчете наряду с номинальными значениями искомых величин (математические ожидания) получать и их дисперсии;

- установленные закономерности поведения коэффициентов концентрации дефектов в стальных трубопроводных системах;

- обоснованный критерий прочностной работоспособности трубопроводов;

- методика оценки остаточного ресурса по критерию накопленных повреждений.

Научная новизна. Основными научными результатами, полученными в работе, являются:

1. Предложенный алгоритм стохастического метода конечных элементов, позволяющий наряду с математическими ожиданиями искомых величин единой процедурой определять и их дисперсии, что важно для вероятностных оценок прочностной работоспособности конструкций.

2. Установленный эффект снижения уровня коэффициента концентрации напряжений в стальных трубопроводных системах с дефектами в 1,2...1,5 раза при учете реальных диаграмм деформирования трубных сталей с пределом текучести в интервале 380...450 МПа.

3.Сформулированные и обоснованные допустимые уровни напряжений при динамическом нагружен™ трубопроводов для обеспечения прочности, которые должны составлять <тдии < ОД-ст^ат при скорости вибрации трубы не более 10 мм/с.

Практическая значимость работы. Состоит в решении задач, позволяющих:

- оперативно исследователь влияние дефектов труб на прочность трубопроводов с выдачей рекомендаций по их ремонту, либо замене дефектных участков;

- прогнозировать остаточный ресурс трубопроводных систем и назначать время необходимой в дальнейшем технической диагностики конструкции;

- разрабатывать технические мероприятия по повышению прочности работоспособности трубопроводных систем: использованию композиционных труб и демпферов; обеспечение «рассогласованности» вынужденных и собственных динамических частот и т. п.

Реализация результатов работы. Основные результаты работы в виде полученных методических подходов непосредственно внедрены в практику проектирования и эксплуатации магистральных газопроводов и других трубопроводных систем в ООО «Газпром трансгаз Москва», ООО «Лукойл-Пермь» и для различных водоводов г. Перми - ООО «Новогор-Прикамье».

Апробация результатов работы. Отдельные результаты работы поэтапно докладывались на II и III Уральских конференциях «Полимерные материалы и двойные технологии» г. Пермь, 1997 и 1999 гг., научно-технических конференциях «Социально-экономические проблемы развития региона» г. Чайковский 2003 и 2004 гг., второй Всероссийской конференции молодых ученых, преподавателей, аспирантов и студентов г. Ижевск, 2007 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано девять научных статей, включая статью в журнале, входящем в перечень ВАК.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав и выводов. Содержит 120 страницы машинописного текста, включая 11 таблиц и 29 рисунков.

Во введении приводится характеристика работы.

В первой главе «Исследование напряженно-деформированного состояния трубопроводов» изложено состояние решаемой проблемы. В целом научно-техническая проблема обеспечения прочности и ресурса трубопроводных систем нефтегазовых и коммунальных сооружений в силу своей значимости требует разработки новых расчетно-экспериментальных подходов дня исследования рассматриваемых систем. При этом целесообразно максимально использовать накопленные знания по проектированию, строительству и эксплуатации существующих трубопроводных магистралей и водоводов.

Самыми сложными, с точки зрения условий эксплуатации и конструктивных особенностей, являются технологические трубопроводы. Несмотря на значительную меньшую протяженность по сравнению с магистральными нефтегазопроводами (более чем на порядок) на технологические трубопроводы приходится более половины всех зарегистрированных отказов, аварийных ситуаций и внеплановых остановок. Например, анализ статистических данных показывает, что более 75% внеплановых остановок компрессорных цехов на газовых магистралях связано с технологическими трубопроводами. Последнее объясняется сложностью конструктивного оформления рассматриваемых трубопроводных систем, тяжелыми условиями эксплуатации (постоянные динамические режимы), отсутствием резервирования данного вида оборудования и т.п. Существенной особенностью сооружений является то, что в трубопроводных системах реализуются различные динамические режимы при транспортировке углеводородов. Так, практически все действующие системы сбора углеводородов на месторождениях предусматривают использование однотрубной системы. Транспортировка двух и более различных фаз в потоке приводит, как правило, к возникновению пульсаций давления потока, образованию пробок и возникновению гидравлических ударов при их прорыве и т.п., то есть к существенным динамическим нагружениям.

Для критериальных оценок прочности промысловых и технологических трубопроводных систем и последующей оценки их ресурса, необходимо, прежде всего, знать уровень эксплуатационных напряжений и деформаций, развивающихся в трубах. Степень достоверности определения картины напряженно-деформированного состояния (НДС), в конечном итоге, устанавливает точность и всех последующих оценок, так как предельные

шашаиип тп^'^ох.^ лтопли лттлоплпоигт цлпи/атнвилм

лщ ли^/йи 1 у^/пV11Ш хиишл V1 V1» ^ > 11Ь>1 ич/^/шишиими

документацией. Кроме того, необходимо назначить оперативную систему диагностического обследования магистральных и технологических трубопроводных систем, позволяющую определять в процессе эксплуатации текущее состояние и прогнозировать остаточный ресурс, принимать технические решения по ремонту труб и т.п.

В качестве метода исследования НДС всего класса трубопроводов в работе обосновано использование численного метода - метода конечных элементов (МКЭ), который получил наибольшее распространение в мировой практике для решения различных задач. Так как исследуемые конструкции представляются собой сложные линейные и пространственные трубопроводные обвязки, а решение краевых задач прочности требует задания сложных граничных условий: кинематических, нелинейных с трением (в опорах), физически нелинейных (учет пластичности), динамических возмущений и т.п., то разработка единого универсального программного комплекса вряд ли целесообразна. Потому для решения типовых задач по исследованию НДС трубопроводов использован пакет «А^УБ» версии 8.0, с помощью которого осуществляется моделирование технологических трубопроводов в стержневой, либо оболочечной постановках задачи с возможностью задания всех внешних силовых факторов (давления, температуры, веса труб), а также нелинейных граничных условий (кинематических, нелинейных опор с трением, динамических возмущений). Оценка НДС в самой общей постановке задачи трубопровода с учетом упруго-пластических свойств трубной стали и наличия различного рода дефектов (коррозионных повреждений, трещины и т.п.), как показано в работе, делает ее исключительно громоздкой. Поэтому предложен подход, заключающийся в следующем. На основе решения задачи первого этапа при использовании стержневых или оболочечных элементов для пространственной трубопроводной системы устанавливаются участки, где уровень эксплуатационных напряжений максимален, либо расположены дефектные зоны, установленные в процессе технической диагностики труб.

При этом интересующий фрагмент трубопровода «вырезается» из общей системы, а моделирование осуществляется заданием поля перемещений по результатам расчета на первом этапе. Подход позволяет практически без допущений детально исследовать участки, ответственные за прочность всей трубопроводной системы и установить закономерности поведения, например, коэффициентов концентрации напряжений в дефектах труб (рис.1).

Для полной замкнутости решаемой задачи необходима методика диагностических обследований трубопроводных систем по параметрам, определяющим уровень НДС труб в процессе эксплуатации. Существующий положительный опыт разработки методик диагностирования технологических трубопроводов компрессорных и газораспределительных станций, подземных хранилищ и т.п. (труб, отводов, запорной арматуры, тройников, обратных клапанов) позволяет предусматривать следующие обязательные процедуры:

- геодезических измерений;

- измерений напряжений, деформаций и виброскоростей.

б)

Рис.1. Модели трубопроводной системы: а) расчётная модель фрагмента трубы; б) конечно-элементная модель с зоной дефекта.

Окончательный анализ системы проводится расчетами трубопроводной системы МКЭ с разработкой технических решений по дальнейшей эксплуатации. Геодезическое определение реального положения трубопроводной системы проводится классическими нивелирами. Для прямых измерений напряжений в контрольных зонах использованы методы тензометрирования и магнитно-шумовой, а контроль состояния металла целесообразно проводить ультразвуковым или магнитнопорошковым методами.

Вторая глава «Критерии прочности для трубопроводов» содержит исследования концентрации напряжений в дефектах промысловых и технологических трубопроводов и оценку прочности конструкций. Обобщение и анализ результатов по технологическим трубопроводным системам, находящимся длительное время в эксплуатации показывает, что их отказы, в основном, обусловлены:

- существенным изменением высотного положения трубопроводов и, как следствие, повышенной вибрацией, то есть значительным отклонением статических и динамических нагрузок от проектного уровня;

- дефектами изготовления и монтажа трубопроводов, коррозионными и другими повреждениями труб в процессе эксплуатации;

- уровнем статических нагрузок, присущим всем трубопроводным системам и, в конечном итоге, определяющим прочность конструкции.

Исследования показали, что высокие уровни эксплуатационных напряжений, приводящие к нарушению целостности сварных стыков и превышению допустимых напряжений в металле труб, могут возникать за счет отклонения высотного положения трубопроводной системы от проектного уровня. В качестве критериев степени отклонения высотного положения при диагностическом обслуживании технологических трубопроводов необходимо задавать: максимальный наклон (отношение перепада высот на концах прямолинейных участков к длине участков) и стрелу прогиба (отношение разности полусуммы высот двух крайних точек и высоты средней точки к расстоянию между точками). Превышение наперед заданных значений по этим критериями может означать исчерпание проектного уровня запаса прочности. В процессе эксплуатации критерии, как правило, превышаются при разрушениях ряда опор, просадках и т.п. Особенно это характерно для сооружений со сроком эксплуатации 15-20 лет и выше. Отсутствие опор и наличие других неучтенных факторов при проектировании трубопроводов необходимо вводить в расчеты по МКЭ заданием соответствующих граничных условий при решении задачи.

Отдельной важной задачей является определение коэффициентов концентрации напряжений в дефектах трубопроводных систем. Исследованы коэффициенты концентрации в поверхностных коррозионных дефектах трубопроводов, а также коэффициенты интенсивности напряжений в дефектах типа трещин. Исследования проведены с использованием программного комплекса МКЭ. В качестве материала трубной стали рассматривались низколегированные стали 17Г1С, 17ГС, Ст.20, Х60, имеющие предел пластичности после упругого участка От в диапазоне 380-450 МПа при уровне деформаций 0,2%, а далее гладкую кривую упрочнения на диаграмме «напряжение-деформация».

При исследованиях максимальные эквивалентные напряжения на опасном участке трубопровода (зона коррозионного дефекта) представляются в виде формулы:

оэкв = ч/(Ь,и,5/0,Р), (1)

где Ь,ЬД - геометрические характеристики дефекта: ширина, длина, глубина; 5/Б - относительная толщина трубопровода (5 - толщина стенки,

О - диаметр трубы); Р - нагрузочный фактор. Для проведения исследований в пакете А^УБ используется технология параметрического моделирования на основе базовых геометрических примитивов. В этом случае при варьировании параметров трубы и дефекта автоматически меняется твердотельная и конечно-элементная модели. Граничные условия автоматически прикладываются к новой модели объекта. В силу симметрии в расчетах использовалась половина (вдоль продольного сечения) конструкции трубы с дефектом с наложением соответствующих граничных условий.

В качестве эквивалентного напряжения принимается либо первое главное напряжение, либо интенсивность напряжений <тЭ1[В = <тИ1ГГ. Варьируя параметры Ь, Ь, б/О проводятся расчеты НДС и вычисляется значение аит в вершине дефекта. Далее проводится обработка результатов расчета методом наименьших квадратов совместно с множественным регрессионным анализом. В результате модель по выражению (1) записывается в виде кубического полинома:

^' = (а0+а.(Вп/О) + а2(В11Ш)2+а3(В11/О)3+а4ап/О) + а5(Ь11/О)2+а6(Ь11/О)' + а7(1/О) + а8(1/0)2 + а9(1/0)3 + а10(8/О) + ап(5/О)2 +аи(5/0)3)/Р, ( '

гДе аи»т - безразмерный комплекс напряжения;

а0,а,,...,а12 - коэффициенты регрессионной модели.

Для вычисления коэффициентов статистической модели (2) проведено 625 экспериментов на параметрической модели. Конечно-элементная модель имела от 60000 до 100000 узлов. Результаты вычисления коэффициентов представлены в табл. 1 для о[, о^ и эквивалентных напряжений по Мизесу -стМ1ПС<,. Коэффициент корреляции модели г2 установлен как 0,939, что говорит о высокой степени достоверности модели.

Таблица 1

Коэффициенты регрессии обобщенной модели

Коэффициенты модели Критериальные величины

^мизес

ао 512 447 416

-1294 -1338 -1035

а2 24401 26773 20048

а3 -137998 -166039 -120422

34 905 950 915

35 -5329 -6699 -6587

а« 10110 17289 17159

_Продолжение табл.1

а? 31549 31288 29521

а8 -2489026 -2480762 -2338591

аэ 62804771 62914759 59342545

аю -62509 -54756 -51239

аи 2343287 2017848 1884979

а12 -30820953 -26227463 -24471251

Переход от безразмерного комплекса напряжений к размерному осуществляется по выражению:

Ошп^РхОхст^ (3)

Критерий прочности трубопровода принимается в виде: Оэкв-£,<М, (4)

где [а] - предел прочности или пластичности стали;

1о - коэффициент безопасности по напряжениям (в диапазоне 1,4-1,52 при статическом нагружении).

Другой подход для оценки прочности конструкции с трещинообразными дефектами состоит в использовании критерия линейной механики разрушения (для трещин нормального отрыва и хрупкого разрушения): К1<К1С, (5)

где К]С - критический коэффициент интенсивности напряжений или вязкость разрушения (экспериментальная нормативная величина трубной стали).

Коэффициент интенсивности напряжений Кь как и эквивалентное напряжение по выражению (4), является расчетной величиной, которая определяется моделированием трубопровода с дефектом с использованием разработанного программного комплекса. Экспериментальные данные свидетельствуют о факте вязкого разрушения даже на трубопроводах, подверженных стресс-коррозии. С другой стороны, для изготовления технологических трубопроводов используют низколегированные стали с пределом текучести 380-450МПа и вязкостью разрушения в пределах 60-150МПа • м1/2, что является гарантией их трещиностойкости. При таких предельных механических характеристиках коэффициент интенсивности напряжений превышает свое критическое значение по выражению (5), когда длина трещины более 100 мм.

Для трубопроводов нефтегазовых сооружений существует повышенная опасность стресс-коррозионного разрушения, основными причинами которого являются переменные нагрузки и уровень напряженного состояния в трубе. При этом существует значение уровня напряжений, ниже которого трещины не развиваются и не сращиваются. Однако единого подхода для формулировки понятия порогового напряжения при стресс-коррозии пока не существует.

Исходя из феноменологического подхода, используемого в работе, на наш взгляд, на практике можно использовать модель поэтапного коррозионного растрескивания. На первом этапе на поверхности трубопровода появляется малая коррозионная трещина. При отсутствии напряжений, либо при уровне их

ниже порогового, трещина не раскрывается, коррозионно-активная среда в нее не поступает, ее рост прекращается и она стабилизируется. При наличии определенного уровня напряжений, чаще циклических, происходит раскрытие трещины в зоне вершины, которое не приводит к разрушению, но дает возможность проникновения коррозионно-активной среды внутрь трещины. Далее в вершине трещины образуется вторичная коррозионная трещина и процесс повторяется. В итоге, образуется трещина критических размеров и трубопровод разрушается.

В результате проведенных исследований рекомендовано определять разрушающее напряжение трубопроводов по критерию допускаемых напряжений. Разрушение трубопроводов с дефектами (даже типа острого надреза) происходит при условии, когда интенсивность напряжений в зоне концентратора совпадает с величиной предела прочности трубной стали. При этом обязателен учет вида экспериментальной кривой деформирования материала конструкции, то есть упругопластических свойств трубной стали.

Применение разработанного подхода проиллюстрировано оценкой прочности низконапорного водовода «БКНС2-БКНСЗ» промысла № 2 ООО «Лукойл-Пермь». Водовод длиной 12,6 км обеспечивает перевод Первомайского и Змеёвского месторождений под закачку сточной (подтоварной) воды (рис.2.). На участке от БНКС-2 до колодца 1 (1,7 км) трубопровод изготовлен из металлической трубы, остальная часть из металлопластиковой МПТ и ПАТ 200. Труба ПАТ 200 представляет собой полиэтиленовую трубу, армированную сварным металлическим сетчатым каркасом из стальной проволоки диаметром 3 мм. Трубу изготавливают методом экструзии расплавленного полимерного материала полиэтилена на стальную арматуру. Максимальное рабочее давление, допускаемое для трубы составляет 4,0 МПа, а допускаемая растягивающая нагрузка 170 кН (17000кгс).

Неблагополучная ситуация в части прочностной работоспособности трубопровода «БКНС-2-БКНС-3» выявилась в процессе приёма трубопровода в процессе гидроиспытаний и дальнейшей эксплуатации. Большинство отказов произошло по стыкам (3 отказа), по законцовкам (5 отказов), трещины по телу трубы (2 отказа), свищи по телу трубы (3 отказа).

Отказы по стыкам и законцовкам проявляются в результате брака строительно-монтажных работ. Некачественная сварка, которая может быть обусловлена как отклонениями режимов сварки от требований документации и браком трубы по торцу (слишком тонкий слой полиэтилена) и т.п. Однако это может быть и чисто прочностной разрыв, так как стык не армирован стальной проволокой.

Анализ представленных разрушенных образцов труб ООО «Лукойл-Пермь» показывает, что разрушение трубы произошло в условиях сложно-напряжённого состояния при одновременном действии внутреннего давления, осевых сил и изгибающего момента. Визуально выявлены характерные трещины как от действия кольцевого напряжения (разлом по образующей трубы с разрывом стальной армировки), так от действия осевого напряжения (разрыв по образующей).

Рис.2.Профиль низконапорного трубопровода.

Механизм разрыва основного тела трубы и образования свищей следующий. В процессе нагружения трубопровода из-за существенной разницы в характеристиках полиэтилена и стальной арматуры в зонах максимальных эквивалентных эксплуатационных напряжений арматура «отстаёт» от полиэтилена ввиду низкого уровня адгезии пары «сталь-полиэтилен» и превращается из усиливающего элемента фактически в концентратор напряжений, что приводит к появлению на отдельных участках дефектов в виде расслоения в середине стенки трубы. Далее разрывается внутренний, отслаивающийся слой полиэтилена, ввиду недостаточной его толщины < 6мм на рабочее давление 2 МПа. Рабочая среда интенсивно обуславливает коррозию арматуры и далее происходит образование свища, либо разрыв трубы с разрушением арматуры. В итоге, рекомендовано изготовителю труб ввести в документацию 100 % проверку труб на герметичность (вместо 5 %) и разрушающие периодические испытания труб, в том числе и стыков.

Далее изложен реализованный подход стохастического МКЭ, который очень эффективен для количественных оценок вероятности безотказной работы трубы, так как позволяет за одну вычислительную процедуру получать одновременно математически ожидания искомых параметров (в нашем случае: перемещений, деформаций и напряжений) и их дисперсий. Алгоритм МКЭ реализован в виде программного комплекса для задачи теории упругости в перемещениях при варьировании геометрических параметров конструкции, координат узловых точек конечно-элементной сетки, а также вектора узловых сил. Исходные величины при этом представлялись вероятностными и определялись в виде суммы среднего значения и малого случайного отклонения. Несмотря на громоздкость матричных вычислений в стохастическом МКЭ алгоритм оказался очень эффективным для получения показателей вероятности безотказной работы по прочности.

В главе рассмотрены также вопросы по возможности в перспективе использования для технологических трубопроводов теплоизолированных, а

также пластмассовых и композиционных труб. Получены основные зависимости для прочностных расчетов таких трубопроводных систем, определены направления дальнейших исследований.

В третьей главе «Разработка методики оценки прочности трубопроводных систем при динамическом нагружении» приводятся критериальные оценки прочности технологических трубопроводов. Анализ работы технологических трубопроводов компрессорных и газораспределительных станций показывает, что специфика их эксплуатации обусловлена динамическими нагрузками, при этом наблюдается как низкочастотная, так и высокочастотная вибрации. Низкочастотная вибрация характерна для трубопроводов компрессорных станций, оснащенных высокорасходными центробежными нагнетателями. В.А.Якубовичем с сотрудниками разработана теория трубопроводной системы компрессорного узла как автогенератора с распределенными параметрами. Решение уравнений указанной теории позволило разработать ряд практических рекомендаций для подавления низкочастотных колебаний в объектах газовых сооружений (ассиметричное расположение запорных кранов, снижение скоростей газа в коллекторных сетях и т.п.). Внедрение высокорасходных центробежных нагнетателей мощностью от 16 МВт и выше привело к повышенной вибрации технологических трубопроводов в диапазоне частот ЮО...ЗОООГц. Главным последствием высокочастотной вибрации может являться разрушение трубы в месте концентрации напряжений. Возмущающей силой колебаний трубопроводов являются высокочастотные акустические колебания потока газа. Однако в силу высокой механической жесткости труб и небольших амплитуд колебаний внутреннего давления, возникновение колебаний трубопроводов возможно только в резонансных режимах при совпадениях собственных частот. Использование однотрубных систем сбора углеводородов на морских месторождениях из-за наличия различных фаз в потоке приводит к возникновению акустических пульсаций давления высокой амплитуды и ударно-волновым процессам, которые обусловлены поведением образующихся пробок в трубопроводе. Это еще более расширяется спектр задач динамики трубопровода, необходимый для исследования.

Для решения динамических задач, как и ранее, используем МКЭ. При этом можно ограничиться решением задачи на собственные колебания, так как основная задача обеспечения работоспособности трубопроводов при высокочастотных динамических режимах - рассогласование резонансных частот акустических колебаний газа и механических колебаний трубопровода. Для волнового уравнения акустических колебаний относительно потенциала скорости ф(х,1), получаем краевую задачу на собственные значения для

пплпотлп^ ТТг,гтгтоог! лтилл^оттг ил гллппциотшлтглн Ллгт'итг Т?»

^Чши^ич/й 01 иу/уи х(гч/ир^пницииниии ш > шчции д. .

У2Р + а2 х Р = О, (6)

где а = ш2 х ро х

ю - собственная частота; ро - плотность газа;

рз - коэффициент адиабатической сжимаемости.

После матричных операций получим систему линейных однородных алгебраических уравнений относительно узловых неизвестных: ([С]-а2х[М]){Р}=0, (7)

где [С] и [М] - глобальные матрицы системы;

{Б} - матрица-столбец узловых неизвестных.

Решение системы (7) представляет собой проблему собственных значений для симметричных положительно определенных матриц, если найдены числа ссД то они позволяют вычислить собственные частоты колебаний газа или нефти по формуле:

= ^а12/(рор3), (8)

которым соответствуют собственные акустические формы, а также распределение давления, плотности и скорости потока в трубопроводе. Аналогично реализована задача на собственные механические колебания трубопровода для осесимметричной расчетной схемы. Разрешающее матричное уравнение

([С]-ю12[М]){ф}=0, (9)

где [в] и [М] -матрицы жесткости и масс;

{ф} - амплитудные значения перемещений - формы колебаний.

Важное преимущество используемого подхода - метода разложения по собственным формам - возможность создания банка данных о частотных спектрах и собственных формах конструкций. Аналогично низкочастотным колебаниям технологических трубопроводов задача в данном случае решается за счет технических мероприятий по рассогласованию собственных частот акустических колебаний газа с механическими собственными частотами колебаний трубы. На основе проведенных исследований предложена точечная оценка вероятности невозникновения резонансного эффекта в трубопроводе:

I = / {(гаА - шэд /V (СКОА2 + СКОм2)}, (10) где /{...}- интеграл Лапласа;

тпа и там - математическое ожидание собственных частот акустических и механических колебаний;

СКО - среднеквадратические отклонения частот.

Для определения величин в выражении (10) составляется план эксперимента и проводится серия расчетов МКЭ при варьировании определяющих параметров в установленных диапазонах. Точечная оценка вероятности (10), с привлечением экспериментальных данных, установлена для рассматриваемых конструкций как 0,95.

Анализ показал, что на максимальном уровне статистических напряжений (более 200 МПа) динамические напряжения необходимо ограничить порядком 10-20МПа. При этом максимальные значения виброскоростей на первой собственной частоте колебаний трубопровода могут достигать 90-100 мм/с, что недопустимо, так как приводит к уровню динамических напряжений ~ ЮОМПа, Поэтому допустимые скорости вибрации трубопроводов должны быть ограничены величиной 10 мм/с.

Устранение повышенных вибраций выявленных методами технической диагностики с привлечением результатов математического моделирования для трубопроводных систем реализуется изменением геометрических и жесткостных характеристик системы: перенос кранов, шунтирование, изменение длин и диаметров участков трубопроводов, запрещением ряда режимов эксплуатации нагнетающего агрегата по скорости; установкой акустических фильтров и демпфирующих опор и т.п. После проведения всех мероприятий по достижению требуемого значения вибраций трубопроводов уровень динамических напряжений в трубе составляет 1-3% от уровня статических, по которым приводится оценка прочности трубопроводной системы в соответствии с условием (4).

Проведены измерения величин напряжений в поверхностных слоях ответственных деталей технологических трубопроводов и трубопроводов большого диаметра из трубных сталей с использованием метода эффекта Баркгаузена (МЭБ) - метода магнитошумовой структуроскопии или шумов Баркгаузена и рентгеноструктурного метода на базе элементов портативной переносной американской системы контроля и диагностирования рентгено-дифракционного измерителя напряженно-деформированного состояния «Х8ТЯЕ55-3000», что особенно ценно для осуществления ресурсных прогнозов при эксплуатации «по состоянию».

Экспериментальные данные были получены как с применением классического разрушающего метода послойного стравливания, так и методов рентгеноструктурного анализа и МЭБ с использованием аппаратуры «1ЮЬЬ5СА1Ч-2000», а также метода тензометрирования. При этом получена удовлетворительная сходимость результатов, полученных всеми упомянутыми методами. Точность измерений аппаратурой, реализующей МЭБ, составила ±1...1,5 МПа.

Метод МЭБ позволяет описать пространственную картину напряжений и при необходимости определить места максимумов и минимумом растягивающих или сжимающих напряжений. Его можно отнести к методам ранней диагностики технического состояния ответственных деталей, а зоны скачков и перепадов величин напряжений могут характеризовать места, в которых в дальнейшем будут образовываться дефекты. Кроме того, можно эффективно определять дефекты механической обработки, например, прижоги при шлифовании, неравномерность упрочнения, оценивать качество сварки, места наличия локальных растягивающих или недопустимых сжимающих напряжений. На действующих объектах МЭБ может быть особенно эффективен при определении зон пластического деформирования материала, в транспортных трубопроводах большого диаметра, деталях и узлах, работающих в системах газоперекачивающих агрегатах.

Очень важным вопросом критериальных оценок по выражению (4) является назначение коэффициента безопасности Аз. В результате анализа существующих норм для коэффициента безопасности России, США, Великобритании и Норвегии, коэффициент безопасности принят величиной 1,52 (по зарубежным нормам он меньше -1,4).

В случае оценок напряжений в промысловых и технологических трубопроводах максимальные величины составляют следующие величины:

- при действии внутреннего давления 7,5 МПа ~ 150-200 МПа;

- при действии температур (максимальный перепад 40°С) ~ 4-30 МПа;

- при учете веса конструкции и транспортируемой среды ~ 40-90 МПа (при посадке всех промежуточных опор).

Концентрация напряжений устанавливается МКЭ с использованием результатов технической диагностики трубопроводной системы. Принято, что отказ трубопровода - это прочностное разрушение его какого-либо элемента (линейной части, отводов, тройников и т.д.), которое выводит из строя всю трубопроводную систему. На практике очень важным параметром технологических трубопроводов принято считать остаточный ресурс - время эксплуатации трубопровода с момента текущего диагностирования до перехода в предельное состояние. Предельное состояние прогнозируется по исчерпанию прочности трубопровода - разрыву тела трубы с образованием свища, либо разрушение трубы по образующей или в поперечном сечении. Прогнозируемый коррозионно-эрозионный износ стенки трубы определяется по скорости свободной коррозии стали - Ус и степени действия электрохимической, либо другой защиты - у:

Уо = Ус (1 - у), (11)

где Уо - остаточная скорость коррозии.

В случае отсутствия катодной защиты принимают Уо = XI х, х - время эксплуатации трубопровода с коррозионной потерей металла стенки глубиной 1. В итоге, величина коэффициента запаса, которая определяет остаточный ресурс трубопровода определяется в виде:

JsL- >

п>аэкв^ (12)

где в качестве предельного напряжения трубной стали целесообразно принимать временное сопротивление, которое задано в документации. Проведенными исследованиями показано, что значение коэффициента п изменяется в широких пределах в зависимости от функционального назначения трубопроводной системы.

ВЫВОДЫ

1. Предложен подход для диагностического сопровождения технологических трубопроводных систем заключающийся: в прямом измерении основных параметров: пространственного положения, виброскоростей, эксплутационных напряжений, размеров дефектов, твердости стали; математическом моделировании системы для оценки прочности; разработки технических решений по обеспечению работоспособности конструкций.

2. Установлен эффект снижения уровня концентрации напряжений в дефекте в 1,2. ..1,5 раза за счет учета пластических свойств стали и механизм подавления процессов трещинообразования в трубопроводе при использовании

низколегированных сталей с пределом текучести 380...430МПа и коэффициентом интенсивности напряжений 60 ... 150 МПа-м1/2.

3. Разработаны алгоритмы и программные комплексы исследования собственных частот и форм колебаний для оценю! низко- и высокочастотных вибраций промысловых и технологических трубопроводов:

- акустических колебаний транспортируемых газа или нефти;

- механических колебаний трубы.

Предложена вероятностная оценка для рассогласования собственных частот с целью исключения нежелательных динамических режимов нагружения трубопроводов.

4. Сравнительный анализ уровней статических и динамических напряжений показал, что динамические напряжения при проектировании составляют величину 1-3% от уровня статических, поэтому прочностная оценка трубопровода проводится традиционно. Для снижения влияния высокочастотных вибраций на работоспособность трубопроводной системы установлен допустимый предел амплитуды виброскоростей -10 мм/с.

5. Предложена критериальная оценка прочности и остаточного ресурса трубопроводных систем, учитывающая комплекс внешних силовых факторов, фактическое пространственное положение трубопроводной обвязки, наличие дефектов.

6. Результаты работы в виде отраслевых методических руководств, критериальных оценок прочности и остаточного ресурса трубопроводов использовались как для «сухопутных» газотранспортных сооружений в ООО «Мострансгаз», так и морских нефтегазоввых объектов в ОАО «Сахалинморнефтегаз», на арктическом шельфе (Байдарацкая губа) и Черном море.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Ефимов А. И. Обобщение и анализ критериев прочности трубопроводов различного функционального назначения / А. И. Ефимов, И. Е. Литвин // М-лы III Уральской научн.-техн. конф. «Полимерные материалы и двойные технологии технической химии» Пермь: 1999. - с. 92.

2. Ефимов А. И. Оценка механической надежности магистральных трубопроводов / А. И. Ефимов, В. Н. Аликин, И. Е. Литвин // Вестник ПГТУ «Динамика и прочность машин». - № 1. - Пермь: 2000, с. 25-30.

3.Ефимов А. И. Разработка алгоритма стохастического МКЭ применительно к задачам оценки механической надежности конструкций машиностроения / А. И. Ефимов, В. Н. Аликин, И. Е. Литвин // Вестник ПГТУ «Динамикаи прочность машин».-№ 3.-Пермь: 2001, с. 3-8.

4. Ефимов А. И. Решение проблем энергосбережения в регионе за счет использования конструкций с теплоизоляционным пенополиуретаном / А.И. Ефимов, В. А. Журавлев, И. Е. Литвин, А. И. Мельников // М-лы научно.-

техн. конф. «Социально-экономические проблемы развития регионов». -Чайковский: 2003, с. 24-27.

5.Ефимов А. И. Оценка надежности подземных трубопроводных систем / А. И. Ефимов, В. Н. Аликин, Б. Е. Довбня, Ш. Г. Шарипов // Сб. докладов II Всеросс. конф. «Теория динамических систем в приоритетных направлениях науки и техники». - Екатеринбург-Ижевск, 2007. - с. 115-118.

6.Ефимов А. И. Разработка подходов для оценки прочностной работоспособности нефтегазовых трубопроводных систем / А. И. Ефимов, В. Н. Аликин, Б. Е. Довбня, Ш. Г. Шарипов // Сб. научн. трудов НИИУМС «Теоретические и прикладные аспекты информационных технологий». - № 56. - Пермь: 2007. -с.47-49.

7. Ефимов А. И. Исследование коэффициента концентрации напряжений в трубопроводах с коррозионными дефектами методом геометрического погружения / А. И. Ефимов, В. Н. Аликин, Б. Е. Довбня, С. Р. Леви // «Техника и технология». - № 3. - Москва. Издательство «Спутник»: 2008. - с. 83-85.

8.Ефимов А.И. Определение остаточного ресурса трубопровода, подверженного канавочной коррозии / В.Н. Аликин, А.И. Ефимов // «Естественные и технические науки». - №5. - Москва: Издательство «Спутник».- 2008. - с. 180-186.

9. Ефимов А.И. Исследование деформаций и напряжений в трубопроводах при динамическом нагружении / А.И.Ефимов, Б.Е.Довбня, С.Р.Леви // Вестник ИжГТУ, - №1. -2009.- с.42-44.

Введение

Принятые сокращения и обозначения

Глава I. Оценка работоспособности трубопроводов нефтегазовых сооружений

1.1. Состояние проблемы

1.2. Выбор расчетно-экспериментального подхода для исследований

1.3. Техническая диагностика трубопроводных систем различного функционального назначения

Глава II. Исследование прочности трубопроводных систем

2.1. Исследование коэффициентов концентрации напряжений в трубопроводах с дефектами

2.2. Выбор критериев прочности

2.3. Трубопроводы из полимерных и композиционных материалов

2.4. Оценка работоспособности полимерного армированного трубопровода

Глава III. Разработка методики оценки работоспособности трубопроводов при динамическом нагружении

3.1. Работоспособность трубопроводных систем при динамическом нагружении

3.2. Влияние различных дефектов на работоспособность конструкций трубопроводов

3.3. Техническая диагностика и оценка ресурса технологических трубопроводов узлов редуцирования

3.4. Методика оценки остаточного ресурса технологических трубопроводов 100 Выводы 110 Литература

Трубопроводный транспорт играет одну из решающих ролей в современной технике. В настоящее время Россия имеет надежную систему трубопроводного транспорта для нефти и газа и продуктов их переработки -самую протяженную в мире. Реализуются крупные проекты по новой газотранспортной системе, не имеющие мировых аналогов. С другой стороны, трубопроводные системы жилищно-коммунальной отрасли и реального сектора экономики страны практически не модернизировались в течение последних пятнадцати лет и их техническое состояние оставляет желать лучшего. Из изложенного следует актуальность и современность задачи оценки прочности и ресурса трубопроводных систем различного функционального назначения.

Основной целью работы является исследование прочности трубопроводов различного назначения для прогнозирования срока их ремонта или замены. Поставленная цель достигается путем последовательного решения следующих задач:

- разработки методик математического моделирования задач исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) трубопроводов в статической постановке с учетом возможных дефектов в трубе;

- оценки влияния динамических нагрузок на прочность трубопроводов;

- проведение комплекса работ по техническому диагностированию трубопроводных систем различного назначения;

- обоснованию критерия прочности трубопроводов (в том числе и из полимерных и композиционных материалов) и разработки подходов для оценки остаточного ресурса их эксплуатации.

Работа в целом является теоретико-экспериментальной. Теоретические разработки состоят в математическом моделировании методом конечных элементов (МКЭ) трубопроводных систем для исследования их напряженнодеформированного состояния. Экспериментальные подходы использовались при технической диагностике трубопроводных систем и обосновании критерия прочности трубы.

На защиту выносятся следующие положения:

-подход для комплексного диагностического сопровождения трубопроводных систем различного функционального назначения;

- алгоритм и программный комплекс стохастического метода конечных элементов, позволяющий при расчете наряду с номинальными значениями искомых величин (математические ожидания) получать и их дисперсии;

-установленные закономерности поведения коэффициентов концентрации напряжений в дефектах стальных трубопроводных систем;

-обоснованный критерий прочностной работоспособности трубопроводов, в том числе и из композиционных материалов.

Основными научными результатами, полученными в работе, являются:

- предложенный алгоритм стохастического метода конечных элементов, позволяющий наряду с математическими ожиданиями искомых величин единой процедурой определять и их дисперсии, что важно для вероятностных оценок прочностной работоспособности конструкций;

-установленный эффект снижения уровня коэффициента концентрации напряжений в стальных трубопроводных системах с дефектами в 1,2. 1,5 раза при учете реальных диаграмм деформирования трубных сталей с пределом текучести в интервале 380. .450 МПа;

-сформулированные и обоснованные допустимые уровни напряжений при динамическом нагружении трубопроводов для обеспечения прочности, которые должны составлять стдин. < 0,1астат. при скорости вибрации трубы не более 10 мм/с.

Практическая значимость работы состоит в решении задач, позволяющих: оперативно исследовать влияние дефектов на прочность трубопроводов с выдачей рекомендаций по их ремонту, либо замене дефектных участков;

- прогнозировать остаточный ресурс трубопроводных систем и назначать время, необходимой в дальнейшем технической диагностики конструкции;

-разрабатывать технические мероприятия по повышению прочностной работоспособности трубопроводных систем: использованию композиционных труб и демпферов; обеспечение «рассогласованности» вынужденных и собственных динамических частот и т.п.

Основные результаты работы в виде полученных методических подходов непосредственно внедрены в практику проектирования и эксплуатации магистральных трубопроводов в ООО «Лукойл-Пермь», ООО «Газпром трансгаз Чайковский» и для различных водоводов в г.Перми в компании «Новогор-Прикамье».

Отдельные результаты работы поэтапно докладывались на II и III Уральских конференциях «Полимерные материалы и двойные технологии» г.Пермь, 1997 и 1999 г.г., научно-технических конференциях «Социально-экономические проблемы развития региона», г. Чайковский 2003 и 2004 г.г., II Всероссийской конференции молодых ученых, преподавателей, аспирантов и студентов г. Ижевск, 2007 г. По теме диссертации опубликовано семь научно-технических статей и тезисов конференций.

Диссертация состоит из введения, трех глав и выводов. Содержит 120 страниц машинописного текста, включая 11 таблиц и 30 иллюстраций.

6. Результаты работы в виде отраслевых методических руководств, критериальных оценок прочности и остаточного ресурса трубопроводов использовались как для «сухопутных» газотранспортных сооружений в ООО «Мострансгаз», так и морских нефтегазоввых объектов в ОАО «Сахалинморнефтегаз», на арктическом шельфе (Байдарацкая губа) и Черном море.

1. Бородавкин П.П., Березин B.JL, Шадрин О.Б. Подводные трубопроводы. -М.: Недра, 1979. 415 с.

2. Гусейнов Ч.С., Иванец В.К., Иванец Д.В. Обустройство морских нефтегазовых месторождений. — М.: ГУЛ Изд-во «Нефть и газ РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. 608 с.

3. Харионовский В.В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов. М.: Недра, 2000. - 467 с.

4. Литвин И.Е., Аликин В.Н. Оценка показателей надежности магистральных трубопроводов. М.: Недра, 2003. — 167 с.

5. Якубович В.А. Диагностическое обслуживание трубопроводных систем компрессорных цехов газотранспортных и газодобывающих предприятий. Автореф. дисс. соиск. уч. степ. докт. техн. наук. — М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. — 53 с.

6. Гриценко А.И., Харченко Ю.А., Клапчук О.В. Гидродинамика газожидкостных смесей в скважинах и трубопроводах. — М.: Недра, 1994. -279 с.

7. Харченко Ю.А. Энергосберегающие системы сбора углеводородов на месторождениях континентального шельфа. Автореф. дисс. соиск. уч. степ. докт. техн. наук. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. - 47 с.

8. Басарыгин Ю.М., Будников В.Ф., Булатов А.И. Теория и практика предупреждения осложнений и ремонта скважин при их строительстве и эксплуатации: Справ, пособие: в 6 т. М.: Недра, 2004. - Т. 6. - 447 с.

9. Алехин М.И., Будников В.Ф., Щербина М.М. О причинах коррозионного разрушения оборудования на участках термических методов добычи нефти// Сб. науч. тр. Вопросы технологии и техники добычи нефти термическим методами. М.: ВНИИОЭНГ, 1989. - с. 39-44.

10. Аварии и несчастные случаи в нефтяной и газовой промышленности России/ Под ред. Ю.А. Дадонова, В.Я. Кершенбаума. М.: Техно-нефтегаз, 2001. — 2-1 с.

11. Скугорова Л.П. Материалы для сооружений газонефтепроводов и хранилищ . М.: Недра, 1975. - 320 с.

12. Амиров А.Д. Техника и технология освоения и эксплуатации глубоких скважин. М.: Недра, 1970. - 247 с.

13. Горяинов Ю.А., Федоров А.С., Васильев Г.Г. и др. Морские трубопроводы. -М.: Недра, 2001. 131 с.

14. Новаковский В.М.Преодоление коррозии — важнейшая задача науки/ М-лы II межд. конгресса «Защита-95». — М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1995. — с.74-79.

15. Полянский Р.П., Пастернак В.И. Трубы для нефтяной и газовой промышленности за рубежом. М.: Недра, 1979. — 215 с.

16. Козаченко А.Б., Никишин В.И., Поршаков Б.П. Энергетика трубопроводного транспорта газов. М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2001. — 400 с.

17. Положение по технической эксплуатации газораспределительных станций магистральных газопроводов/ В.М. Клищевская, Н.В. Ушин, Н.И. Цыбулько и др. ВРД 39-1.10-069-2002-М.: РАО ГАЗПРОМ, 2003. 94 с.

18. Метод конечных элементов в задачах нефтегазопромысловой механики/ В.Н. Аликин, И.Е. Литвин, С.М. Щербаков, В.П. Бородавкин. М.: Недра, 1992.-288 с.

19. Чигарёв В.А., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров. Справ, пособие. -М.: Машиностроение-1, 2004. 512 с.

20. Гриценко А.И., Хачатурян С.А. Газодинамические процессы в трубопроводах и борьба с шумом на компрессорных станциях. М.: Недра, 2002. - 335 с.

21. Наука и высокие технологии России на рубеже третьего тысячелетия/ Под ред. B.JI. Макарова и А.Е. Варшавского. М.: Наука, 2001. -636 с.

22. Макеев В.П., Ершов Н.П. Конструкции из композиционных материалов в современной технике// Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. № 3.-1978.-с. 245-248.

23. Якубович В.А. О возможности возникновения высокочастотной вибрации трубопроводной обвязки ГПА при резонансах КС// В сб. Доклады XXI межд. сем. «Диагностика оборудования компрессорных станций. — Светлогорск: сентябрь 2002 г., ИРЦ ГАЗПРОМ, с. 94-98.

24. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975.-541 с.

25. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. — М.: Мир, 1977.-344 с.

26. Басов. ANSYS в примерах и задачах/ Под общей редакцией Д.Г. Красковского. — М.: Компьютер-Пресс, 2002. 224 с.

27. Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера. Практическое руководство. -М.: Едиториал УРСС, 2003. 272 с.

28. Бородавкин П.П., Синюков A.M. Прочность магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1984. - 245 с.

29. Каталог технологического оборудования действующих газораспределительных станций магистральных газопроводов с рекомендациями по реконструкции и модернизации. РАО «Газпром», ДАО «Оргэнергогаз». М.: ИРЦ Газпром, 1994. - 72 с.

30. Биргер И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов. — М.: Наука, 1986.-560 с.

31. Морозов A.M., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. М.: Наука, 1980. - 256 с.

32. Иванцов О.М., Харитонов В.И. Надежность магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1978. - 217 с.

33. Сиратори М., Миеси Г., Мацумта X. Вычислительная механика разрушения. — М.: Мир, 1986. — 334 с.

34. Захаров М.Н., Лукьянов В.А. Прочность сосудов и трубопроводов с дефектами стенок в нефтегазовых производствах. — М.: ГУЛ Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. 216 с.

35. Броск Д. Основы механики разрушения. — М.: Высшая школа, 1980.-368 с.

36. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. — М.: Машиностроение, 1981. — 272 с.

37. Гетман А.Ф., Козин Ю.Н. Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов под давлением. М.: Энергоатомиздат, 1997.-288 с.

38. Денис Руди М. Оценка допустимости коррозионных дефектов// Трубопроводный транспорт нефти. — 1997. № 4. - с. 28-34.

39. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978.-239 с.

40. Кеба И.В. Диагностика авиационных газотурбинных двигателей. -М.: Транспорт, 1980. 246 с.

41. Дорошко С.М. Контроль и диагностирование технического состояния газотрубопроводных двигателей по вибрационным параметрам. -М.: Транспорт, 1984. 128 с.

42. Синюков A.M., Бородавкин П.П., Литвин И.Е. Основы расчёта надёжности и оптимизации коэффициентов запаса прочности основных несущих элементов магистральных трубопроводов. — М.: ГУЛ Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. 242 с.

43. Ушин Н.В., Литвин И.Е., Аликин В.Н. Оценка прочности технологических трубопроводов, подверженных коррозии/М-лы XXII Российской школы по проблемам науки и технологий. — Миасс, 2003. — с. 45.

44. Гольденблат И.И., Копнов В. А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов. — М.: Машиностроение, 1968. — 191 с.

45. Методика определения остаточного ресурса нефтегазопромысловых трубопроводов и трубопроводов головных сооружений. ОСТ 153-39.4-010-2002. Уфа.: 2002. - 57 с.

46. Москвитин В.В. Сопротивление вязкоупругих материалов. М.: Наука, 1972.-328 с.

47. Критерии прочности и расчёт механической надёжности конструкций/В.Н. Аликин, П.В. Анохин, Г.Л. Колмогоров, И.Е. Литвин. -Пермь.: ПГТУ, 1999. 158 с.

48. Капур К., Ламберсон Л. Надёжность и проектирование систем. — М.: Мир, 1980.-606 с.

49. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1988. 240 с.

50. Волков Б.Е., Судаков Р.С., Сырицин Т.А. Основы теории надёжности ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1974. — 399 с.

51. Лавендел Э.Э. Расчёт резинотехнических изделий. М.: Машиностроение, 1976. - 256 с.

52. Справочник по проектированию магистральных трубопроводов/Под ред. А.К. Дерцакяна. Л.: Недра, 1977. - 519 с.

53. Магистральные трубопроводы. Строительные нормы и правила СНиП 2.05.06.-85*. М.: ЦИТП Госстроя, 1997. - 52 с.

54. Нормы поектирования и строительства морского газопровода. Ведомственные нормы ВН 39-1.9-005-98. М.: ИРЦ Газпром, 1998. - 32 с.

55. Гудрамович B.C., Переверзев Е.С. Несущая способность и долговечность элементов конструкций. — Киев.: Наукова думка, 1981. 176 с.

56. Горянов Ю.А., Резуненко В.И., Фёдоров А.С., Фейгин Б.Л. Газопровод Россия Турция: исследование т-руб на смятие//Газовая промышленность. - 1999. - №8. - с. 1. - с. 5 - 16.

57. Горянов Ю.А., Резуненко В.И., Фёдоров А.С., Фейгин Б.Л. Газопровод Россия Турция: защита глубоководного участка от лавинного смятия/ТГазовая промышленность. - 1999. №5. - с. 82 — 83.

58. Иванцов О.М., Харионовский В.В., Черний В.П. Сопоставление методик расчёта магистральных трубопроводов по нормам России, США, Канады и европейских стран. М.: ИРЦ Газпром, 1997. - 51 с.

59. Кодолов В.И., Кибенко В.Д. Основы технологии переработки полимерных материалов. — Ижевск.: Ижевск, мех. институт, 1991. — 190 с.

60. Ершов Н.П. Состояние и перспективы развития расчётно-экспериментальных работ в области проектирования тонкостенных конструкций из композиционных материалов//Механика композиционных материалов. №1. - 1998. - с. 86-92.

61. Алфутов Н.А., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчёт многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1984.-264 с.

62. Баженов В.А., Гольденблат И.И., Копнов В.А., Поспелов А.Д., Синюков A.M. Пластинки и оболочки из стеклопластика. М.: Высшая школа, 1970.-408 с.

63. Аугусти Г., Баратта А., Кашпати Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании. М.: Стройиздат, 1988. - 584 с.

64. Гусенков А.П. Прочность при изотермическом и низкотермическом малоцикловом разрушении. М.: Наука, 1979. - 295 с.

65. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. — М.: Мир, 1980. 616 с.

66. Харченко Ю.А. Классификация гидродинамических процессов в однотрубных системах сбора нефти и газа//Нефтяное хозяйство №8. - 2004. -с. 118-122.

67. Якубович В.А. Снижение резонансных вибраций оборудывания компрессорных станций//Обз. инф. сер. «Машины и нефтяное оборудование». -М.: ВНИИОЭНГ, 1979. 67 с.

68. Образцов И.Ф., Савельев JI.M., Хазанов Х.С. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов. — М.: Высшая школа, 1985. — 392 с.

69. Притула В.А. Катодная защита от коррозии. M-JL: Госэнергоиздат, 1962. — 254 с.

70. Жук Н.П. Коррозия и защита металлов. — М.: Машгиз, 1957. —331 с.

71. Зиневич A.M., Глазков В.И., Котик В.Г. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии. М.: Недра, 1975. — 288 с.

72. Стрижевский И.В., Зиневич A.M., Никольский К.К., Глазков В.И. Защита металлических сооружений от подземной коррозии. — М.: Недра, 1981.-293 с.

73. РД 153-39.4-091-01 «Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от коррозии. С-Пб.: 2002. — 240 с.

74. ВСН 012-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приёмка работ. Часть I. М.: 1988 28 с.

75. РД 34.17.302-97. Котлы паровые водогрейные. Трубопроводы пара и горячей воды. Сосуды. Сварные соединения. Контроль качества. Ультразвуковой контроль. Основные положения. М.: 1997.

76. Аликин В.Н. Разработка рецептур, освоение технологий производства конструкций из термореактивного циклически стойкого полиуретана//Химическая технология. № 9. — 2000, с. 28-33.

77. РД 12-411-01. Инструкция по диагностированию технического состояния подземных стальных трубопроводов. — М.: Гостехнадзор, 2002. — 120 с.

78. ГОСТ 9.602.-89.* Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии. — М.: 1989.

79. Кривошеин Б.JI., Тугунов П.И. Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. — М.: Наука, 1985. 324 с.

80. Указания по расчёту параметров электрохимической защиты подземных коммуникаций компрессионных станций. РМ 51-11-75. М.: Мингазпром, 1975. - 50 с.

81. ВРД 39-1.10-069-2002. Положение по технической эксплуатации газораспределительных станций магистральных трубопроводов. — М.: 2003. -94 с.

82. Цикерман Л.Я. Долгосрочный прогноз опасности грунтовой коррозии металлов. — М.: Недра, 1966. 175 с.

83. Бекман В., Швенк В. Катодная защита от коррозии. М.: Металлургия, 1984. - 495 с.

84. Методика комплексной коррозионной диагностики распределительных газопроводов. -М.: Газпром, 2003. 70 с.

85. Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения. ГОСТ 27.002-89. М.: Изд-во Стандартов, 1990. - 37 с.

86. Гумеров А.Г., Зайнуллин Р.С. Безопасность нефтепроводов. М.: Недра, 2000.-310 с.

87. Харионовский В.В. Диагностика и ресурс газопроводов: состояние и перспективы//Газовая промышленность. 1995. - №11. — с. 2830.

88. Аликин В.Н., Милёхин Ю.М., Пак З.П. Пороха. Топлива. Заряды. Том I. Методы математического моделирования для исследования зарядов твердого топлива. М.: Химия, 2003. — 216 с.

89. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчёт элементов конструкций на прочность.-М.: Машиностроение, 1990. 448 с.

90. Методика расчёта технологических трубопроводов компрессорных станций — М.: ВНИИГАЗ, 1992. — 53 с.

91. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1990 — 448 с.

92. Ржаницин А.Р. Теория расчёта строительных конструкций на надёжность. М.: Стройиздат, 1986. - 386 с.

93. Чирков В.П. Вопросы надёжности механических систем. М.: Знание, 1981.-121 с.

94. Фомин Я.А. Теория случайных процессов. М.: Наука, 1969.387 с.

95. Критерии прочности и надёжность конструкций/Н.В. Ушин, В.Н. Аликин, И.Е. Литвин, С.Г. Сесюнин, М.И. Соколовский. М.: Недра, - 2005. -211 с.

96. Гольденблат И.И, Бажанов В.А., Копнов В.А. Длительная прочность в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1977. — 218 с.

97. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их результатов. М.: Машиностроение, 1964. - 308 с.

98. Зайнуллин Р.С. Гумеров А.Г. Повышение ресурса нефтепроводов. М.: Недра, 2000. - 494 с.

99. Братухин А.Г., Решетников Ю.Е., Иноземцев А.А. Основы технологии создания газотрубных двигателей. М.: Авиатехинформ, 1999. -554 с.

100. Обухов А.С. Расчёт на прочность конструкций из стеклопластика и пластмасс в нефтеперерабатывающей и химической промышленности. — М.: Машиностроение, 1978. 148 с.