Традиционные отечественные и зарубежные нормативные расчеты прочности трубопроводов для транспортировки жидких и газообразных углеводородов представляются в форме детерминированного определения толщины стенки по заданным расчетным давлениям для выбранного диаметра, механических свойств трубных сталей. В детерминированной форме основные расчеты прочности выполняются по силовому условию прочности, выражаемому через сопоставление номинальных расчетных напряжений с допускаемыми. В эти расчеты вводится система коэффициентов запаса прочности и коэффициентов надежности, учитывающих базовые конструкторские, технологические и эксплуатационные факторы.
В статье дана количественная оценка роли статистических факторов эксплуатационной нагруженности, пределов прочности и текучести, технологических допусков на толщину стенки и диаметр трубы, деградации материала трубы. Определена связь между запасами прочности, используемыми в зарубежных нормах (API 579 и DIN 2470) и СНиП 2.05.06-85*:Предложено учитывать статистические данные об эксплуатационной нагруженности нефтепроводов путем регистрации давлений на входе и выходе из данной насосной перекачивающей станции и измерений локальных напряжений в трубах на представительных участках трубопроводов. Показана необходимость учета возможного уменьшения характеристик прочности труб вследствие процессов деградации трубных сталей, особенно в поверхностных слоях в процессе длительной эксплуатации. Получены зависимости резерва прочности от других неучтенных факторов (наличия сварки, исходных технологических дефектов в трубах и трубных сталях, локальной коррозия, цикличности нагружения и циклического роста трещин). При дальнейшем развитии методов основных и поверочных расчетов эти факторы подлежат рассмотрению с учетом их стохастического проявления.
Список литературы
1. Мазур И.И., Иванцов О.М. Безопасность трубопроводных систем. – М.: ИЦ-ЕЛИМА, 2004. – 1104 с.
2. Комплексный анализ запасов прочности трубопроводов и базовых механических свойств трубных сталей / Ю.В. Лисин, Н.А. Махутов, Д.А. Неганов, В.М. Варшицкий // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2017. – № 1 (28). – С. 30–38.
3. Научно-технические, социально-экономические и правовые аспекты надежности транспорта нефти и нефтепродуктов / Н.А. Махутов, C.Г. Радионова, П.А. Ревель-Муроз [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2016. – № 5. – С. 20–31.
4. Махутов Н.А., Пермяков В.Н. Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов. – Новосибирск: Наука, 2005. – 516 с.
5. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-86 – Правила и нормы в атомной энергетике). – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 525 с.
6. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. – Новосибирск: Наука, 2005. – Ч. 1 – 494 с.; ч. 2 – 610 с.
7. Идентификация трубных сталей отечественного и зарубежного производства / Ю.В. Лисин, Н.А. Махутов, Д.А. Неганов [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 2. – С. 90–95.
8. Pluvinage G., Bouledroua O., Meliani M.H. Corrosion defect harmfulness by domain failure assessment diagram // Pipeline. Science and Technology. – 2018. – № 3. – Р. 163–177.
9. Применение данных внутритрубной диагностики для расчета несущей способности трубопровода с использованием уточненного коэффициента надежности / Д.А. Неганов, С.Н. Масликов, А.А. Сергаев, С.В. Эрмиш // Нефтяное хозяйство. – 2017. – № 8. – С. 130–133.
