Удосконалення методики діагностування технічного стану та способів ремонту магістральних газопроводів

Abstract

Дисертацію присвячено питанням підвищення надійності експлуатації магістральних газопроводів на дільницях капітального ремонту шляхом удосконалення методики діагностування технічного стану та способів ремонту трубопроводу. В дисертації розв'язана важлива задача, яка грунтується на комплексному підході до оцінки параметрів, що визначають технічний стан трубопроводу. Встановлено, що вибір способу виконання ремонтних робіт на газопроводах під тиском залежить від достовірної оцінки напружено-деформованого стану матеріалу труб з врахуванням величини, типу дефектів та зміни фізико-механічних властивостей в ході тривалої експлуатації. Запропоновано ефективну стратегію прогнозування міцності та довговічності лінійної частини магістральних газопроводів, розроблено оригінальну математичну модель та програмне забезпечення для оптимізації параметрів напружено-деформованого стану газопроводів при ремонтних роботах, запропоновано новий конструктивно-технологічний підхід до виконання ремонтних робіт на магістральних газопроводах під тиском. з використанням дугового зварювання. Основні результати праці знайшли промислове впровадження при виконанні ремонтних робіт на діючих газопроводах Київ-Захід України (II нитка) і «Союз» (на гірській дільниці).

Диссертация посвящена вопросам повышения надежности эксплуатации магистральных газопроводов на участках капитального ремонта путем усовершенствование методики диагностирования технического их состояния и способов ремонта трубопровода. В диссертации решена важная задача диагностирования, базирующаяся на комплексном подходе к оценке параметров, определяющих техническое состояние трубопровода. Установлено, что выбор способов проведения ремонтных работ на газопроводах под давлением зависит от достоверной оценки напряженно-деформированного состояния материала труб с учетом размеров, типа дефектов и изменения физико-механических свойств в ходе эксплуатации. Разработана эффективная стратегия прогнозирования прочности и долговечности линейной части магистральных газопроводов, базирующаяся на совремегшых организационных и научных решениях, которые могут быть реализованы в виде экспертной компьютерной системы. Проведены исследования и установлены закономерности изменения напряженно-деформированного состояния в трубопроводе при проведении ремонтных работ в условиях пересеченного профиля трассы. Разработана оригинальная математическая модель и программное обеспечение для комплексной оценки параметров напряженно-деформированного состояния газопроводов при капитальном ремонте, критерием оптимальности для выбора которых служит минимум напряжений изгиба в трубопроводе. Используя разработанную методику, предложен способ оптимизации пространственного положения трубопровода при его подъеме для проведения ремонтных работ. Задача решена с использованием уравнений Эйлера и нахождения минимума функционала, характеризующего особенности деформирования трубопровода при ремонтных работах. Используя подходы и критерии механики разрушения, исследованы изменения свойств материала трубных сталей при длительной эксплуатации, на основании которых установлено, что основной материал труб и материал сварных соединений имеют значительный запас пластичности. Предложены принципиально новые конструкционно-технологические решения ремонта газопроводов под давлением. Впервые решена задача оценки остаточной прочности трубопроводов с дефектами формы типа вмятин. Основные результаты работы нашли промышленное внедрение при производстве ремонтных работ на действующих газопроводах Киев-Запад Украины (П нитка) и «Союз» (горные участки).

The dissertation is dedicated to the issues of natural gas pipelines operation reliability increasing during the repair and maintenance process by improvement of technical conditions survey and repair methods. An important task based on integrated approach to the evaluation of parameters defining the technical conditions of pipeline was solved. It was determined that the choice of repair methods for natural gas pipelines under pressure is dictated by the reliable assessment for the stress-strained state of pipe materials with consideration for nature and extent of the defects as well as for the change of physical and mechanical properties during the long-term operation. An effective strategy of natural gas main pipelines integrity prediction was proposed, an ingenious mathematical simulation and software for optimization of the stressstrained state parameters during the gas pipeline repair process were developed, new design features and technology approach for hot-tapping during the natural gas main pipeline repair process using arc welding axe due to the research work. Principal findings of the investigation was drawn on to make good use during the repair process on tire main natural gas pipelines under operation such as Kyiv-Western Ukraine ( second line) and Soyuz (mountain section).