ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Уточненный анализ остаточного ресурса безопасной эксплуатации из "Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов" При анализе всех типов предельных состояний ПО—ПОЗ, ПД1—ПДЗ, ПА1—ПА4 для сосудов и трубопроводов нефте газохимического комплекса, работающих в условиях штатных и аварийных ситуаций, рекомендуется использовать уточненные комбинированные расчетно-экспериментальные методы фрактографию зон разрушений (см. п. 1.3, 3, 4 разд. II), расчетную оценку воздействий и реакций конструкций на эти воздействия (см. пп. 2, 4.2, 5.1.2 разд. II), диагностику технического состояния (см. пп. 3.2, 3.3, 4.1, 4.2 разд. II). [c.479] Исключительно важным может стать использование методов исследования локальных напряженно-деформированных состояний — хрупких тензометрических покрытий, малобазной тензометрии, голографии — для оперативной оценки опасных зон и действующих напряжений в штатных и аварийных ситуациях (см. гл. 3-6 разд. I). [c.479] При проектировании и расчете на прочность элементов нефтегазохимических аппаратов и трубопроводов важно знать действительное распределение напряжений и деформаций в штатных и аварийных ситуациях. Для многих элементов конструкций, имеющих сложную пространственную форму, трудно получить надежные данные о распределении и концентрации напряжений путем расчета даже с применением современных численных методов и ЭВМ. Широко используемый при натурных испытаниях метод тензометрии также не позволяет полностью решить эту задачу, так как с его помощью деформации и напряжения определяются лишь в точках непосредственной установки тензодатчиков, которые могут не совпадать с зонами наибольших напряжений. Поэтому при исследовании напряженно-деформированного состояния сложных натурных конструкций наряду с тензометрией целесообразно использовать методы, позволяющие определять поля деформаций и напряжений, такие как хрупкие тензочувствительные и фотоупругие покрытия, интерференционный муар, голографическую интерферометрию и термовидение. [c.479] В методе хрупких тензочувствительных покрытий деформации и напряжения определяют с помощью трещин в тонком слое хрупкого материала, наносимого на поверхность изучаемых деталей. Этим методом можно оперативно устанавливать зоны наибольших концентраций напряжений, получать траектории и значения главных напряжений. Его применение при отработке конструкций существенно сокращает трудоемкость и длительность испытаний, а также объем последующих тензометрических измерений, позволяет анализировать состояние и процесс разрушения сосудов и трубопроводов. [c.480] Метод хрупких покрытий целесообразно использовать при анализе напряженно-деформированного состояния, прочности и ресурса сложных элементов оборудования для добычи, транспортировки и переработки углеводородного сырья — нефти и газа (трубопроводы, резервуары, сепараторы, компрессоры, насосы и др.) при нормальных, высоких и криогенных температурах (-250...+400 °С). [c.480] Канифольные покрытия для анализа деформаций и напряжений в элементах нефтегазохимических аппаратов позволяют получить наглядную картину распределения напряжений на поверхности большого размера (рис. 5,7), установить зоны наибольшей концентрации напряжений, получить данные для оценки прочности и ресурса. [c.480] Сочетание дистанционного термовидения и программных компьютерных комплексов дает возможность определять нестационарные термомеханические напряжения. Так как ресурс по п. 2.2 разд. III связан с амплитудами локальных напряжений степенными зависимостями (с показателями степени от 2 до 10-12), то в такой же степени погрешности определения этих напряжений связаны с погрешностями в определении ресурса. [c.480] Оценки остаточного ресурса и безопасности сосудов давления и трубопроводов осуществляются в соответствии с Методическими указаниями Госгортехнадзора России, которые учитывают и случаи аварийных ситуаций. Основные этапы определения остаточного ресурса потенциально опасных объектов, согласно этим указаниям, показаны на структурной схеме (рис. 5.8). [c.481] Методические указания содержат принципиальные положения методологии определения остаточного ресурса, устанавливают требования к содержанию разрабатываемых методик по определению прогнозируемого ресурса потенциально опасных объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России, а также к порядку их согласования и утверждения. Они предназначены для применения при разработке методик диагностирования и определении технического состояния и прогнозируемого ресурса объектов, выработавших ресурс, определенный проектом, заводом-изготовителем, а также после аварий и восстановительных ремонтов. [c.481] В качестве базовой концепции предлагается подход, основанный на принципе безопасной эксплуатации по техническому состоянию , согласно которому оценка технического состояния объекта осуществляется по параметрам технического состояния, обеспечивающим его надежную и безопасную эксплуатацию согласно нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации, а остаточный ресурс — по определяющим параметрам технического состояния. В качестве определяющих параметров технического состояния принимаются параметры, изменение которых (в отдельности или в некоторой совокупности) может привести объект в неработоспособное или предельное состояние. [c.481] Оценка параметров технического состояния и выбор определяющих параметров при этом должны осуществляться по результатам анализа технической документации, данных оперативной (функциональной) диагностики, экспертного обследования. [c.483] Наряду с установленной в нормативно-технической и конструкторской (проектной) документации может вводиться дополнительная система критериев предельного состояния, переход в которое определяет остаточный ресурс обследуемого объекта. [c.483] Определение (прогноз) остаточного ресурса или установление назначенного ресурса осуществляется согласно установленным закономерностям изменения определяющих параметров, полученным при анализе механизмов развития повреждений и (или) по результатам измерения функциональных показателей. На основании полученных оценок принимается решение о дальнейшей эксплуатации объекта. [c.483] При уточненных оценках эффектов экстремальных повреждений, вызывающих существенное падение прочности (на 50-90 %), долговечности (на 2-3 порядка) и переход к предельным состояниям ПА1—ПА4, рекомендуется использовать их физическое и математическое моделирование (см. гл. 3-5 разд. Т и гл. 4-5 разд. П). [c.483] Этот анализ предопределяет необходимость использования специальных ремонтно-восстановительных работ в наиболее опасных зонах (применение усиливающих металлических, композиционных, комбинированных элементов, новых соединений с применением материалов с памятью формы). [c.483] В развитие нормативных и принятых предельных состояний в эти решения должны быть включены дополнительные и новые их виды, которые имеют место в работе оборудования, сосудов и трубопроводов с учетом особенностей эксплуатации, строительства, монтажа и проектирования нефтегазохимического комплекса России. В первую очередь, эти дополнительные и новые виды предельных состояний относятся к тем штатным и аварийным ситуациям, в которых наблюдаются существенные снижения несущей способности, и особенно для регионов Сибири и Севера. [c.484] Научная задача указанных разработок состояла в получении связей перечисленных выше факторов с характеристиками прочности, трещиностойкости, ресурса, живучести, риска и безопасности. [c.484] Практическая сторона задачи заключалась в формировании определяющих уравнений и установлении коэффициентов снижения прочности, ресурса и живучести до низких уровней, характерных для возникновения нештатных и аварийных ситуаций. [c.484] Это требует или резкого ограничения возможностей эксплуатации конструкций, или дополнений к действующим нормам, связанных с введением дополнительных и новых предельных состояний для аварийных ситуаций, с корректировкой расчетных сопротивлений, коэффициентов условий работы и коэффициентов безопасности по материалам. [c.484] Для достижения этих целей на современном этапе достаточно было ограничиться результатами научно-технических разработок и установлением закономерностей механического поведения материалов и конструкций с повреждениями за пределами, допустимыми нормами. [c.485] Вернуться к основной статье