Русский

№6/2018

Стр.

Название статьи, авторы, аннотация и ключевые слова

Прочность, надежность и долговечность

608-617

Основы детерминированных нормативных методов обоснования прочности трубопроводов

Д. А. Неганов a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-608-617

Аннотация: Рассмотрены теоретические основы обоснования и обеспечения прочности, ресурса и безопасности объектов магистральных трубопроводов. Предложена дифференциация методов расчетов прочности на две категории – основные и поверочные расчеты. Первые дают возможность раздельно учитывать такие факторы, как назначение и ответственность трубопроводов, механические свойства трубных сталей, через систему коэффициентов надежности. Вторые являются более простыми, позволяя использовать сложившиеся и проверенные технологии производства труб и эксплуатации трубопроводов. В статье представлены такие виды основных расчетов прочности трубопроводов, как расчеты по допускаемым напряжениям и по предельным состояниям. Приведен основной алгоритм для постановки основных задач фундаментальной проблемы прочности, жесткости и устойчивости. Рассматривается вопрос выбора критериев прочности, которые могут быть применены для обоснования запасов прочности трубопроводов.

Ключевые слова: методы расчета на прочность и ресурс, магистральные трубопроводы, запасы прочности, жесткости и устойчивости, анализ внешних воздействий и напряженно-деформированных состояний, теории и критериев прочности, жесткости и устойчивости.

Для цитирования:
Неганов Д. А. Основы детерминированных нормативных методов обоснования прочности трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. С. 608–617.

Список литературы:↓

618-630

Диагностика сварных швов оборудования магистральных нефтепроводов

Ю. Г. Матвиенко a, И. Е. Васильев a, Д. В. Чернов a, А. Ю. Марченков b

a Институт машиноведения имени А. А. Благонравова РАН (ИМАШ РАН), 101990, Россия, Москва, Малый Харитоньевский пер., 4
b Национальный исследовательский университет «МЭИ», 111250, Россия, Москва, Красноказарменная ул., 14

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-618-630

Аннотация:
В сварных конструкциях в процессе изготовления и эксплуатации возникают и развиваются скрытые дефекты (непровары, поры, включения, трещины, расслоения), наблюдается резко выраженная анизотропия свойств металла в области сварного шва, имеют место значительные остаточные напряжения, действующие на локальную прочность конструкции. В статье представлены методы, критерии и концепции, позволяющие выявлять регулярные и локальные зоны концентрации напряжений, определять фактический уровень прочностных характеристик материала, оценивать степень его деградации и накопленных повреждений, исследовать остаточные напряжения, прогнозировать развитие трещиноподобных дефектов. Комплексное использование рассмотренных методов позволяет на основе разработанных моделей и критериев механики разрушения с применением полученной экспериментальной информации определять прочность, живучесть и остаточный ресурс сварных швов оборудования магистральных трубопроводов.

Ключевые слова: сварные соединения, магистральные нефтепроводы, хрупкие тензочувствительные покрытия, идентирование, магнитный контроль, акустико-эмиссионная диагностика, остаточные напряжения, усталостный рост трещины, Т-напряжения, остаточный ресурс.

Для цитирования:
Диагностика сварных швов оборудования магистральных нефтепроводов / Ю. Г. Матвиенко [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. C. 618–630.

Список литературы:↓

632-640

Анализ проектной и эксплуатационной нагруженности линейной части магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов

А. А. Амерханов a, С. Н. Масликов b, Д. Е. Бурундуков b, А. А. Сергаев b

a ПАО «Транснефть», 119180, Россия, Москва, ул. Большая Полянка, 57
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-632-640

Аннотация: В статье рассмотрен существующий подход к определению несущей способности трубопровода с использованием проектного (нормативного) коэффициента надежности по нагрузке. Проведен анализ следующих факторов, влияющих на фактическую нагруженность трубопровода внутренним давлением: переходные процессы, изменение реологических свойств транспортируемого продукта, погрешности расчета и измерения давления. Эти факторы учтены коэффициентом надежности по нагрузке в период проектирования трубопровода, но в процессе эксплуатации могут изменяться (представлены статистические данные по величинам превышений рабочих (нормативных) давлений при эксплуатации). В настоящее время за счет использования современных достижений в области автоматизации, разработки систем контроля и защиты трубопровода от превышения давления, расчетного программного обеспечения указанные факторы могут быть определены более достоверно, чем 30–50 лет назад, что позволит исключить или существенно снизить неопределенность при проектировании. Приведены результаты расчетов, подтверждающих целесообразность учета фактической нагруженности совместно с расчетными коэффициентами запаса по нагрузке в следующих случаях: при определении допустимых рабочих давлений, при прочностных и ресурсных расчетах труб с дефектами. Предложено определение несущей способности трубопровода с учетом максимальных уровней давлений или расчетного (эксплуатационного) коэффициента надежности по нагрузке.

Ключевые слова: магистральный трубопровод, допустимое рабочее давление, пропускная способность, прочность, запас прочности, переходный процесс, нестационарный процесс, остаточный ресурс.

Для цитирования:
Анализ проектной и эксплуатационной нагруженности линейной части магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов / А. А. Амерханов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. С. 632–640.

Список литературы:↓

Проектирование, строительство и эксплуатация

642-649

Сравнительная оценка эффективности «горячей» перекачки

А. И. Гольянов a, Б. Г. Гриша b, С. Е. Кутуков a, О. В. Четверткова a

a Научно-технический центр трубопроводного транспорта ООО «НИИ Транснефть» (НТЦ ООО «НИИ Транснефть»), 450055, Россия, Уфа, проспект Октября, 144/3
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-642-649

Аннотация: В настоящее время сравнение эффективности производственной деятельности объектов магистрального транспорта нефти и нефтепродуктов проводится с помощью такого критерия, как удельный расход энергии на единицу транспортной работы. Методики и мероприятия, направленные на снижение расхода энергии с целью повышения операционной эффективности, разрабатываются постоянной экспертной группой Международной ассоциации транспортировщиков нефти.
В статье проанализированы результаты мониторинга технологических параметров работы участков нефтепроводов, на которых осуществляется «горячая» перекачка нефти. С целью разработки методики оценки эффективности магистрального транспорта нефти сопоставлены различные подходы к сравнению расхода энергии на перекачку нефти. Установлено, что при наличии пунктов подогрева нефти возникает проблема приведения показателей расхода тепловой энергии к показателям потребления электрической энергии.

Ключевые слова: горячая перекачка, оценка эффективности магистрального транспорта нефти, расход тепловой энергии, удельное энергопотребление, сравнение эффективности производственной деятельности.

Для цитирования:
Сравнительная оценка эффективности «горячей» перекачки / А. И. Гольянов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. C. 642–649.

Список литературы:↓

650-655

Оптимизация технологических режимов магистрального трубопровода в условиях работы пунктов подогрева нефти и применения противотурбулентных присадок

C. Л. Семин a, П. В. Федоров a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-650-655

Аннотация: Представлен аналитический обзор критериев оптимальности технологических режимов работы магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов при условии рассмотрения задачи в общем виде, то есть при транспортировке неньютоновской нефти по «горячему» трубопроводу с применением противотурбулентной присадки. Оптимизация в условиях использования частотно-регулируемого привода является отдельной задачей и в данной работе не исследуется.
Рассмотрены как энергетические критерии, так и критерии, в которых помимо затрат на электроэнергию учитываются затраты на техническое обслуживание и ремонт объектов магистрального трубопровода. Представлены подходы к решению задач оптимальности, используемые в зарубежных компаниях. На основании анализа существующих критериев и особенностей применяемых технологий транспортировки предложен обобщенный критерий удельных стоимостных затрат.

Ключевые слова: оптимизация затрат на перекачку, критерии оптимальности, противотурбулентная присадка, ПТП, пункт подогрева нефти.

Для цитирования:
Семин C. Л., Федоров П. В. Оптимизация технологических режимов магистрального трубопровода в условиях работы пунктов подогрева нефти и применения противотурбулентных присадок // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. C. 650–655.

Список литературы:↓

656-667

Исследование причин отклонений планово-высотного положения подводных переходов трубопроводов от нормативных показателей

В. А. Груздев a, Д. А. Шаталов a, Д. Р. Вафин a, А. Ю. Устинов b

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
b АО «Транснефть–Подводсервис», 603152, Россия, Нижний Новгород, ул. Ларина, 19а

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-656-667

Аннотация: В настоящее время организациями системы «Транснефть» эксплуатируется порядка 1500 подводных переходов магистральных трубопроводов (ППМТ) общей протяженностью более 3000 км. Эксплуатация проходит в условиях воздействий природного и антропогенного характера. Так, естественное переформирование рельефа (подвижки и эрозия речного дна, плановые и высотные деформации речного русла и т. д.), а также антропогенные факторы (судоходство, строительство и эксплуатация гидротехнических сооружений, добыча полезных ископаемых в русле реки и т. д.) могут существенно изменять рельеф речного дна и плановые очертания берегов и, следовательно, приводить к размыву подводного перехода трубопровода.
Из-за размыва возникает определенный механизм разрушения трубопровода: уменьшение защитного слоя грунта над трубопроводом (недозаглубление) – оголение участка трубопровода – появление провисающего участка трубопровода – возникновение колебания провисающего участка – вхождение участка в резонансный режим со сложной эпюрой колебаний – разрушение. Длительное размывание трубопровода даже без колебаний также способствует возникновению его механических повреждений, быстрому нарушению футеровки, изоляции.
Особенности русловых процессов не учитывались при проектировании трубопроводов, вводимых в эксплуатацию до середины 1980-х годов. Многие переходы через водные преграды строились в составе линейной части без учета специфической особенности их эксплуатации.
В статье представлены результаты исследований влияния русловых процессов, а также антропогенных факторов на планово-высотное положение ППМТ, рассмотрен механизм местного размыва оголенного трубопровода, определены причины образования провисов, оголений, недозаглублений на ППМТ, эксплуатируемых организациями системы «Транснефть».

Ключевые слова: подводный переход магистрального трубопровода, размыв трубопровода, русловый процесс, антропогенные факторы, гидротехнические сооружения.

Для цитирования:
Исследование причин отклонений планово-высотного положения подводных переходов трубопроводов от нормативных показателей / В. А. Груздев [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. С. 656–667.

Список литературы:↓

668-679

Обзор методов постоянного и периодического контроля состояния трубопроводов

К. Сачедина a, А. Мохани a

a Технологический институт Университета Онтарио, L1G 0C5, Канада, Ошава, Онтарио, ул. Симко, 2000

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-668-679

Аннотация: От эффективности применяемых средств контроля и мониторинга трубопроводов зависят надежность и безопасность работы трубопроводных систем. В статье рассматриваются методы постоянного и периодического контроля трубопроводов – их точность, чувствительность и время отклика, возможности по выявлению дефектов и определению износа трубопровода до его выхода из строя, стоимостные характеристики. Единого подхода к обнаружению утечек или проверке состояния трубопровода не существует. При выборе тех или иных методов постоянного и периодического контроля необходимо оценивать каждую трубопроводную систему в заданных условиях эксплуатации. Следует принимать во внимание размер и местоположение трубопровода, способ его прокладки, доступность, природно-климатические условия, тип перекачиваемой жидкости и т. д. Вместе с тем большинство методов постоянного и периодического контроля развивается с целью повышения чувствительности, точности и надежности. Модификация применяемых в настоящее время систем с помощью более быстрых и точных датчиков, современных серверов и обновленных алгоритмов позволит устранить имеющиеся недостатки и повысить эффективность мониторинга. Представлено несколько примеров технологий, способных преодолеть существующие ограничения в практике контроля состояния трубопроводов.

Ключевые слова: мониторинг трубопроводов, системы обнаружения утечек, внутритрубная диагностика, метод линейного баланса, моделирование переходных процессов, акустический контроль, волоконно-оптический мониторинг, ультразвуковой контроль, оптический контроль, рассеяние магнитного потока, метод вихревых токов.

Для цитирования:
Сачедина К., Мохани А. Обзор методов постоянного и периодического контроля состояния трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. C. 668–679.

Список литературы:↓

Материалы и оборудование

680-685

Новая конструкция устройства для герметизации внутренней полости магистральных трубопроводов

С. И. Шляхтич a, В. И. Воронов b, И. А. Флегентов b, А. В. Кулешов b

a ПАО «Транснефть», 119180, Россия, Москва, ул. Большая Полянка, 57
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-680-685

Аннотация: При проведении аварийно-восстановительных работ на трубопроводах открытые в атмосферу торцы трубопровода, из которых возможен выход взрывоопасных и горючих газов, нефти, нефтепродуктов, должны быть загерметизированы. Для герметизации используются различные устройства и приспособления. В статье рассмотрены результаты опытно-конструкторской работы (ОКР) по проектированию новой конструкции устройств для перекрытия внутренней полости магистральных трубопроводов со сменными герметизирующими оболочками одноразового применения. Новая конструкция должна обеспечивать безопасное проведение работ и исключать разрушение устройства в случае разрыва герметизирующей оболочки. Надежность конструкции устройства была проверена прочностными расчетами и испытаниями на прочность и сейсмостойкость.
В результате проведенной ОКР был разработан типоразмерный ряд устройств для герметизации внутренней полости магистральных трубопроводов от DN 400 до DN 1200, изготовлены опытные образцы, проведены приемочные испытания и получен патент на полезную модель. Освоение серийного производства устройств герметизации позволит повысить безопасность проведения работ по вырезке катушек на магистральных трубопроводах.

Ключевые слова: магистральный трубопровод, герметизация внутренней полости, герметизирующая оболочка одноразового применения.

Для цитирования:
Новая конструкция устройства для герметизации внутренней полости магистральных трубопроводов / С. И. Шляхтич [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. С. 680–685.

Список литературы:↓

Сварка

686-691

Анализ применения автоматизированных систем контроля выполнения сварочных работ на объектах трубопроводного транспорта

О. И. Колесников a, А. А. Юшин a, Н. Г. Гончаров a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-686-691

Аннотация: Введение. В статье рассматриваются актуальные вопросы объективного автоматизированного контроля выполнения сварочных работ. Представлен анализ использования автоматизированных систем контроля сварочных работ (АСКСР) на зарубежных и отечественных предприятиях, дана оценка уровня развития указанных систем.
Состояние вопроса. При выполнении сварочных работ на объектах организаций системы «Транснефть» (ОСТ) применяется широкий диапазон сварочных технологий, начиная от ручной дуговой сварки покрытыми электродами и заканчивая многодуговыми высокопроизводительными сварочными процессами с использованием автоматизированных сварочных комплексов. Современный уровень развития оборудования позволяет выполнять настройку широкого диапазона параметров режима сварки. С внедрением современного цифрового сварочного оборудования актуальной становится задача объективного контроля параметров режима сварки.
Результаты исследований. Представлен анализ функционирования систем АСКСР ведущих иностранных и отечественных производителей на различных объектах сварочного производства. Выделены преимущества и недостатки выпускающихся АСКСР. Определены основные требования к системам контроля и целесообразность их применения.
Выводы. Проведенные исследования показали, что применение АСКСР на производственных площадках ОСТ целесообразно, так как способствует повышению уровня контроля сварочных работ и качества сварных соединений.

Ключевые слова: сварочное производство, регистратор, мониторинг, параметры режима сварки, автоматизированные системы контроля сварочных работ.

Для цитирования:
Колесников О. И., Юшин А. А., Гончаров Н. Г. Анализ применения автоматизированных систем контроля выполнения сварочных работ на объектах трубопроводного транспорта // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. С. 686–691.

Список литературы:↓

Защита от коррозии

692-709

Разработка технических решений по снижению экранирования катодных токов при электрохимической защите технологических площадок

С. В. Лукьянов a, Е. А. Малютин a, Н. Н. Скуридин b, В. Ю. Корзинин b, А. В. Валюшок b, К. А. Трусов b

a ПАО «Транснефть», 119180, Россия, Москва, ул. Большая Полянка, 57
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-692-709

Аннотация: Экранирующее влияние заземляющих устройств (ЗУ) при осуществлении электрохимической защиты (ЭХЗ) остается актуальной проблемой. Особенно остро она проявляется на технологических площадках, где неотъемлемой частью электрических связей являются, с одной стороны, системы ЗУ и молниезащиты, ограды, противоподкопные устройства, кабельные эстакады, с другой – технологические трубопроводы, подлежащие катодной защите.
Между тем требования отраслевой нормативной документации сводятся к общим рекомендациям по снижению экранирующего влияния ЗУ на систему ЭХЗ подземных коммуникаций, но не содержат конкретных технических решений.
На основе анализа различных источников и результатов экспериментов на объектах организаций системы «Транснефть» (ОСТ) был сделан вывод о целесообразности применения следующих мер, направленных на снижение экранирующего влияния систем защитных заземлений: уменьшение количества ЗУ с учетом минимальных требований безопасности; разработка конструкций ЗУ и их взаимное размещение относительно анодных заземлений; выбор оптимальных решений по типу и расположению анодных заземлений; использование оцинкованной стали в качестве материала для ЗУ; применение изолирующих вставок на технологических трубопроводах и запорно-пороговых устройств в цепи ЗУ.
Одновременно с разработкой и внедрением технических решений необходима актуализация методик по оценке степени экранирования при проведении коррозионного обследования и проектировании технологических площадок. Выполнение рекомендованных мероприятий позволит повысить эффективность системы ЭХЗ и значительно снизить эксплуатационные расходы.

Ключевые слова: электрохимическая защита, катодная защита, экранирование катодных токов, экранирующее влияние заземляющих устройств.

Для цитирования:
Разработка технических решений по снижению экранирования катодных токов при электрохимической защите технологических площадок / С. В. Лукьянов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. С. 692–709.

Список литературы:↓

Техническое регулирование (стандартизация, оценка соответствия)

710-719

Анализ требований зарубежных нормативных документов к тяжелым морским боновым заграждениям

С. А. Половков a, А. Э. Гончар a, В. Н. Слепнев a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2018-8-6-710-719

Аннотация: Обеспечение экологической безопасности при морской нефтедобыче и транспортировке нефти и нефтепродуктов по морю – важнейшая часть комплексной политики предприятий топливно-энергетического комплекса в области промышленной безопасности, охраны труда и окружающей среды. Боновые заграждения, в частности тяжелые морские боны, широко применяются нефтедобывающими и нефтетранспортными компаниями при решении задач по локализации и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов в акватории морей. Однако до недавнего времени в России отсутствовали нормативные требования к этому виду оборудования на уровне национального стандарта.
Разработка данного документа началась в 2017 году. В рамках его создания был проведен анализ зарубежных нормативов в области боновых заграждений. На основе изучения стандартов ISO, ASTM и Свода федеральных нормативных актов США был выработан перечень основных характеристик боновых заграждений и требований к ним, осуществлена оценка этих параметров с учетом опыта применения данного вида оборудования при локализации и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на море. Международный опыт, адаптированный к российским условиям эксплуатации, нашел отражение в ГОСТ Р 58190-2018 «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Боны морские тяжелые для локализации разлива нефти и нефтепродуктов на морских акваториях. Общие технические условия», который был принят 2 августа 2018 года.
В статье проанализирована часть требований, вошедших в российский национальный стандарт. В последующих работах авторы планируют продолжить анализ данного документа, рассмотреть проблемные вопросы, возникшие при его создании, и пути их решения.

Ключевые слова: ASTM, CFR, ISO, бон, боновые заграждения, ГОСТ Р, локализация и ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов на воде, магистральный трубопровод, национальный стандарт.

Для цитирования:
Половков С. А., Гончар А. Э., Слепнев В. Н. Анализ требований зарубежных нормативных документов к тяжелым морским боновым заграждениям // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. Т. 8. № 6. С. 710–719.

Список литературы:↓

ПАО «Транснефть»
Научно-исследовательский институт транспорта нефти и нефтепродуктов Транснефть