Русский

№4/2022

Стр.

Название статьи, авторы, аннотация и ключевые слова

Прочность, надежность, долговечность

320-330

Вероятностная оценка кинетики полуэллиптических поверхностных трещин и разрушения цилиндрических оболочек

Ю. Г. Матвиенко a, Д. О. Резников a

a Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН (ИМАШ РАН) , 101000, Россия, Москва, Малый Харитоньевский пер., 4

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-4-320-330

Аннотация: В статье представлен численный подход к вероятностному описанию кинетики поверхностных полуэллиптических трещин в элементах труб и сосудов давления и их разрушения под действием циклически изменяющегося внутреннего давления. Разработанный подход использует метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) и дает возможность учитывать вероятностный характер вязкости разрушения конструкционного материала, а также статистический разброс параметров кинетического уравнения роста трещины и начальной конфигурации фронта трещины. Показано, что максимальное значение коэффициента интенсивности напряжений по фронту полуэллиптической трещины может достигаться либо в самой глубокой точке ее фронта, либо в точке, выходящей на поверхность оболочки. При этом в процессе циклического подрастания трещины и корректировки соотношения между длинами полуосей положение точки с максимальным значением коэффициента интенсивности напряжений может изменяться. Кинетика трещины, а также вероятность разрушения и долговечность цилиндрической оболочки существенно зависят от начальной конфигурации трещины. Причем с увеличением начальной длины трещины при фиксированной начальной глубине долговечность существенно снижается. Установлено, что двухпараметрический критерий разрушения дает более консервативные оценки вероятности разрушения рассматриваемого конструкционного элемента по сравнению с однопараметрическим критерием классической механики разрушения.

Ключевые слова: трещиностойкость, полуэллиптическая трещина, вероятность разрушения, вязкость разрушения, метод Монте-Карло, вероятностно-статистические методы, коэффициент интенсивности напряжений, циклическая прочность, циклическая долговечность, механика разрушения

Для цитирования:
Матвиенко Ю. Г., Резников Д. О. Вероятностная оценка кинетики полуэллиптических поверхностных трещин и разрушения цилиндрических оболочек // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 4. С. 320–330. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-4-320-330

Список литературы:↓

331-339

Влияние продольных перемещений трубопровода на напряженно-деформированное состояние при оттаивании участка многолетнемерзлого грунта

Т. С. Султанмагомедов a

a Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ), ул. Космонавтов, 1, 450062, Уфа, Россия

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-4-331-339

Аннотация: В процессе эксплуатации магистральных трубопроводов в условиях многолетнемерзлых грунтов актуальной проблемой является изменение проектного положения трубопровода вследствие частичного оттаивания и снижения устойчивости грунтового основания, что может вызвать дополнительные изгибающие напряжения и привести к возникновению недопустимых деформаций. Оттаивание грунта возможно по разным причинам, в том числе из-за повышения температуры «горячего» трубопровода, изменения режимов перекачки, отказа термостабилизаторов, разрушения теплоизоляции и т. д. Целью исследования является изучение зависимости максимальных эквивалентных напряжений и просадки трубопровода от продольных перемещений, вызванных температурным перепадом и давлением в трубопроводе, а также от механических характеристик грунта и длины участка оттаивания. В работе применяются методы строительной механики и механики грунтов. Расчет напряженно-деформированного состояния (НДС) протяженного трубопровода осуществляется методом конечных элементов. Механические свойства грунтов определены по результатам экспериментальных исследований. Цифровая модель механического взаимодействия трубопровода с грунтом спроектирована в программном комплексе ANSYS. Модель позволяет рассчитать НДС трубопровода в зависимости от длины оттаявшего участка грунта, продольных перемещений свободных концов трубы, прочностных характеристик грунта и металла при оттаивании одного из участков. Также модель позволяет производить расчет напряжений и деформаций с учетом пластичной зоны работы металла трубопровода (такие зоны возникают на границах и в центре оттаявшего участка). Проведен численный эксперимент по определению влияния продольных перемещений концов трубопровода, внутреннего давления, длины оттаявшего участка, механических характеристик устойчивого и неустойчивого грунтов на значения максимальных напряжений и просадки трубопровода. По результатам моделирования установлено, что НДС трубопровода наиболее зависит от величины продольных перемещений концов трубы и модуля деформации неустойчивого грунта.

Ключевые слова: трубопровод, многолетнемерзлый грунт, напряженно-деформированное состояние, продольные перемещения, оттаивание

Для цитирования:
Султанмагомедов Т. С. Влияние продольных перемещений трубопровода на напряженно-деформированное состояние при оттаивании участка многолетнемерзлого грунта // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 4. С. 331–339. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-4-331-339

Список литературы:↓

340-351

Взаимное влияние местного сопротивления и турбулентного потока жидкости в магистральных трубопроводах

А. Л. Назимов a , Д. И. Варыбок a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-4-340-351

Аннотация: В процессе эксплуатации иногда даже небольшие пульсации давления могут стать причиной значительных механических колебаний (вибраций) трубопровода и связанного с ним оборудования. Очевидно, что если частота поперечных колебаний трубы вследствие вибрации оборудования равна частоте собственных колебаний участка трубопровода, то возникнут резонансные колебания, амплитуда которых в десятки раз превысит амплитуду возбуждающих колебаний. Вибрационные нагружения в результате случайных или периодически повторяющихся переходных процессов приводят к сокращению безопасного срока эксплуатации конструкций с дефектами, образованию трещин в сварных швах. Детерминированная оценка прочности и ресурса долговечности часто выполняется путем сравнения ее результатов с количеством циклов нагружения до наступления разрушения. При этом реальные параметры нагружения могут существенно изменить выводы о причинах ускоренного накопления повреждений. Амплитудно-частотный анализ пульсационного режима работы трубопровода как единой гидравлической системы и, в частности, его оборудования является актуальной научно-технической задачей. Авторами рассмотрена возможность применения ПК Cassandra для оценки частотно-амплитудных колебательно-волновых процессов при нештатном режиме работы трубопоршневой поверочной установки (ТПУ) Daniel-4000. На примере одноразмерной имитационной модели установлено, что спектр частот волновых колебаний в жидкости содержит частоты, близкие к частоте собственных колебаний ТПУ. Помимо вращательно-колебательных возмущений, в запорно-регулирующей арматуре с различной периодичностью возникают поперечные нагрузки на шток затвора, и отмечается быстрое накопление усталостных малоцикловых повреждений в камере приема. К выходу из строя узлов ТПУ может привести как совместное воздействие этих факторов, так и каждый из них в отдельности.

Ключевые слова: волновые колебания, амплитудная характеристика, резонансная частота, ресурс долговечности, эксплуатационная надежность, амплитудно-частотный анализ

Для цитирования:
Назимов А. Л., Варыбок Д. И. Взаимное влияние местного сопротивления и турбулентного потока жидкости в магистральных трубопроводах // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 4. С. 340–351. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-4-340-351

Список литературы:↓

Проектирование, строительство и эксплуатация

352-359

Определение глубины заложения трубопровода при реализации метода наклонно-направленного бурения

З. З. Шарафутдинов a, Р. А. Капаев b, И. Р. Исламов a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
b ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, 4, стр. 2

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-4-352-359

Аннотация: Существующие базовые требования к проектированию подводных переходов магистральных трубопроводов регламентируют минимально допустимую глубину заложения трубопровода. Применяемые технические нормативы на сегодняшний день оправданы практикой строительства, однако их недостатком является отсутствие учета физико-механических свойств грунтов, слагающих траекторию бурения скважины перехода. Опыт показывает, что одним из основных осложнений, которое способно значительно обострить технико-экологические проблемы строительства, является выход бурового раствора на поверхность, вызванный гидравлическим разрывом грунта. Исследование направлено на определение возможности оптимизации профиля подводного перехода и глубины его заложения при прохождении пересечения русла водных преград и других технически сложных участков. Рассмотрены вопросы гидравлического разрыва грунта в процессе строительства скважины, приведена методическая основа для выполнения инженерно-технических расчетов с обоснованием отдельных требований, применяемых при проектировании подводных переходов. Выполнен анализ возможности прорыва бурового раствора на дневную поверхность, основанный на оценке прочностных свойств грунтов и касательных напряжений, возникающих на стенках скважины при ее формировании. Установлено, что возможно аналитическое определение оптимальной величины заложения трубопровода с учетом инженерно-геологических условий прокладки при сооружении трубопроводов методом наклонно-направленного бурения.

Ключевые слова: подводный переход, буровой раствор, наклонно-направленное бурение, горизонтальное направленное бурение, ННБ, ГНБ, глубина заложения, трещина гидроразрыва, технологические параметры бурового раствора

Для цитирования:
Шарафутдинов З. З., Капаев Р. А., Исламов И. Р. Определение глубины заложения трубопровода при реализации метода наклонно-направленного бурения // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 4. С. 352–359. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-4-352-359

Список литературы:↓

360-367

Оценка упругости макромолекул карбоцепных полимеров методом турбулентной реометрии

В. Н. Манжай a , Г. В. Несын b

a Институт химии нефти Сибирского отделения РАН, Академический проспект, 4, 634055, Томск, Россия
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-4-360-367

Аннотация: Проведено тестирование на турбулентном реометре капиллярного типа растворов карбоцепных полимеров (полибутадиен, полигексен и полиоктилметакрилат) в разных органических растворителях – толуоле, гептане, пропаноле и бутаноле. Установлено, что в разбавленных растворах макромолекулы не соприкасаются между собой, поэтому после экспериментального исследования текучести растворов полимеров турбореометрическим методом имеется возможность количественно оценить упругость хаотично свернутых полимерных цепей. Расчет модулей упругости макромолекулярных клубков c иммобилизованным растворителем показывает, что искомые значения зависят от температуры, концентрации, молекулярной массы исследованных образцов полимеров и физико-химической природы растворителей. Результаты расчетов, проведенных с использованием экспериментальных данных турбореометрии, вполне удовлетворительно коррелируют с теоретическими формулами Рауза и Зимма. Предварительно полученная в лабораторных условиях информация о количественных значениях модулей упругости полимерных макромолекул разной молекулярной массы, растворенных в жидкостях различной физико-химической природы, позволит прогнозировать потенциальную эффективность применения противотурбулентных присадок еще до их введения в турбулентный поток углеводородных жидкостей, перекачиваемых по промышленным трубопроводам. Установлено, что чем меньше величина модуля упругости полимерного образца, тем выше его противотурбулентная эффективность.

Ключевые слова: вязкоупругие свойства, макромолекулы, модуль упругости, полиалкилметакрилаты, полибутадиен, полиолефины, турбулентное течение, эффект Томса, гидродинамическое сопротивление, противотурбулетные присадки

Для цитирования:
Манжай В. Н., Несын Г. В. Оценка упругости макромолекул карбоцепных полимеров методом турбулентной реометрии // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 4. С. 360–367. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-4-360-367

Список литературы:↓

Ремонт трубопроводов

368-375

Формирование интеллектуальной системы управления ремонтом на линейной части магистральных нефтепроводов

М. А. Белостоцкий a, Ли Куньлинь a, А. М. Короленок a, В. А. Короленок

a Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина, 119991, Москва, Россия, Ленинский проспект, 65
b ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, 4, стр. 2

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-4-368-375

Аннотация: Показано, что в сегодняшних условиях функционирования сложных производственных систем актуальным и необходимым является применение интеллектуальных информационных технологий для совершенствования системы управления производством ремонтных работ на объектах магистральных нефтепроводов. С этой целью был разработан пакет прикладных программ планирования очередности и прогнозирования сроков проведения ремонта. Представлена файловая система, позволяющая решать задачи управления организацией ремонтных работ. Разработана процедура управления техническим состоянием магистральных нефтепроводов, представляющая собой базу данных, объединенную с аналитической системой для принятия решений. При разработке рассматриваемой информационно-аналитической системы авторы решали следующие задачи: 1) получение на основе диагностических данных информации о техническом состоянии объекта управления (участка магистрального нефтепровода) на всех этапах жизненного цикла; 2) классификация обнаруженных дефектов и прогнозирование их развития; 3) определение суммарных рисков отказов объекта управления; 4) определение работоспособности в текущий момент времени каждого элемента объекта управления и нефтепровода в целом; 5) прогнозирование работоспособности объекта управления в безаварийном режиме; 6) планирование организации управления производством ремонтных работ с целью обеспечения требуемого уровня надежности и безопасности объекта. Разработанный пакет прикладных программ позволяет с достаточной точностью определять приоритетность вывода в ремонт участков магистральных нефтепроводов.

Ключевые слова: интеллектуальные технологии управления, надежность системы, капитальный ремонт трубопроводов, управление ремонтом, информационно-аналитическая система

Для цитирования:
Формирование интеллектуальной системы управления ремонтом на линейной части магистральных нефтепроводов / М. А. Белостоцкий [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 4. С. 368–375. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-4-368-375

Список литературы:↓

Товарно-транспортные операции и метрологическое обеспечение

376-384

Минимизация погрешности измерительных каналов ультразвуковых расходомеров

О. В. Аралов a, А. Т. Яровой a, С. В. Филиппов b, И. В. Буянов a, Н. В. Бережанский a, Г. Н. Ключников c

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
b ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, 4, стр. 2
c ПАО «ТЕНЗОР», 141980, Россия, Московская обл., Дубна, ул. Приборостроителей, 2

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-4-376-384

Аннотация: Ультразвуковые расходомеры в качестве компонентов измерительных каналов расхода являются основным источником исходных данных для алгоритмов систем обнаружения утечек (СОУ) в магистральных нефте- и нефтепродуктопроводах. Неисправность измерительных каналов может приводить к снижению чувствительности СОУ, возникновению ложных срабатываний и/или отказу системы. В статье рассматриваются источники возникновения погрешностей расходомеров, влияющие на характеристики измерительных каналов и, соответственно, на эффективность СОУ. Поставлена цель по формированию рекомендаций по проектированию измерительных каналов расхода, позволяющих минимизировать влияние источников погрешностей измерений и обеспечить стабильность функционирования измерительных систем на всех режимах работы магистрального трубопровода. Приведена методика оценки предельной погрешности ультразвуковых расходомеров, реализующих схему измерений с отражением. Выделены основные источники погрешности при определении объемного расхода. Проанализирован бюджет погрешности измерений параметров, которые оказывают влияние на работу расходомеров, а также бюджет погрешности измерительных каналов расхода при аналоговом и цифровом сборе данных. Сформулированы требования к характеристикам и организации измерительных каналов. Даны рекомендации по проектированию измерительных каналов.

Ключевые слова: преобразователь расхода, расходомеры, ультразвуковой расходомер, система обнаружения утечек, погрешность измерений

Для цитирования:
Минимизация погрешности измерительных каналов ультразвуковых расходомеров / О. В. Аралов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 4. С. 376–384. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-4-376-384

Список литературы:↓

Защита от коррозии

385-393

Исследование свойств антикоррозионных покрытий подводного нанесения для защиты портовых сооружений

П. О. Ревин а, А. В. Макаренко a, Р. А. Харисов b, c, И. Р. Фархетдинов b, c

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
b Научно-технический центр трубопроводного транспорта ООО «НИИ Транснефть» (НТЦ ООО «НИИ Транснефть»), 450055, Россия, Уфа, проспект Октября, 144/3
c Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ) , 450062, Россия, Уфа, ул. Космонавтов, 1

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-4-385-393

Аннотация: Традиционным методом защиты портовых сооружений от коррозии является нанесение лакокрасочных покрытий в сухих условиях в гермокамере. При этом технология безвоздушного распыления имеет ряд недостатков: длительность и трудоемкость монтажа гермокамеры, зависимость от погодных условий, необходимость отверждения покрытия в гермокамере. Цель исследования – оценка технической целесообразности применения для защиты портовых сооружений покрытий, нанесение и отверждение которых осуществляется под водой без использования гермокамеры. Рассмотрены особенности полимерных лакокрасочных покрытий подводного нанесения, выполнен анализ рынка данного вида защитных материалов, выбраны покрытия для проведения лабораторных испытаний. Испытуемые стальные образцы помещались в емкость с морской водой, где на них вручную наносились покрытия. Образцы находились в водной среде до полного отверждения защитного материала. Далее измерялись исходные показатели покрытий, а затем проводились климатические лабораторные испытания, имитирующие эксплуатацию в условиях воздействия влаги, соляного тумана, ультрафиолета и переменных температур. Было установлено, что покрытия подводного нанесения не могут в полной мере обеспечить антикоррозионную защиту, сопоставимую с покрытиями, наносимыми традиционным методом в условиях отсутствия водной среды. Тем не менее выявлены материалы, которые по основным показателям прочности и долговечности сравнимы с покрытиями сухого нанесения. Определены участки портовых сооружений, где возможно внедрение данных покрытий после проведения апробации, предполагающей нанесение покрытий на участок шпунтовой стенки с последующим мониторингом технического состояния в течение двух лет.

Ключевые слова: портовые сооружения, лакокрасочные покрытия, полимерные покрытия, антикоррозионная защита, отверждение

Для цитирования:
Исследование свойств антикоррозионных покрытий подводного нанесения для защиты портовых сооружений / П. О. Ревин [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 4. С. 385–393. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-4-385-393

Список литературы:↓

Экономика и управление

394-408

Обесценение внеоборотных активов: методология и особенности оценки

П. Ю. Сериков а, К. А. Сиволоцкий a, А. С. Рева a

a ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, 4, стр. 2

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-4-394-408

Аннотация: В условиях внешней нестабильности обесценение активов может оказывать значительное влияние на финансовый результат компаний. Своевременная и корректная оценка изменения стоимости активов вследствие воздействия внешних и внутренних факторов риска имеет важное значение для формирования достоверной и прозрачной финансовой информации. Для повышения качества информации о финансовом положении компаний российские стандарты бухгалтерского учета постепенно сближаются с международными стандартами финансовой отчетности (МСФО), в том числе в части отображения реального изменения стоимости активов. В статье рассмотрены требования российских и международных стандартов к проведению проверки внеоборотных активов на предмет обесценения. Подробно раскрыта методика проверки активов на наличие обесценения в соответствии с МСФО, представлен алгоритм и описаны основные этапы проведения теста на обесценение – от определения балансовой стоимости актива до формирования прогнозных денежных потоков и расчета ставки дисконтирования. На примере условных участков по транспортировке нефтепродуктов показаны практические аспекты проведения теста на обесценение активов.

Ключевые слова: ЕГДП, МСФО, МСФО 36, стандарты МСФО, отчетность МСФО, возмещаемая стоимость, обесценение активов, тест на обесценение

Для цитирования:
Сериков П. Ю., Сиволоцкий К. А., Рева А. С. Обесценение внеоборотных активов: методология и особенности оценки // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 4. С. 394–408. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-4-394-408

Список литературы:↓