Русский

№6/2022

Стр.

Название статьи, авторы, аннотация и ключевые слова

Прочность, надежность, долговечность

512-518

Учет упругости неподвижных опор при проведении прочностных расчетов надземных трубопроводов

Д. Д. Дубровский a, А. Е. Мельников a, В. О. Чепчугов a

a АО «Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа» (АО «ТомскНИПИнефть»), 634027, Россия, Томск, проспект Мира, 72

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-6-512-518

Аннотация: Для проведения прочностных расчетов трубопроводов в системах автоматического проектирования с целью упрощения применяют абсолютно жесткие модели неподвижных опор. Использование таких моделей приводит к завышению расчетных величин напряжений относительно реальных значений, следствием чего, в свою очередь, является увеличение капитальных затрат на устройство свайных оснований опор. Учитывая свойство упругости неподвижных опор, расчет можно сделать более приближенным к практическим условиям эксплуатации. Посредством обратимых деформаций компенсируется часть напряжений, возникающих в опоре, что подтверждается базовыми законами теории упругости и сопротивления материалов. Ввиду уменьшенных напряжений проектировщик может сократить объем свайного основания опоры, тем самым добившись экономии затрат. Авторами комплексно рассмотрен вопрос определения параметров податливости опорных элементов и их учет в прочностных расчетах надземных трубопроводов. Разработана актуализированная методика по проведению прочностных расчетов, позволяющая на этапе проектирования существенно сократить объемы свайных оснований неподвижных опор за счет снижения расчетных величин напряжений, возникающих в опоре в процессе эксплуатации. Применение результатов данного исследования на практике позволит получить гарантированную экономию человеческих и материальных ресурсов при строительстве новых объектов надземного трубопроводного транспорта.

Ключевые слова: неподвижная опора, надземный трубопровод, упругость, податливость, напряжения, деформации, прочностной расчет, магистральный трубопровод, промысловый трубопровод

Для цитирования:
Дубровский Д. Д., Мельников А. Е., Чепчугов В. О. Учет упругости неподвижных опор при проведении прочностных расчетов надземных трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 6. С. 512–518. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-6-512-518

Список литературы:↓

519-529

Влияние водородного охрупчивания на механические свойства трубных сталей

М. Амара a, Г. Плювинаж b, М. Хадж-Мелиани a

a Университет Хассибы Бен Буали, B. O. Box 151, 02000, Салем, Шлеф, Алжир
b Университет Лотарингии, Лаборатория LEM3, UMR CNRS 7239, F-57070, Мец, Франция

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-6-519-529

Аннотация: Проблема влияния водорода на сопротивление разрушению металлических материалов и элементов конструкций является предметом пристального внимания специалистов и исследователей. Водород входит практически во все среды, перекачиваемые по трубопроводам: нефть, газ, нефтепродукты, при этом на него возлагаются большие надежды как на перспективный энергоноситель и высокоэффективное безвредное топливо. В этой связи и без того острая проблема влияния водорода на механическое поведение металлов является одной из ключевых для технико-экономического прогресса. Целью настоящей статьи является обобщение современных исследований по водородному охрупчиванию трубных сталей и его влиянию на их механические свойства. Рассмотрены основные положения механизма водородного охрупчивания. Отмечено, что водородное охрупчивание характеризуется ослаблением атомных связей в системе «металл – металл» и изменением пластичности материала, что имеет негативное воздействие на его механические свойства. Показано ухудшение механических свойств трубных сталей под воздействием водорода: предела текучести, предела прочности, относительного удлинения при разрыве, температуры хрупко-вязкого перехода, сопротивления разрушению и вязкости разрушения. Проанализированы механизмы возникновения и роста усталостных трещин в условиях воздействия водородосодержащей среды.

Ключевые слова: водородное охрупчивание, механические свойства стали, механическое поведение, предел текучести, предел прочности, относительное удлинение при разрыве, сопротивление разрушению, вязкость разрушения, зарождение трещины, скорость роста трещины

Для цитирования:
Амара М., Плювинаж Г., Хадж-Мелиани М. Влияние водородного охрупчивания на механические свойства трубных сталей // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 6. С. 519–529. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-6-519-529

Список литературы:↓

Проектирование, строительство и эксплуатация

530-539

Применение вероятностного подхода при определении допустимого рабочего давления

Д. А. Неганов a , С. Н. Масликов a, Н. Е. Зорин a, А. А. Сергаев a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-6-530-539

Аннотация:
Возникновению гидравлического удара как следствия внезапного торможения потока слабо сжимаемой жидкости в магистральном трубопроводе может предшествовать множество причин: аварийное отключение промежуточных перекачивающих станций, нештатное перекрытие потока запорной арматурой, изменение технологических режимов и т. д. Тотальный учет максимальных давлений при проверке несущей способности длительно эксплуатируемого трубопровода чреват необоснованным увеличением объемов ремонтных работ. Одновременно недостаточный для продолжительного времени эксплуатации учет возможных сценариев развития нестационарного процесса (имеющих практически нулевую вероятность в каждом отдельном случае) может существенно снизить вероятность безотказной работы трубопровода. В рамках исследования рассмотрены особенности действующей методики определения допустимого рабочего давления с учетом нестационарных процессов. Традиционные подходы к расчетам нестационарных процессов и дальнейшему использованию полученных результатов для проверки прочности по предельному состоянию признаны детерминированными. По результатам исследования обоснован подход и сформулированы принципы вероятностной оценки при определении допустимого рабочего давления в дополнение к существующей методике расчета нестационарных процессов при проверке несущей способности длительно эксплуатируемого трубопровода. Данный подход позволяет проводить комплексную оценку опасности всех возможных эксплуатационных ситуаций, в том числе аварийных и нештатных, не ограничиваясь типовыми сценариями моделирования.

Ключевые слова: допустимое рабочее давление, несущая способность, предельное состояние, нестационарный процесс, нестационарный режим, вероятностный анализ

Для цитирования:
Применение вероятностного подхода при определении допустимого рабочего давления / Д. А. Неганов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 6. С. 530–539. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-6-530-539

Список литературы:↓

540-549

Совершенствование технологии внутритрубной диагностики трубопроводов с использованием алгоритма автоматизированной обработки диагностических данных

К. Н. Жучков a, А. П. Завьялов a

a Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина, 119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 65

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-6-540-549

Аннотация: Статья посвящена разработке алгоритма автоматизированной обработки и анализа данных, получаемых при проведении внутритрубной диагностики трубопроводов. Описано решение задачи обнаружения дефектов для роботизированного внутритрубного дефектоскопа в реальном времени. Показано, что экспресс-анализ магнитограмм можно производить в автоматическом режиме на основе схемы многоканального детектора с адаптивным пороговым устройством. Актуальность задачи определяется возрастанием роли диагностических обследований в условиях риск-ориентированного подхода, получающего все большее распространение в деятельности отечественных энергетических корпораций, необходимости точного описания технического состояния трубопроводов на разных этапах жизненного цикла. Представлен алгоритм оценки порога обнаружения дефекта с использованием критерия (леммы) Неймана – Пирсона, который вычисляется независимо для канала обнаружения и используется далее в решении бинарной задачи. При этом принимается допущение, что количество сэмплов с дефектами на магнитограмме существенно меньше, чем количество сэмлов в полной выборке. В случае многочисленности дефектов в выборке значение порога обнаружения будет завышенным. Представленная схема реализуется на цифровых сигнальных процессорах семейства TMS320C6000, под архитектуру которых разработан алгоритм обнаружения дефектов в условиях реального времени. Показана имплементация алгоритма и реализация конвейера процессорных команд. Удалось уложить вычисление одного сэмпла выходной статистики детектора в шесть тактов процессора при среднем заполнении конвейера пять инструкций за такт. Проведен анализ отечественных «систем на кристалле» с архитектурой, приближенной к процессору TMS320C6701, представлены практические рекомендации по импортозамещению. Дана оценка помехоустойчивости разработанного алгоритма в сравнении с оптимальным энергетическим обнаружителем.

Ключевые слова: экспресс-анализ сигналов, внутритрубная дефектоскопия, дефектоскопия, бинарная гипотеза, цифровой сигнальный процессор, контроль дефектов, критерий Неймана – Пирсона

Для цитирования:
Жучков К. Н., Завьялов А. П. Совершенствование технологии внутритрубной диагностики трубопроводов с использованием алгоритма автоматизированной обработки диагностических данных // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 6. С. 540–549. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-6-540-549

Список литературы:↓

550-559

Сооружение переходов трубопроводов методами автоматизированной щитовой проходки трубопроводом и трубными секциями

Д. А. Шаталов a , Д. Р. Вафин a, А. П. Шаманин a

a АО «Газпром Промгаз», 142702, Россия, Московская область, Видное, ул. Вокзальная, д. 23

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-6-550-559

Аннотация: Целью авторов является рассмотрение вопросов использования наименования и развития бестраншейной технологии строительства переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методами автоматизированной щитовой проходки трубопроводом и трубными секциями. Проанализированы нормативная база и охранные документы, описывающие способы реализации данной технологии при сооружении и ремонте переходов трубопроводов. Обоснованы принятые в ПАО «Газпром» термины «автоматизированная щитовая проходка трубопроводом» (АЩПТ) и «автоматизированная щитовая проходка трубными секциями» (АЩПТС) как наиболее отражающие суть рассматриваемой технологии. Приведены данные нормативных наблюдений, выполненных специалистами АО «Газпром промгаз» в процессе строительства и капитального ремонта переходов трубопроводов методами АЩПТ и АЩПТС. Показано, что на практике рассматриваемая технология реализуется разными способами, предполагающими различный состав технологических операций. Наименования АЩПТ и АЩПТС были введены в ПАО «Газпром» при разработке временных элементных сметных норм (ВЭСН) на строительство переходов трубопроводов. ВЭСН позволяют производить расчет лимита затрат на строительство переходов трубопроводов, содержат технологические карты, определяющие параметры технологического процесса, оптимальные затраты трудовых, технических и материальных ресурсов.

Ключевые слова: автоматизированная щитовая проходка, бестраншейная технология, бестраншейная проходка, бестраншейная прокладка, Direct Pipe, метод кривых, подводный переход

Для цитирования:
Шаталов Д. А., Вафин Д. Р., Шаманин А. П. Сооружение переходов трубопроводов методами автоматизированной щитовой проходки трубопроводом и трубными секциями // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 6. С. 550–559. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-6-550-559

Список литературы:↓

Сварка

560-568

Границы применимости дифракционно-временного метода контроля на объектах трубопроводного транспорта

О. И. Колесников a, А. В. Гейт a, П. С. Голосов a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-6-560-568

Аннотация: Одним из главных факторов обеспечения надежности и безопасности объектов магистральных трубопроводов является оценка их технического состояния как на стадии строительства, так и в процессе эксплуатации. Объектом исследования определен дифракционно-временной метод ультразвукового контроля (ДВМ), основным преимуществом которого относительно эхо-метода является, по заявлениям производителей оборудования, малая зависимость вероятности выявления дефекта от его ориентации и формы и, как следствие, повышение достоверности оценки высоты и глубины залегания дефекта. Целью работы является совершенствование системы оценки качества сварных соединений на объектах трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов путем уточнения границ применимости ДВМ. В качестве предмета исследования рассматриваются факторы, определяющие указанные границы: ограничение области контроля из-за наличия мертвых зон, ограничение возможности измерения высоты дефекта параметром разрешающей способности метода, ограничения вследствие влияния особенностей геометрии или коррозионных повреждений сварных соединений, ограничение по ориентации, форме и месту расположения дефектов. В результате выполненных исследований выявлены границы применимости дифракционно-временного метода контроля на объектах трубопроводного транспорта, обусловленные исследованными факторами.

Ключевые слова: дифракционно-временной метод, TOFD, неразрушающий контроль сварного соединения, ультразвуковой неразрушающий контроль, ультразвуковой контроль, сварное соединение, сварной стык, дефект трубопровода

Для цитирования:
Колесников О. И., Гейт А. В., Голосов П. С. Границы применимости дифракционно-временного метода контроля на объектах трубопроводного транспорта // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 6. С. 560–568. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-6-560-568

Список литературы:↓

Материалы и оборудование

569-575

Повышение надежности магистрального насосного агрегата путем совершенствования подшипниковых узлов

И. А. Флегентов a, Д. М. Старшинов a, Ю. Б. Михеев a, Е. А. Рябцев a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-6-569-575

Аннотация: В подшипниках скольжения магистральных насосных агрегатов (насосах и электродвигателях), как правило, применяют антифрикционные покрытия из оловянных баббитов. Оловянные баббиты обладают хорошими антифрикционными свойствами, но низким сопротивлением усталостному разрушению и подвержены быстрой деформации с повышением температуры в зоне контакта с ротором. Нарушение работоспособности подшипников скольжения по причине износа и повреждения их антифрикционного баббитового слоя является одной из наиболее частых причин вынужденных остановок магистрального насосного агрегата. Целью работы является исследование применимости полукристаллического термопластического высокотехнологичного полимера полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) в качестве основного материала вкладыша подшипника скольжения магистральных насосов типоразмера НМ, удовлетворяющего требованиям эксплуатации оборудования. Проведено сравнение свойств материалов: применяемого в настоящее время во вкладышах подшипников баббита Б83 и ПЭЭК. Выполнены гидродинамические и прочностные расчеты для двух вариантов исполнения вкладыша: из баббита Б83 и ПЭЭК. Расчеты проводились для опорных и радиально-упорных подшипников скольжения насоса НМ 10000-210 и соответствующего электродвигателя. По результатам исследования установлено, что ПЭЭК имеет пониженный по сравнению с баббитом коэффициент трения и износ. Сделан вывод о возможности применения антифрикционного материала ПЭЭК в подшипниках скольжения магистральных насосов типоразмера НМ при условии положительных результатов гидродинамических расчетов, а также испытаний подшипников.

Ключевые слова: ПЭЭК, полиэфирэфиркетон, подшипники скольжения, баббит, магистральный насосный агрегат, магистральный насос, подшипниковый узел, вкладыш подшипника

Для цитирования:
Повышение надежности магистрального насосного агрегата путем совершенствования подшипниковых узлов / И. А. Флегентов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 6. С. 569–575. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-6-569-575

Список литературы:↓

576-581

Применение полиамидов для герметизации нефтепродуктопроводов

А. А. Кузьмин a, М. А. Яблокова a, Е. А. Пономаренко a

a Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) (СПбГТИ (ТУ)), 190013, Россия, Санкт-Петербург, Московский проспект, 24-26/49, литера А

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-6-576-581

Аннотация: Технологичность и экономичность полиамидных материалов обусловливают их широкое применение для герметизации нефтепродуктопроводов и иных емкостей с нефтепродуктами. Очевидной является актуальность их дальнейшего использования и наращивания объемов применимости. Цель настоящей работы – повышение эффективности использования изделий из полиамидов в уплотнительной технике и определение условий эксплуатации, где их применение наиболее целесообразно. Объектом рассмотрения являлся полиамид 6 блочный (капролон В), испытания прямой и обратной ползучести которого были проведены на испытательной машине ЦДМ-10 с использованием специального приспособления. Исследовано также влияние типичного нефтепродукта – керосина – на твердость и ползучесть капролона. Предельная температура эксплуатации уплотняющих изделий определена с использованием консистометра Хепплера на основе зависимости температуры стеклования от сжимающего напряжения. Нефтепродукты снижают твердость и жесткость полиамидов, однако это не мешает их применению в определенных условиях. Полиамид 6 целесообразно использовать в диапазоне удельных давлений от 10 до 50 МПа при температурах от –50 до +50 °С. Техническое обслуживание уплотнений с периодичностью, кратной скорости релаксации удельных давлений, способно повысить верхний предел допускаемых рабочих давлений на 30–40 %.

Ключевые слова: герметизация, полиамиды, уплотнительные материалы, полимеры и пластмассы для трубопроводного транспорта, капролон, керосин, удельные давления

Для цитирования:
Кузьмин А. А., Яблокова М. А., Пономаренко Е. А. Применение полиамидов для герметизации нефтепродуктопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 6. С. 576–581. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-6-576-581

Список литературы:↓

Экология

582-591

Решение проблемных задач разработки рецептуры диспергента на основе тонкодисперсных твердых частиц

А. В. Сальников а, М. Т. Гайсин b

a ООО «Транснефть – Порт Приморск», 188910, Россия, Ленинградская обл., Выборгский район, Приморск, Портовый проезд (Приморская тер.) 7
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-6-582-591

Аннотация: Твердые диспергенты на основе природных органо-неорганических гибридных материалов являются новым классом препаратов для борьбы с последствиями нефтяных разливов на морских акваториях – перспективным, в том числе для применения в ледовых условиях. Их основные преимущества: низкая себестоимость, экологичность и малая токсичность вследствие отсутствия поверхностно-активных веществ и высокомолекулярных соединений. Принцип действия таких диспергентов основан на создании устойчивых эмульсий Пикеринга. В статье рассмотрена методология лабораторных исследований, проводимых для решения проблемных задач разработки рецептуры экологичного диспергента на основе тонкодисперсных твердых частиц. Приведены результаты лабораторных исследований, полученные с использованием лабораторного образца диспергента «Димекс». Показано, что распределение проблемных задач разработки рецептуры диспергента по этапам лабораторных исследований, выбор и апробация методик испытаний позволяют еще на этапе поиска рецептуры диспергента количественно оценить его потенциальную эффективность по ряду показателей: размер тонкодисперсных твердых частиц, краевой угол смачивания и гидрофобно-лиофобный баланс.

Ключевые слова: разлив нефти, ликвидация разлива нефти, ледовые моря, нефтеминеральная агрегация, тонкодисперсные твердые частицы, диспергенты, эмульсии Пикеринга

Для цитирования:
Сальников А. В., Гайсин М. Т. Решение проблемных задач разработки рецептуры диспергента на основе тонкодисперсных твердых частиц // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 6. С. 582–591. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-6-582-591

Список литературы:↓

Техническое регулирование

592-600

Механизмы управления качеством при реализации международных проектов нефтегазовых компаний

И. В. Буянов а, С. И. Вьюнов a, В. Ю. Тузов а, В. В. Соколова b

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
b Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, Россия, Уфа, ул. Космонавтов, 1

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-6-592-600

Аннотация: В настоящее время в условиях санкционного давления взаимодействие с органами по сертификации недружественных стран невозможно. Актуальной представляется задача по анализу механизмов управления качеством продукции стран, поддерживающих партнерские отношения с Россией. Цель статьи – обзор современного опыта работы организаций по оценке соответствия продукции при реализации международных проектов в нефтегазовой отрасли в таких странах, как Турция, Бразилия, Азербайджан, Ирак. Рассмотрена нормативно-правовая база в области оценки соответствия, описана специфика подходов к управлению качеством продукции. Показано, что в условиях санкций существенно возрастают риски при реализации международных проектов российских нефтегазовых компаний, в том числе проектов с участием партнерских по отношению к России компаний и стран. Для минимизации данных рисков предложено создание в союзничестве с дружественными странами Единого оператора по оценке соответствия продукции. В области трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов таким оператором может стать орган по сертификации ООО «НИИ Транснефть».

Ключевые слова: система оценки соответствия, система сертификации, экспертиза технической документации, добровольная сертификация, обязательная сертификация, управление качеством, международные проекты, нефтегазовые проекты

Для цитирования:
Механизмы управления качеством при реализации международных проектов нефтегазовых компаний / И. В. Буянов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 6. С. 592–600. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-6-592-600

Список литературы:↓