Русский

№1/2023

Стр.

Название статьи, авторы, аннотация и ключевые слова

Проектирование, строительство и эксплуатация

8-17

Ультразвуковой контроль и комплексное применение методов дефектоскопии в процессе диагностирования магистральных трубопроводов

Н. П. Алешин a, Н. В. Крысько a, Н. А. Щипаков a, А. Г. Кусый a

a Федеральное государственное автономное учреждение «Научно-учебный центр «Сварка и контроль» при МГТУ им. Н. Э. Баумана (ФГАУ «НУЦСК при МГТУ им. Н. Э. Баумана»), 105005, Россия, Москва, 2-я Бауманская улица, 5, стр. 1

DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-1-8-17

Аннотация: Рассмотрены некоторые особенности совместного применения различных видов и методов неразрушающего контроля при диагностировании магистральных трубопроводов. Указано, что в настоящее время среди физических методов контроля в наибольшей мере используются ультразвуковая дефектоскопия и толщинометрия металла. Радиационный контроль, широко применяемый при строительстве трубопроводов, на этапе их диагностирования востребован значительно реже и в основном в качестве экспертного метода. Рассмотрены особенности выявления наиболее опасных дефектов – трещин, в том числе одиночных, формирующихся в период эксплуатации трубопроводов из локальных дефектов сварных швов, а также скоплений трещин различного происхождения. Показано, что хорошие результаты по выявлению поверхностных трещин любого вида дает применение электромагнитно-акустических преобразователей, излучающих в металл и принимающих волны Рэлея. Также отмечен положительный опыт использования вихретоковых многоэлементных (матричных) преобразователей для выявления поверхностных трещин различной природы, в том числе трещин, выходящих на поверхность валиков усиления сварных швов. Рассмотрена возможная схема совместного применения различных методов контроля при диагностировании магистральных трубопроводов, предполагающая использование статистических алгоритмов обработки результатов, полученных каждым методом по отдельности.

Ключевые слова: поверхностные дефекты, коррозионные трещины, волны Рэлея, электромагнитно-акустические преобразователи, ультразвуковая дефектоскопия, вихретоковая дефектоскопия, внутритрубная дефектоскопия, неразрушающий контроль

Для цитирования:
Ультразвуковой контроль и комплексное применение методов дефектоскопии в процессе диагностирования магистральных трубопроводов / Н. П. Алешин [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 1. С. 8–17. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-1-8-17

Список литературы:↓

Прочность, надежность, долговечность

18-24

Определение критерия вибропрочности на основе линейной механики разрушения

О. В. Горюнов a, С. В. Словцов b, А. В. Горюнов c

a АО «Атомэнергопроект», 197183, Россия, Санкт-Петербург, ул. Савушкина, 82, литера А
b АО «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова» (АО «НПО ЦКТИ»), 191167, Россия, Санкт-Петербург, ул. Атаманская, 3/6
c ООО «Транснефть – Балтика», 195009, Россия, Санкт-Петербург, Арсенальная набережная, 11, лит. А

DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-1-18-24

Аннотация: Существующие методики оценки остаточного ресурса оборудования, технологических и магистральных трубопроводов при многоцикловом нагружении (вибрации, пульсации) основаны на использовании понятия амплитуды, которая для случая широкополосного нагружения существенно зависит от параметров обработки и осреднения спектральной плотности колебательного процесса. При этом мера поврежденности, определяющая ресурс элемента системы, является необъективной величиной, зависящей от параметров обработки сигналов в большей степени, чем от характеристик самого процесса (спектра), что может негативно отразиться на оценке остаточного ресурса, а это, в свою очередь, привести к неэффективным техническим решениям и ограничениям. Результатом накопления повреждений является образование микродефекта, развитие которого под действием термомеханических нагрузок чревато разрушением материала. С целью определения более объективного критерия вибропрочности были рассмотрены стадии усталостного разрушения, что позволило на основе линейной механики разрушения предложить силовой критерий вибропрочности, учитывающий развитие малых трещин. Указанный критерий является консервативным и позволяет оценить амплитуду напряжений, которые не приводят к развитию дефекта.

Ключевые слова: вибрация, вибропрочность, развитие дефекта, рост трещины, усталость материала, остаточный ресурс, оценка остаточного ресурса, многоцикловое нагружение

Для цитирования:
Горюнов О. В., Словцов С. В., Горюнов А. В. Определение критерия вибропрочности на основе линейной механики разрушения // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 1. С. 18–24. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-1-18-24

Список литературы:↓

Материалы и оборудование

25-31

Определение параметров безнасосной эжекторной установки рекуперации паров бензина

А. А. Коршак a , В. В. Пшенин b

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
b Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Россия, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21-я линия, 2

DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-1-25-31

Аннотация:
Потери нефти и нефтепродуктов от испарения, сопровождающиеся выбросами в атмосферу предельных углеводородов метанового ряда (этана, пропана, бутанов и пентанов), наносят не только материальный, но и экологический ущерб. В частности, он связан с образованием тропосферного озона – парникового газа, являющегося результатом химических реакций с участием предельных углеводородов. В этой связи актуальны все мероприятия по ограничению выбросов паров легких углеводородов в атмосферу. Одним из эффективных технических средств для решения задачи сокращения потерь от испарения являются установки рекуперации паров (УРП). Особый интерес представляют эжекторные УРП, основным элементом которых является жидкостно-газовый эжектор. Выделяют четыре типа эжекторных УРП: с буферно-сепарационной емкостью; с сепаратором, встроенным в резервуар; с контролируемыми массообменом и сепараций; безнасосные. Недостатком установок первых трех типов является высокое энергопотребление. При этом безнасосные эжекторные УРП могут быть использованы там, где имеется запас бесполезно расходуемой в технологическом цикле потенциальной энергии. В практике эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов таким местом являются отводы для сброса перекачиваемого бензина на попутные нефтебазы. При этом методика расчета параметров безнасосных эжекторных установок на сегодня отсутствует. Авторами получены новые зависимости для вычисления коэффициента эжекции, расходов рабочей жидкости, давления компримирования газовоздушной смеси при произвольном количестве ступеней компримирования. Показано, что в условиях сброса бензина из магистрального нефтепродуктопровода на попутные нефтебазы при использовании безнасосной эжекторной УРП может быть без дополнительных затрат электроэнергии обеспечено сжатие значительного объема вытесняемой из резервуаров газовоздушной смеси (в 4–6 раз в зависимости от расчетной схемы компримирования).

Ключевые слова: потери нефти, потери от испарения, рекуперация паров, установки рекуперации паров, эжекторные установки, компримирование, энергопотребление

Для цитирования:
Коршак А. А., Пшенин В. В. Определение параметров безнасосной эжекторной установки рекуперации паров бензина // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 1. С. 25–31. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-1-25-31

Список литературы:↓

32-37

Экспериментальные исследования влияния технологии бетонирования на прочностные характеристики сталефибробетонов

Э. Ф. Климкин a, М. А. Липленко, А. В. Кузнецова a, Г. В. Мосоловa

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-1-32-37

Аннотация: Накопленная база результатов исследований свойств сталефибробетонов подтверждает положительное влияние стальной фибры на физико-механические характеристики бетонных и железобетонных изделий и конструкций. При этом одним из ограничительных факторов для применения сталефибробетонов при проектировании и строительстве зданий и сооружений является зависимость содержания фибры в единице объема сталефибробетонной смеси и прочностных характеристик фибры от технологии уплотнения смеси. В соответствии с целью настоящей работы проведены экспериментальные исследования влияния метода уплотнения сталефибробетонной смеси на равномерность распределения фибры и изменение прочности сталефибробетонных образцов при сжатии по высоте сечения массивного плитного фундамента. Полученные результаты позволяют оценить возможность применения стандартных методов уплотнения сталефибробетонных смесей при бетонировании элементов конструкций.

Ключевые слова: фибробетон, стальная фибра, сталефибробетон, содержание фибры, сталефибробетонная смесь, прочность на сжатие, уплотнение смеси

Для цитирования:
Экспериментальные исследования влияния технологии бетонирования на прочностные характеристики сталефибробетонов / Э. Ф. Климкин [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 1. С. 32–37. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-1-32-37

Список литературы:↓

Защита от коррозии

38-49

Геомагнитный мониторинг для снижения риска для трубопроводов от космической погоды

Д. В. Костарев a, b , В. А. Пилипенко b, c, О. В. Козырева b, c

a Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЗФ СО РАН), 664033, Россия, Иркутск, ул. Лермонтова, 126А, а/я 291
b Геофизический центр Российской академии наук (ГЦ РАН), 119296, Россия, Москва, ул. Молодежная, 3
c Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН), 123242, Россия, Москва, ул. Б. Грузинская, 10

DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-1-38-49

Аннотация: При организации систем катодной защиты трубопроводов необходимо иметь возможность рассчитывать вариации потенциала «труба – земля» при геомагнитных возмущениях. С этой целью авторами разработан программный код для расчета потенциала трубопровода при заданном возмущении электротеллурического поля в поверхностных слоях Земли. В качестве примера проведены оценки искажения потенциала «почва – труба» при суббуре, имевшей место 9 октября 2018 года и сопровождавшейся интенсивными геомагнитными Pi3-пульсациями. Использована база данных магнитных станций в Российской Арктике и глобальная модель проводимости поверхностных слоев Земли. Возмущение теллурического поля построено с помощью пересчета зарегистрированного магнитного возмущения в амплитуду теллурического поля по импедансному соотношению. Модельная трубопроводная сеть представлена в виде набора эквивалентных схем замещения, которые объединяются между собой для формирования узловой сети проводимости. С использованием метода узловой матрицы полной проводимости определены значения потенциала в узлах трубопроводной системы. Показано, что имеется как экспериментальная база, так и расчетная методика для количественной оценки вариаций потенциала трубопровода для любой заданной системы в Арктической зоне Российской Федерации. Результаты данной методики могут быть апробированы сопоставлением с вариациями защитного потенциала реальных трубопроводов.

Ключевые слова: катодная защита, защитный потенциал, потенциал «труба – земля», магнитные станции, Арктика, геомагнитные пульсации, геоиндуцированные токи, теллурические поля

Для цитирования:
Костарев Д. В., Пилипенко В. А., Козырева О. В. Геомагнитный мониторинг для снижения риска для трубопроводов от космической погоды // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 1. С. 38–49. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-1-38-49

Список литературы:↓

Энергетика и электрооборудование

50-59

Особенности выбора ограничителей перенапряжений на объектах магистральных трубопроводов

Е. В. Сергеенкова a, А. И. Ненахов a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-1-50-59

Аннотация: Значительная часть отказов энергетического оборудования, используемого на объектах магистральных трубопроводов, происходит по причине воздействия перенапряжений, возникающих в электрических сетях. В научно-технической литературе подробно описываются различные способы и устройства защиты от перенапряжений воздушных линий и распределительных устройств, основанные на применении современных элементов защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений (мультикамерные разрядники, изоляторы, совмещенные с ограничителями перенапряжений, линейные разрядники). В России для защиты от перенапряжений применяются ограничители перенапряжений и разрядники. В большинстве случаев данные устройства эксплуатируются значительное время, при этом критерии их выбора ранее не были четко определены. Целью настоящей статьи является представление результатов разработки методики выбора ограничителей перенапряжений и разрядников. Рассмотрены основные параметры, используемые при выборе устройств защиты. Показано, что реализация указанной методики предполагает решение ряда сложных математических задач. Для оптимизации трудозатрат и сокращения ошибок разработан программный комплекс, который позволяет автоматизировать расчеты уровней перенапряжений, возникающих при эксплуатации энергооборудования, ведение справочной базы характеристик и показателей защитных устройств отечественных изготовителей, формирование пообъектных спецификаций. Применение программного комплекса обеспечивает повышение качества инженерного проектирования при выполнении капитальных ремонтов, реконструкций и перевооружения энергетического оборудования, эксплуатируемого на объектах магистральных трубопроводов.

Ключевые слова: защита от перенапряжений, ограничители перенапряжений, разрядник, грозовые перенапряжения, энергетическое оборудование, электрические сети

Для цитирования:
Сергеенкова Е. В., Ненахов А. И. Особенности выбора ограничителей перенапряжений на объектах магистральных трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 1. С. 50–59. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-1-50-59

Список литературы:↓

Экология

60-71

Выбор типовых проектных решений блочно-модульных станций биологической очистки для реализации на объектах ПАО «Транснефть»

М. Ю. Савостьянова a, А. В. Захарченко b, Н. А. Житова b, П. А. Агафонов b, С. С. Дегтярева b

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-1-60-71

Аннотация: Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод на объектах трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов – сложный технологический процесс, включающий биологическую, физико-химическую очистку и обеззараживание сточных вод, характеризующихся неравномерностью поступления по расходу и концентрациям загрязняющих веществ, в том числе нефтепродуктов. Авторами выполнен поиск оптимальных проектных решений станций биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод в блочно-модульном исполнении для реализации на производственных объектах ПАО «Транснефть». Сравнительный анализ предлагаемых российскими и зарубежными производителями блочно-модульных очистных сооружений показал невозможность их использования для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, поступающих от объектов трубопроводного транспорта. Представлена блочно-модульная станция очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, разработанная ПАО «Транснефть» для обеспечения требуемого качества очистки с учетом состава сточных вод. Показаны преимущества описанных технических решений.

Ключевые слова: очистные сооружения, хозяйственно-бытовые сточные воды, станции биологической очистки, блочно-модульная станция, мембранный биореактор, биореактор с подвижным слоем

Для цитирования:
Выбор типовых проектных решений блочно-модульных станций биологической очистки для реализации на объектах ПАО «Транснефть» / М. Ю. Савостьянова [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 1. С. 60–71. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-1-60-71

Список литературы:↓

Товарно-транспортные операции и метрологическое обеспечение

72-80

Методика определения объемного расхода в СИКН в зависимости от числа Рейнольдса

О. В. Аралов a, И. В. Буянов a, А. Т. Яровой a, Е. И. Иорданский a, Р. А. Шестаков b

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
b Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина), 119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 65

DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-1-72-80

Аннотация: Целью авторов является решение проблемы повышения достоверности измерений объемного расхода нефти за счет применения разработанной методики определения объемного расхода в системе сбора и обработки информации систем измерений количества и показателей качества нефти (СОИ СИКН), оснащенных турбинными преобразователями расхода (ТПР), в зависимости от числа Рейнольдса. Данная методика позволяет осуществлять измерения объемного расхода нефти с относительной погрешностью в пределах не более 0,15 % во всем диапазоне вязкостей. В статье сформулирована общая постановка задачи, разработаны блок-схемы по применению методики при контроле метрологических характеристик ТПР, а также в процессе технологического применения расходомера. Методика позволяет определять коэффициент преобразования ТПР, который при известном значении количества импульсов, поступающих с ТПР, в свою очередь дает возможность определять объемный расход в точке измерений. При проведении контроля метрологических характеристик ТПР коэффициент преобразования ТПР, вычисленный по разработанной методике, сравнивается с коэффициентом преобразования, определенным при поверке. Приводятся результаты апробации методики, в рамках которой сравнивались различные виды градуировочных характеристик шестидесяти ТПР, построенных с применением различных функций. По результатам исследований установлена возможность построения (реализация) полученной в соответствии с методикой градуировочной характеристики ТПР во всем диапазоне объемного расхода и кинематической вязкости нефти. Установлено, что применение методики позволит снизить риск аварийных ситуаций и прекращения учетных операций на СИКН; сократить продолжительность вынужденных простоев СИКН или свести их к нулю; получить достоверные данные о работе ТПР и, соответственно, спрогнозировать остаточный ресурс деталей и узлов (время наработки до наступления предельного состояния).

Ключевые слова: достоверность измерений, турбинный преобразователь расхода, преобразователь расхода, расходомер, число Рейнольдса, градуировочная характеристика, система обнаружения утечек, погрешность измерений

Для цитирования:
Методика определения объемного расхода в СИКН в зависимости от числа Рейнольдса / О. В. Аралов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 1. С. 72–80. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-1-72-80

Список литературы:↓

Развитие отрасли

81-89

Развитие центробежных насосов: от простейших конструкций до высокоэффективного оборудования нефтепроводных магистралей

П. И. Шотер а, А. Е. Сощенко a, Б. Н. Мастобаев b, А. Р. Валеев b

a ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, 4, стр. 2
b Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ), 450062, Россия, Уфа, ул. Космонавтов, 1

DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-1-81-89

Аннотация: Центробежные насосы являются основным оборудованием в системе магистрального трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. История развития насосов – путь в несколько тысячелетий от простейших конструкций бытового назначения до современного высокоэффективного оборудования для производственных нужд. При этом актуальными являются задачи модернизации насосного оборудования: совершенствования конструкции и технологии изготовления, повышения энергоэффективности. Авторами рассмотрена история возникновения и развития центробежных насосов, отмечен вклад ученых и инженеров в этой области. Представлен опыт применения различных типов насосов в отечественной системе магистрального трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, указаны недостатки и причины снижения эффективности насосных агрегатов, поставляемых в Россию зарубежными производителями. Выполнена сравнительная характеристика магистральных насосов ведущих мировых фирм. Отмечено, что к настоящему времени в нашей стране реализовано серийное производство насосов с высокими техническими характеристиками, что позволило исключить зарубежные закупки основного насосного оборудования, в полной мере обеспечив работу отечественной системы магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов.

Ключевые слова: центробежный насос, магистральный насос, подпорный насос, насос, насосное оборудование, насосостроение, рабочее колесо насоса, производство насосов, история науки и техники

Для цитирования:
Развитие центробежных насосов: от простейших конструкций до высокоэффективного оборудования нефтепроводных магистралей / П. И. Шотер [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 1. С. 81–89. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-1-81-89

Список литературы:↓

90-96

Развитие методов определения фракционного состава нефти: исторический опыт исследований

Б. Н. Мастобаев а, А. Р. Валеев a, С. А. Севницкий b

a Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, Россия, Уфа, ул. Космонавтов, 1
b Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний им. А. М. Муратшина в Республике Башкортостан, 450006, Россия, Уфа, бульвар Ибрагимова, 55/59

DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-1-90-96

Аннотация: Фракционный состав является одним из ключевых показателей качества нефти, определяя ее потенциал и направления переработки. Рассмотрена история развития методов определения компонентного состава нефти на примере зарубежного опыта, в частности разработок американских ученых и инженеров, которые одними из первых начали исследования в этой области. Показаны этапы совершенствования фракционного анализа в связи с развитием нефтяной промышленности и актуальными задачами производства. Мощным стимулом для развития перегонки, в том числе анализа компонентного состава нефти, стал стремительный рост потребности в различных видах топлива в начале XX века. В настоящее время методы определения фракционного состава нефти регулируются в США стандартами ASTM. При этом очевидной является потребность современного производства в новых разработках в этой области.

Ключевые слова: состав нефти, перегонка нефти, вакуумная перегонка, атмосферная перегонка, фракции нефти, фракционный состав, история науки и техники

Для цитирования:
Мастобаев Б. Н., Валеев А. Р., Севницкий С. А. Развитие методов определения фракционного состава нефти: исторический опыт исследований // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 1. С.90–96. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-1-90-96

Список литературы:↓