Статьи

Учитывая географические особенности и условия эксплуатации объектов магистрального трубопроводного транспорта в удалении от мест стационарного проживания обслуживающего персонала, для обеспечения безопасной эксплуатации этих объектов необходимо наряду с трубной продукцией, арматурой, оборудованием регулярно проводить обследование и диагностирование зданий и сооружений, входящих в комплекс магистральных трубопроводов. На основании опыта, полученного при регулярных обследованиях зданий нефтеперекачивающих станций в составе магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, выполненных в период 2014–2017 гг., проведен анализ влияния срока эксплуатации на скорость возникновения повреждений и дефектов. В том числе проанализировано состояние отдельных конструкций и зданий в целом. Представлены выборочные статистические данные по дефектности отдельных конструкций. Установлено, что дефекты, возникшие в связи с особенностями принятых проектных решений (конструктивные дефекты), и дефекты строительного происхождения в основном проявляются в течение первых 10 лет эксплуатации. По истечении этого срока наиболее вероятно появление дефектов, связанных с условиями эксплуатации. Для конструкций различного типа определен перечень характерных и наиболее опасных дефектов, снижающих категорию технического состояния зданий. Эти закономерности позволяют обоснованно назначать сроки и состав необходимых обследований.

здания, сооружения, строительные конструкции, техническое состояние, повреждения, дефекты, срок эксплуатации

Скуридин Н.Н., Могильнер Л.Ю., Сергеевцев Е.Ю., Графов Н.С.


При оценке прочности и долговечности магистральных трубопроводов наиболее широкое распространение получили детерминированные модели, позволяющие определить запас прочности по разрушающим нагрузкам и сопоставить их с предельно допустимыми (рекомендуемыми) значениями. Основной сложностью реализации данного подхода при оценке прочностной надежности является то, что фактически все исходные величины, входящие в расчетные зависимости данных моделей, имеют случайную природу, но при выполнении расчетов принимаются постоянными. Вследствие случайной природы исходные величины подвержены в большой или меньшей степени рассеиванию, их выборки имеют, как правило, различную длину и ограничены в некоторых пределах, определяемых физическим смыслом каждой конкретной величины. Восстановленные на основе таких выборок законы распределения являются усеченными (цензурированными) как слева, так и справа, что приводит к изменению статистических характеристик распределения. Пределы рассеивания одной и той же случайной величины и, как следствие, законы ее распределения, могут изменяться с течением времени. В ряде случаев выборки входящих в расчетные зависимости случайных величин невозможно отнести ни к одному из известных параметрических законов классической математической статистики. Частотные распределения большинства величин являются не унимодальными, поэтому для корректной обработки таких исходных данных требуются разработка и применение специального математического аппарата.
Принимаемое при выполнении расчетов прочностной надежности допущение о том, что исходные величины, несмотря на свою случайную природу, являются постоянными, приводит к высокой вероятности возникновения серьезных ошибок при расчете количественных показателей прочностной надежности и, как следствие, повышению риска эксплуатации потенциально опасных объектов, к которым относятся магистральные трубопроводы.
Указанные ошибки можно избежать, если при выполнении расчетов критериев прочности в качестве исходных данных применять случайные величины и соответствующие законы их распределения. Выполнение таких расчетов требует совершенствования существующих и разработки новых вероятностных методов, позволяющих оценивать прочностную надежность магистральных трубопроводов как на стадии проектирования, так и эксплуатации с учетом специфики рассматриваемых объектов.

магистральный трубопровод, линейная часть, прочностная надежность, коэффициент запаса прочности, детерминированная модель, вероятностные методы расчета, случайная величина, функция плотности вероятности

Голофаст С.Л.


Разработаны и внедрены магнитные комбинированные системы для непрерывного контроля и идентификации дефектов электросварных и насосно-компрессорных труб, в процессе их производства или дефектоскопии труб бывших в эксплуатации. Автоматизированные системы контроля позволяют сканировать трубы с вращением и без него. Системы на основе однокристальных тонкопленочных матричных преобразователей на сапфировой подложке обладают высокой чувствительностью и позволяют выявлять как поверхностные, так и объемные дефекты бесконтактным способом с большим зазором и с высокой скоростью.
Тонкопленочные матричные преобразователи представляют собой весьма сложные в изготовлении многослойные конструкции. Каждый ферромагнитный пленочный элемент в матричных преобразователях изготовлен из нескольких слоев пермаллоевого сплава Fe (20 %) и Ni (80 %), разделенных изолирующими слоями из монооксида кремния. Многослойный ферромагнитный элемент нанесен на хромовый подслой, который в свою очередь наносится на подложку из поликора или ситалла. Матричные преобразователи на основе магниточувствительных элементов можно изготовить в больших количествах с идентичными характеристиками, в результате чего появилась возможность организовать неразрушающий контроль электросварных и горячекатаных труб по всему объему.
Отработана технология серийного изготовления установок типа УМД-101М для магнитного контроля электросварных труб по всему объему. Разработана и находится в стадии внедрения установка УМД-121 для магнитного контроля качества сварного шва и металла околошовной зоны (шириной до 140 мм) прямошовных электросварных труб диаметром 168–530 мм и толщиной стенки до 16 мм. Установки типа УМД-104М для контроля насосно-компрессорных труб, бывших в эксплуатации, успешно применяются с 2011 г. в ПАО «ЛУКОЙЛ». В их основе — однокристальные тонкопленочные матричные преобразователи, изготовленные с применением современных технологий. В качестве магниточувствительных элементов использованы преобразователи с эффектом анизотропии магнетосопротивления в ферромагнитной пленке, в которых реализован предложенный авторами новый принцип измерения напряженности магнитного поля.
Показано, что применение современных технологий для изготовления однокристальных тонкопленочных матричных преобразователей высокого разрешения позволяет существенно увеличить функциональные возможности дефектоскопа и обеспечивает не только уверенное выявление всех недопустимых дефектов, например нарушений сплошности металла, износа стенки труб, смещений кромок сварного шва и слипаний, но и более высокие показатели по надежности датчиков (отказы минимальные).

электросварные и насосно-компрессорные трубы, магнитный контроль, комбинированная система намагничивания, тонкопленочные матричные магнитные сенсоры, поверхностные и объемные дефекты, бесконтактное сканирование

Шлеенков А.С., Булычев О.А., Шлеенков С.А.


В статье приведен анализ международного опыта разведки нефтяных и газовых месторождений, который показал, что распределение скоплений углеводородов в литологически различных осадочных комплексах характеризуется мозаичностью, неравномерностью размещения по площадям и глубинам. Рассмотрена практика применения геофизических методов для обнаружения зон повышенного содержания углеводородов в различных горно-геологических условиях. Успешное прогнозирование зон геологических нарушений и участков повышенной газоносности на полуострове Крым стало основой для проведения геоэлектрических исследований на шахтах Донбасса. Проведенные геофизические исследования на шахтах «Суходольская-Восточная» и им. А. Ф. Засядько позволили установить, что зоны повышенного скопления газов характеризуются автомодельностью, самоподобием на региональном, локальном и текущем уровнях, располагаются локально, пятнисто, мозаично по площадям и многоярусно, многоуровнево по глубинам залегания, имеют разные размеры как по площадям, так и по глубинам. На локальном и текущем уровнях в породных слоях и угольных пластах возникают участки с повышенными значениями трещиноватости, газоносности и скорости газоотдачи (зоны повышенной потенциальной опасности по внезапным выбросам угля и газа). Геофизические методы позволяют выявлять и оконтуривать зоны геологических нарушений, места повышенного скопления газов в углепородном массиве как по площадям, так и по глубине. Участки повышенной газонасыщенности пород характеризуются как аномалии повышенных поляризации и геоэлектрического сопротивления пород горного массива.

геологические структуры, геофизические методы, зоны повышенной трещиноватости, угольные пласты, зоны повышенной газоносности, геоэлектрические зоны, выбросоопасность пород и углей

Киселев Н.Н., Радченко А.Г., Радченко А.А.


Статья посвящена теме очистки нефтяных резервуаров от донных отложений. Дан краткий обзор методов, где упоминаются механический, физико-химический, тепловой, гидравлический, а также их сочетания. Отмечается, что широко применяющийся способ размыва винтовыми устройствами типа «Диоген» не лишен недостатков и не вполне подходит для профилактики образования донных осадков из-за высокого энергопотребления. В этом смысле струйные методы более экономичны за счет использования части потенциальной энергии потока в трубопроводе перед резервуаром, а их гидродинамическая мощность превышает мощность мешалок пропеллерного типа.
Кроме того, эффективность затопленных струй, исходящих из размывающих головок, можно существенно увеличить, вводя в поток нефти добавки растворимых полимеров высокой молекулярной массы. Струи разбавленных растворов полимеров имеют большую длину компактной части, а также действуют на перпендикулярное препятствие как «суспензия иголок». Взаимодействие активированной затопленной струи с осадком было настолько интенсивным, что наружная стенка резервуара прогревалась до температуры примерно 40 ºС на высоту отложений. Диссипация механической энергии «армированной» струи в тепловую, вероятно, вызывает автоускорение процесса размыва вследствие размягчения донных отложений. Описан пример, когда с помощью полимерной активации затопленных струй из двух резервуаров РВС 20000 было удалено в трубопровод около 4 тыс. т осадков.
В качестве профилактики формирования отложений описан метод гидравлической подушки. Суть его в том, что на дно резервуара заливают жидкость с плотностью, превышающей плотность нефти, которая не смешивается с последней. Глицерин (плотность 1,26 г/см3) самая подходящая жидкость с относительно невысокой стоимостью. Сквозь глицериновый слой тяжелые компоненты нефти не могут осесть на дно (их плотность 0,9–1,1 г/см3), а чтобы они не скапливались на поверхности раздела жидкость подушки подогревают на внешнем устройстве, чтобы конвекционные потоки увлекали их вверх от зеркала глицерина. Внешнее устройство кроме теплообменника включает в себя осушитель для удаления воды, а также фильтр для удаления механических примесей. Предлагаемый метод способен в несколько раз увеличить время между очистками резервуара, а также существенно продлить срок его службы.

нефтяной резервуар, донные отложения, зачистка, затопленные струи, противотурбулентные присадки, гидравлическая подушка, глицерин, внешний теплообменник

Несын Г.В.


Рассмотрены структурные особенности систем трубопроводного транспорта на их способность противостоять развитию аварийных ситуаций и повреждению узловых элементов. Изучены свойства трубопроводных систем в случае блокировки транспортных узлов, при которой происходит одновременный переход в состояние неработоспособности всех линейных элементов, сходящихся в отдельный узел. Процесс последовательного блокирования узлов, осуществляемый в случайном порядке, рассматривается как прогрессирующая блокировка, развитие которой зависит от структуры трубопроводной системы.
Изучено влияние числа линейных элементов на способность трубопроводной системы противостоять развитию процесса прогрессирующего повреждения по механизму блокировки транспортных узлов. Показателем стойкости системы к развитию прогрессирующей блокировки является средняя доля узлов, блокировка которых в случайной последовательности приводит к отключению от источника всех потребителей целевого продукта. Установлено, что введение в состав трубопроводных систем дополнительных линейных элементов приводит к росту значений показателя стойкости. При этом наибольший положительный эффект наблюдается в системах со структурной топологией«линия» и «дерево». Показано, что включение в состав транспортных систем дополнительных трубопроводов оказывается наиболее эффективным при спрямлении последовательных цепочек линейных элементов.

трубопровод, система, стойкость, структура, повреждения, аварии

Тарарычкин И.А.


В статье приводится ряд замечаний к Типовому положению о единой системе управления промышленной безопасностью и охраной труда для организаций по добыче (переработке) угля (горючих сланцев), так как имеет место недостаточно точное отражение некоторых норм федеральных законов. Например, система управления промышленной безопасностью не связана с классами опасности опасных производственных объектов. В некоторых разделах в названии системы потерялось слово «единая», которое существует в федеральном законе.
Внесены предложения по совершенствованию единой системы управления промышленной безопасностью и охраной труда в угольной промышленности. Предлагается блок-схема структуры системы управления промышленной безопасностью и охраной труда на опасных производственных объектах российской промышленности, а также блок-схема структуры единой системы управления промышленной безопасностью на опасных производственных объектах угольной отрасли в зависимости от класса опасности объекта.
Единые системы управления промышленной безопасностью и охраной труда на угольных предприятиях стали внедрять с 2014 г. Их создание и внедрение в будущем, несомненно, снизят аварийность и травматизм в угольной промышленности.

типовое положение, управление промышленной безопасностью, управление охраной труда, нормативные правовые акты, производственный контроль, опасный производственный объект, класс опасности объекта

Абрамов В.В., Брилёв М.Г., Абрамов О.В.


При проектировании технологического процесса синтеза целевых продуктов важно знать характеристики пожаровзрывоопасности исходных веществ, промежуточных продуктов и отходов производства, чтобы изначально заложить стратегические основы производственной безопасности. Одна из базовых задач — выбор сырья с показателями пожаровзрывоопасности, не допускающими возможности возгорания. В целях снижения риска возникновения пожара исследована температура вспышки химических веществ и ее зависимость от температуры кипения на примере алифатических спиртов и кетонов, сделан акцент на исследовании различных подходов к ее определению. Предложено общее уравнение для расчета температуры вспышки нормальных спиртов и изомеров, которое может выступать основой прогноза параметра пожаровзрывоопасности. Обнаружена хорошая корреляция в рамках взаимной зависимости температур вспышки и кипения, которая допускает определение температуры вспышки алканолов и кетонов расчетным путем. При поиске взаимосвязи использованы параметры соединений высокой чистоты, так как даже незначительное количество растворенных горючих газов может вызвать существенное изменение температуры вспышки в закрытом сосуде. Показана высокая надежность прогноза температуры вспышки с включением корригированных значений температуры кипения при нормальном атмосферном давлении 760 мм рт. ст. Подтверждением этому служит высокая степень совпадения расчетных данных с результатами экспериментов, представленными в отечественных и зарубежных литературных источниках, т.е. предложенная методика позволяет с достаточной точностью прогнозировать температуру вспышки соединений, для которых ее значение неизвестно.

пожаровзрывоопасность, алканол, алкенол, алкинол, арилалканол, кетон, температура вспышки, зависимость

Костин А.А., Литвинов Ю.М., Корольков М.В.


В настоящее время сложилась практика, когда после крупных аварий надзорно-контрольными органами повсеместно проводятся проверки различных организаций на предмет обеспечения требований безопасности их оснащенности и готовности персонала к локализации и ликвидации угроз при возникновении аварии, пожара. Обеспечение безопасности людей на опасных производственных объектах является особенно важным, так как на этих объектах могут обращаться большие количества взрывопожароопасных и вредных веществ. Защита от попадания таких веществ в окружающее пространство, возможного возгорания, взрыва и т.п. во многом зависит от технического состояния оборудования и других средств защиты, предусмотренных проектной документацией на опасный производственный объект.
 Показана сложность процессов деградации материалов технических устройств и причин их вызывающих. Отмечается, что деятельность в области экспертизы промышленной безопасности является важной процедурой для снижения и предупреждения инцидентов и аварий на опасных производственных объектах, требующей глубоких знаний специалистов в области материаловедения, коррозии, прочности, сварки, технологических процессов на опасных производственных объектах и в других областях. Поэтому при выборе экспертной организации и оценки услуг по экспертизе промышленной безопасности должен быть государственный подход и деятельность в области экспертизы промышленной безопасности не должна рассматриваться как обычный бизнес на существующем «рынке» без правил и справедливой конкуренции. Отмечается важная роль культуры производства и человеческого фактора, когда ради экономии средств нарушаются установленные требования при приобретении материалов, эксплуатации, ремонтных работах. Полученная экономия за счет дешевизны материалов и услуг потом оборачивается большими убытками, чем экономия. Рассмотрены проблемы и меры, требующие решения в вопросах осуществления эффективной экспертизы промышленной безопасности технических устройств для обеспечения безопасных условий труда на опасных производственных объектах.

промышленная безопасность, экспертиза промышленной безопасности, экспертная организация, техническое устройство, техническое состояние

Кузнецов А.М.


Развитие методов моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ, совершенствование методологии оценки риска аварий, введение инструментов риск-ориентированного надзора в сфере промышленной безопасности и следующая из этого необходимость верификации программных средств и методических подходов, применяемых для оценки риска и моделирования аварий на опасных производственных объектах, обусловливают создание базы данных широкомасштабных натурных экспериментов с выбросом «тяжелого» газа. В ЗАО НТЦ ПБ разработана база данных TOXI+Verify, включающая данные зарубежных и отечественных научных отчетов, позволяющая оценить точность программных комплексов по моделированию аварийных выбросов на соответствие экспериментальным данным. Приведены описание параметров как серии экспериментов, так и каждого эксперимента, а также динамика изменения концентрации опасного вещества и температуры в датчиках. В целях верификации программного обеспечения, предназначенного для моделирования рассеяния выбросов в атмосферу, в управляющей оболочке базы данных TOXI+Verify предусмотрена возможность вызова расчетного модуля «Мастер-TOXI», включенного в состав расчетных модулей программного комплекса TOXI+Risk 5, с автоматической подстановкой параметров текущего эксперимента и сохранением результатов расчета в базе данных. В целом получено хорошее соответствие результатов расчетов рассеяния с данными экспериментов для серий опытов Burro, Coyote и Thorney Island по нескольким критериям, в том числе включенным в протокол оценки модели. В отдельных случаях расчеты дают консервативную оценку, что связано с ограничениями используемой Методики моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ и некоторым консерватизмом рассматриваемых при моделировании сценариев.

база данных, эксперимент, верификация, рассеяние, «тяжелый» газ

Агапов А.А., Банников В.В., Дегтярева Е.А., Сумской С.И.


Страницы