Методические указания по организации и исполнению программ диагностики промысловых трубопроводов Компании (стр. 29 )

4.6 Упруго-пластические компоненты местных деформаций εθ нетто, εz нетто, εr нетто рассчитываются по формулам (Н.3а) с учетом того, что σr нетто = 0:

                               (8.24)

где

                               (8.25)

Значения εθ нетто, εz нетто, εr нетто используются для корректировки размеров трубы и дефекта в уравнении (8.19).

4.7 Система нелинейных алгебраических уравнений (8.13)-(8.16), (8.17)-(8.25) для трубы с размерами D, δ, связывающая компоненты местных напряжений σθ нетто, σz нетто и деформаций εθ нетто, εz нетто, εr нетто с давлением p и размерами дефекта L, W, H, решается численными методами с использованием ЭВМ.

4.8 Результаты расчетов по схеме «Объемный дефект» для трубы с размерами D, δ:

местные деформации εθ нетто, εz нетто, εr нетто и напряжения σθ нетто, σz нетто в нетто-сечении, ослабленном дефектом, в зависимости от давления p и размеров дефекта L, W, H.

Приложение 9 (справочное)

Алгоритм выполнения работ по внутритрубной диагностике промыслового трубопровода

Приложение 10 (обязательное)

Методика определения срока и условий безопасной эксплуатации основного металла и сварных соединений труб с дефектами

1 Общие положения

Настоящее приложение содержит расчетные методики определения срока эксплуатации трубопровода с дефектами по данным внутритрубной дефектоскопии и ДДК.

2 Нормативные ссылки

МР 125-02-95 «Правила составления расчётных схем и определение параметров нагруженности элементов конструкций с выявленными дефектами». НПО ЦНИИТМАШ. Москва, 1995 г.

3 Термины и определения

В настоящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

аномалия: Дефект сварного стыка, для которого по данным ВИП не удалось однозначно установить тип.

вырыв (задир): Механическое локальное повреждение поверхности металла с уменьшением толщины стенки трубы, вызванное механическим воздействием.

глубина дефекта (H): Наибольший размер дефекта в направлении толщины стенки трубы.

глубина залегания дефекта h: Минимальное расстояние от поверхности (внешней или внутренней) трубы до края дефекта.

дефект: Каждое отдельное несоответствие параметров (характеристик) трубопровода или его элемента требованиям нормативно-технической документации.

длина дефекта: Расстояние между наиболее удаленными точками дефекта.

долговечность: Способность конструкции сохранять работоспособное состояние в течение определенного времени.

непровар: Отсутствие сплошной металлической связи между свариваемыми поверхностями основного металла, возникшее вследствие отсутствия их расплавления.

несплавление: Разрыв между кромкой стыка и металлом шва или между поверхностями валиков сварного шва.

несплошность плоскостного типа: Трещина, непровар, несплавление – дефект в виде несплошности металла по сварному шву, классифицированный по данным ВИП как «несплошность плоскостного типа».

оценка технического состояния: Комплекс мероприятий, включающий техническую диагностику и определение срока безопасной эксплуатации элементов трубопровода с дефектами и трубопровода в целом.

подрез: Углубление на поверхности околошовной зоны по линии сплавления сварного шва с основным металлом.

потеря металла: Локальное уменьшение толщины металла элемента, вызванное коррозией, механическим повреждением или дефектом сварного шва.

пора: Полость округлой формы в сварном шве, заполненная газом.

прочность: Способность конструкции сопротивляться разрушению при воздействии нагрузок – характеризуется значениями нагрузок, приводящих к разрушению при заданной схеме нагружения.

расслоение (расслоение с выходом на поверхность): Внутреннее или выходящее на поверхность нарушение сплошности металла листовой конструкции в продольном и поперечном направлении, разделяющее металл на слои.

риска: Механическое повреждение поверхности металла с уменьшением толщины стенки в виде узкого вытянутого углубления, образованное перемещавшимся по поверхности твердым телом.

смещение кромок: Несовпадение расположения одноименных поверхностей свариваемых (сваренных) деталей в стыковых сварных соединениях.

срок безопасной эксплуатации трубопровода: Срок эксплуатации трубопровода (в годах) на допустимых параметрах, установленных по результатам ОТС.

утяжина: Углубление на поверхности шва.

шлаковое включение: Полость в металле сварного шва, заполненная шлаком.

экспертная организация: Организация, проводящая оценку технического состояния трубопровода.

4 Термины и определения

В настоящем Приложении применяются следующие сокращения и обозначения:

НДС – напряженно-деформированное состояние;

ОТС – оценка технического состояния;

D – внешний диаметр трубопровода;

– внешний радиус трубопровода;

δ – толщина листа стенки вне зоны дефекта, мм;

L – длина дефекта, мм;

W – ширина дефекта, мм;

H – глубина дефекта, мм;

h – глубина залегания подповерхностного дефекта;

hmin - глубина залегания середины дефекта от поверхности;

∆H – поправка на глубину дефекта;

ρ – характерный размер металла, определяющий чувствительность материала к концентрации напряжений, мм;

Hповр – глубина слоя металла на поверхности конструкции, поврежденного при механическом воздействии, мм. При расчете учитывается как поверхностная трещина глубиной Hповр;

Y – коэффициент, отражающий влияние толщины стенки и размеров дефекта на уровень локальных напряжений;

E – модуль упругости, МПа;

μ – упругий модуль сдвига, МПа;

ν – коэффициент Пуассона;

k – упругий модуль объемного расширения, МПа;

у02 – условный предел текучести, МПа;

ув – предел прочности, МПа;

ψ – относительное сужение в шейке после разрыва образца;

m – коэффициент деформационного упрочнения;

ут – расчетный предел текучести, МПа;

ет – интенсивность деформаций, соответствующая расчетному пределу текучести;

Vкорр – скорость роста коррозионного дефекта, мм/год;

σθ, σz, σr – кольцевые, продольные, радиальные напряжения;

αe, ασ, αε – упругий коэффициент концентрации напряжений, упруго-пластические коэффициенты концентрации напряжений и деформаций;

()е – упругие (условно-упругие) значения (σθе, σzе, σrе и др.);

()ном – номинальные значения, рассчитанные для трубопровода вне зоны влияния дефекта (εθ ном, εz ном, εr ном и др.);

()нетто – значения, рассчитанные для нетто-сечения стенки трубопровода, ослабленного дефектом (εθ нетто, εz нетто, εr нетто и др.);

kV_корр – коэффициент запаса по скорости роста коррозионного дефекта;

hmin – глубина залегания середины дефекта от поверхности;

kпр – коэффициент запаса по прочности;

Тi – срок безопасной эксплуатации элемента, конструкции с дефектом номер i.

Ti_раб – срок между вводом в эксплуатацию данной конструкции (после строительства, ремонта) и технической диагностикой.

δ0 – минимальная толщина конструкции трубопровода, определенная при диагностике;

t –проектная толщина конструкции трубопровода.

5 Исходные данные

5.1 Исходными данными для определения срока и условий безопасной эксплуатации основного металла и сварных соединений трубопровода с дефектами являются:

5.1.1 Свойства металла согласно таблице 10.1.

Таблица 10.1. Механические характеристики стали

Характеристика
E, МПа	2.06×105
ν	0.28
μ, МПа	80469
k, МПа	156061
Марка стали
Ст.2, Ст.4, Ст.10, Ст.20, ВСт3сп4, ВСт3сп2, 20Г	09Г2С, 10Г2С (МК), 10Г2СД, 14ГС, 14ХГС, 14ГН, 15ГН, 15Г2С, 16ГН, 18Г2, 19Г, 19ГС, 19ГФ	17ГС, 17Г1С, 17Г1С-У, 17Г2СФ, 16Г2У, 15ГСТЮ
σ02, МПа	280	372	410
σв, МПа	400	537	578
ψ	0.50	0.48	0.54
m	0.130	0.137	0.132
σт, МПа	242	327	366
ε0u	-0.5	-0.5	-0.5
εiu	0.130	0.137	0.132
ε0c	0.0015	0.0022	0.0022
εic	1.279	1.194	1.465
ρ, мм	0.25	0.17	0.21
nN	1.9	1.9	2.0
Hповр, мм	0.25	0.17	0.21
kпр	1.98	1.98	1.98
kV_корр	1.9	1.9	1.9

5.1.2 Эксплуатационные данные на трубопровод: