Расчет остаточного ресурса трубопровода по минимальной вероятной толщине стенки трубы по результатам диагностики

Определяется средняя скорость коррозии (V ) по формуле:

V = , (3.6)

где t – проектная (номинальная) толщина стенок труб, мм;

τ – срок эксплуатации трубопровода.

Вычисляется остаточный ресурс трубопровода (τ ) по формуле:

τ = , (3.7)

3.4 Пример расчет остаточного ресурса трубопровода по минимальной вероятной толщине стенки трубы по результатам диагностики.

Исходные данные.Проведено техническое диагностическое обследование нефтегазопромыслового трубопровода, транспортируещего продукты, не содержащие сероводорода, с наружным диаметром 273 мм, номинальной толщиной стенки 10 мм и рабочим давлением 10 МПа. Магистральная часть трубопровода смонтирована из труб по ГОСТ 8731, из стали 20, по ГОСТ 1050. Трубопровод находится в эксплуатации с 1990 г.

Эксплуатационные характеристики трубопровода приняты согласно СП 34-116-97:

– коэффициент несущей способности труб k = 1;

– для стали 20 R =420 МПа, R = 250 МПа;

– коэффициент надежности по назначению трубопроводов γ_n=1;

– коэффициент условий работы трубопровода, величина которого принимается в зависимости от транспортируемой среды, m₂ = 0,75;

– коэффициент надежности по материалу g_m = 1,55;

– коэффициент надежности по нагрузке g_f =1,15;

– коэффициент перегрузки рабочего давления в трубопроводе n=1,2;

–коэффициент несущей способности трубы =1;

– коэффициент условий работы материала труб при разрыве m =0,85;

– коэффициент условий работы материала труб при повышенных температурах m =1;

– коэффициент однородности материала труб k =0,8.

Замеры толщин стенок труб по результатам диагностики представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Фактическая толщина стенки (t_k) в точках замера по сечению трубы

Номер замеряемого места по схеме	Толщина стенки, мм
Фактическая (tk) в точках замера по сечению трубы	Номинальная tnk
	8,5	8,5	8,6	8,7
	8,7	7,8	8,6
	7,8	8,6	7,9	8,9
	7,7	8,4	8,5	8,9
	9,3	9,3	9,4	9,4
	9,1
	7,8	7,7	8,3	8,7
	8,8	8,7	8,7	8,8
	8,5	7,9
	9,3	7,9	8,4	7,9

Последовательность расчета

Проверочный расчет толщины стенки трубы по формуле (2.1)

где значение R определяется по формуле:

R=min .

Расчет отбраковочной толщины стенки трубы

Вычисляется отношение .

Определяем t _отб по формуле (2.4)

,

где R₁ – расчетное сопротивление материала труб и деталей трубопровода, равное

R = R ´ m ´ m ´ k = 420´0,8´0,75´0,85=214,2 МПа.

Для данных таблицы 1 среднее значение измеренной толщины стенки трубы (t ):

t = мм.

Среднее квадратическое отклонение :

= мм .

Минимальная возможная толщина стенки t_min с учетом неконтролиро­ванных участков поверхности для доверительной вероятности 95% применительно ко всем промысловым трубопроводам определяется по формуле:

t = t - 2 = 8,55 - 2·0,513 = 7,52 мм .

Средняя скорость коррозии V :

V = мм/год.

Остаточный ресурс трубопровода составляет:

τ = (года).

ВЕРОЯТНОСТНЫЙ РАСЧЕТ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА С УЧЕТОМ ОБЩЕГО КОРРОЗИОННО-ЭРОЗИОННОГО

ИЗНОСА СТЕНКИ ТРУБЫ

В процессе эксплуатации трубопроводов в них происходит постепенное накопление различного рода повреждений. Одним из наиболее распространенных типов повреждений является коррозионно-эрозионный износ, воздействие которого учитывается при выборе номинальной толщины стенки. В процессе эксплуатации номинальная толщина стенки уменьшается, приближаясь к минимально-допустимой. Другой тип повреждений связан с ухудшением механических характеристик металла и, как следствие, снижением допускаемого напряжения. Оба типа повреждения приводят к постепенному уменьшению допустимого внутреннего давления в трубопроводе. Зависимость изменения допустимого давления от толщины стенки приведена в разделе 3.2. Таким образом, при прогнозировании остаточного ресурса трубопровода по изменению текущей толщины стенки и при постоянном значении допускаемого напряжения единственной характеристикой технического состояния является износ стенки. Для расчета остаточного ресурса данным способом, наряду с замерами фактических толщин стенки по документации определяют соответствующие им номинальные толщины.

Рассматривается линейная модель износа стенки трубы, т.е. принимается, что износ осуществляется с постоянной скоростью.