ОСТ 153-39.4-010-2002 Методика определения остаточного ресурса нефтегазопромысловых трубопроводов и трубопроводов головных сооружений

     4 Общие положения

В отраслевом стандарте используются методы расчета напряжений и критерии прочности по СНиП 2.04.12-86 и СП 34-116-97 (раздел 2). Анализ технического состояния определяется в соответствии с требованиями РД 39-132-94 (раздел 2).

Настоящая методика применима для оценки остаточного ресурса подвергающихся коррозионно-эрозионному воздействию трубопроводов, у которых максимальный износ стенки не более чем в три раза превышает среднее для всего трубопровода значение.

В ОСТ пригодятся современные методы технического диагностирования трубопроводов, включая акустико-эмиссионный контроль (АЭ-контроль), визуально-измерительный контроль, ультразвуковую и магнитную толщинометрию и дефектоскопию, анализ химического состава металлических труб, трубных деталей и арматуры, анализ состояния защищенности от подземной коррозии. Использованы вероятностно-статистические методы оценки остаточного ресурса с использованием современных математических моделей.

Обязательными в отраслевом стандарте являются определение расчетной и отбраковочной толщины стенки и оценка остаточного ресурса трубопроводов по минимальной вероятной толщине стенки труб. Расчеты остаточного ресурса трубопроводов, подвергающихся коррозионно-эрозионному воздействию, с учетом выявленных и классифицированных дефектов и остаточного ресурса по статистике отказов трубопроводов выполняются в случае необходимости по техническому заданию заказчика.

Основные определения, используемые в методике, соответствуют ГОСТ 27.002-89.

Определяющим при оценке остаточного ресурса в условиях коррозионно-эрозионного износа трубопроводов является расчет на действие внутреннего давления. Эксплуатация трубопровода считается возможной, если фактическая толщина стенки всех элементов превышает отбраковочную . При определении отбраковочной толщины стенки оценивается несущая способность элементов в целом, в отличие от поверочного расчета, когда определяется напряжение в наиболее опасной точке [3].

при ;                                  (4.1)

     
при ,                       (4.2)

где - толщина стенки трубы или детали трубопровода, при которой они должны быть изъяты из эксплуатации, м;

- рабочее давление в трубопроводе, Па;

- наружный диаметр трубы или детали трубопровода, м;

- коэффициент перегрузки рабочего давления в трубопроводе, равный 1,2;

- расчетное сопротивление материала труб и деталей трубопроводов, Па, определяемое по формуле ;

- коэффициент несущей способности; 1 для труб, конических переходов, выпуклых заглушек эллиптической формы; для отводов гладких и сварных 1,3 при отношении радиуса изгиба трубы к наружному диаметру , равному 1; 1,15 при 1,5; 1,0 при 2 и более;

- нормативное сопротивление, равное наименьшему значению временного сопротивления разрыву материала труб, принимаемое по ГОСТу или ТУ на соответствующие виды труб, Па;

- нормативное сопротивление, равное наименьшему значению предела текучести при растяжении, сжатии и изгибе материала труб, принимаемое по ГОСТу или ТУ на соответствующие трубы, Па;

- коэффициент условий работы материала труб при разрыве, равный 0,8;

- коэффициент условий работы трубопровода, величина которого принимается в зависимости от транспортируемой среды: для токсичных, горючих, взрывоопасных и сжиженных газов - 0,6; для инертных газов (азот, воздух и т.п.) или токсичных, горючих, взрывоопасных жидкостей - 0,75; для инертных жидкостей - 0,9;

- коэффициент условий работы материала труб при повышенных температурах, для условий работы промысловых трубопроводов принимается равным 1;

- коэффициент однородности материала труб: для бесшовных труб из углеродистой и для сварных труб из низколегированной ненормализованной стали 0,8, для сварных труб из углеродистой и для сварных труб из нормализованной низколегированной стали 0,85.

В том случае, если при проведении диагностических замеров фактические сопротивления растяжению (сжатию) оказались меньше нормативных, в качестве основных прочностных характеристик металла трубы в расчетах трубопроводов используются их фактические значения с учетом коэффициентов.

В процессе эксплуатации элементов трубопроводов в них происходит постепенное накопление различного типа повреждений. Одним из наиболее распространенных типов повреждения является коррозионно-эрозионный износ, воздействие которого учитывается при выборе номинальной толщины стенки. В процессе эксплуатации начальная толщина стенки уменьшается, приближаясь к минимально допустимой. Другой тип повреждения связан с ухудшением механических характеристик материала и, как следствие, снижением допускаемого напряжения. Оба типа повреждения приводят к постепенному уменьшению допустимого внутреннего давления в трубопроводе. Допустимое давление не должно опускаться ниже рабочего. Допустимое давление определяется по формулам:

при ;                                (4.3)

     
при ,                               (4.4)

где - толщина стенки трубы.