Csvezetéki hibák értékelésének fejldése

Cs vezetéki hibák értékelésének fejl dése Dr. Nagy Gyula

VIII. Országos Törésmechanikai Szeminárium

Bevezetés • Az üzemelő vezetékeken nagyszámú hiba, eltérés fordul elő. • A korábbi, kivitelezésnél alkalmazott kritériumok indokolatlanul szigorúak. • Az eltérések értékelésekor a célra való alkalmasság szemlélete mindinkább terjed.

Az előadás célja • Földalatti csőtávvezetéki hibák lehetséges csoportosításának bemutatása. • Főbb hibacsoportok műszaki kritikai értékelési módszereinek rendszerezése, összehasonlítása. • A továbblépés irányainak és feltételeinek bemutatása.

Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása...


...a kiváltó okok szerint • • • • •

Harmadik fél okozta károk. Korróziós hibák. Konstrukciós és gyártási-építési eltérések. Anyaghibák. Egyéb hibák.


...a kiváltó okok szerint • • • • •

Harmadik fél okozta károk. Korróziós hibák. Konstrukciós és gyártási-építési eltérések. Anyaghibák. Egyéb hibák.

Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a kiváltó okok szerint 70

USA, 1970-1984/06 USA, 1984/06-1990 Észak-Amerika, szárazf öldi gáz, 1985-1994 Észak-Amerika, tengeri gáz, 1985-1994 USA, gáz, 1983-1998 Kanada (NOVA), 1974-1989 UK (B ritish G as), 1970-1985/08 Nyugat-Európa, 1970-1992 Nyugat-Európa, 1988-1992 Magyarország (MOL), 1974-1980 Magyarország (MOL), 1980-1993 Szovjetunió, 1987-1994

A hibák megoszlása, %

60 50 40 30 20 10 0 Harmadik fél okozta kár

Korrózió

Konstrukciós hiba

Anyaghiba

Egyéb hiba

Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a kiváltó okok szerint

A hibák gyakorisága, 1/1000 km év

0,4

USA, gáz , 1970-1980 USA, sz áraz földi gáz , 1984/06-1990 USA, te nge ri gáz , 1984/06-1990 Ész ak-Ame rika, olaj, [1994] UK (British Gas), gáz , 1969-1977 Nyugat-Európa, gáz , 1970-1992 Nyugat-Európa, gáz , 1988-1992 Nyugat-Európa, sz áraz földi gáz , [1998] Nyugat-Európa, sz áraz földi olaj, [1998] Sz ovje tunió, 1987-1994

0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Harmadik fél okozta kár

Korrózió

Konstrukciós hiba és anyaghiba

Egyéb hiba


Megállapítások • A harmadik fél okozta károk aránya Magyarországon kisebb, mint más területeken. A fő feladat a megelőzés. • A korróziós eltérések jelentős százalékban fordulnak elő. Ezek lassan növekszenek és egyszerűen kimutathatók, ezért lehetőség adódik a beavatkozásra.


Megállapítások • A konstrukciós és gyártási-építési hibák aránya Magyarországon rendkívül magas, ami a gyártási-építési átvételi előírások következetes betartásával csökkenthető. • Az anyag és egyéb hibák aránya jelentős szórást mutat, aminek valószínűleg a nem egyértelmű elkülönítés az oka.


... az eltérések helye alapján • A szállítócső anyagában található hibák. • Hegesztett kötésekben elhelyezkedő eltérések.

Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása az eltérések helye alapján 40

Összes esemény (621 db) Varrathiba (50 db)

Az események megoszlása, %

35 30 25 20 15 10 5 0 Külső erő

Korrózió

Konstrukció

Anyag

Egyéb

Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása az eltérések helye alapján

Megállapítások • A varratok a konstrukció és gyártási-építési, továbbá az anyaghibák miatt veszélyeztetettebbek mint a vezetékek más részei. • Magyarországon a varrathibák döntő többsége körvarratokban található.

Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása az eltérések helye alapján

Megállapítások • Célszerű különválasztani a szállítócső anyagában és a varratokban található hibák műszaki kritikai értékelését az eltérő, inhomogén anyagszerkezet és a hegesztési feszültségek miatt.


... a hibák megjelenési formája szerint •

•

Geometriai hibák: a falvastagság megengedett tűrésénél kisebb falvastagság változást okoznak, továbbá feszültségtorlódást, feszültséggyűjtést eredményeznek. Fémveszteséget okozó hibák: a falvastagság megengedett tűrésénél nagyobb falvastagság változást, s ezen keresztül feszültséggyűjtő hatást okoznak.


... a hibák megjelenési formája szerint •

•

Síkszerű anyagfolytonossági hiányok: két méretük számottevően nagyobb harmadik irányú kiterjedésüknél, végük jellemzően éles. Anyagszerkezeti változást okozó hibák: geometriai méret- és alakváltozást nem, az anyag szerkezetének és ezen keresztül tulajdonságainak kedvezőtlen változását azonban előidézik.

Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a hibák megjelenési formája szerint

•

Geometriai hibák: • • • • • • •

horpadás ovalitás gyűrődés redő vagy ránc dudor hengerítési hiba vagy sarkosság illesztési hiba


•

Fémveszteséget okozó hibák: • • • • • • •

karc általános korrózió helyi korrózió kopás (le)köszörülés (fel)hasadás lyukadás


•

Síkszerű anyagfolytonossági hiányok: • repedés • rálapolás • rétegesség

•

Anyagszerkezeti változást okozó hibák: • ívégési hely • alakítási öregedés


Megállapítások • Ez utóbbi csoportosítás alapján célszerű az eltérések műszaki kritikai értékelési módszereit rendszerezni. • Más típusú mechanikai modellek használhatók a geometriai, a fémveszteséget okozó és a síkszerű anyagfolytonossági hiányok értékeléséhez.


Megállapítások • Az anyagszerkezeti változást okozó hibák esetén az anyagok tulajdonságainak változását megjelenítő mérőszámokkal kell dolgozni. Az előadás a továbbiakban a fémveszteséget okozó és a síkszerű anyagfolytonossági eltérések műszaki kritikai értékelési módszereivel foglalkozik.

Eltérések műszaki kritikai értékelési módszerei

Eltérések műszaki kritikai értékelési módszerei A csövek anyagában található hibák

A körvarratok hiányosságai

Térfogati jellegű fémveszteségi hiányok

Síkszerű anyagfolytonossági hibák

Hagyományos mérnöki módszerek

Törésmechanikai módszerek

Numerikus módszerek

Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei


Hagyományos mérnöki módszerek • Határértékeket (kategóriákat) megadó módszerek. • Határterületeket kijelölő módszerek. • Megengedett maximális üzemi nyomást megadó módszerek.

Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Hagyományos mérnöki módszerek

Fémveszteségi hibákat leíró módszerek


Megállapítások • Az első csoportba a hibák kategorizálása tartozik, amihez valamilyen beavatkozást rendelnek. • A második csoportba tartozó módszereknél a méretezési alapadatot, a folyási feszültséget a folyáshatárból származtatják. • A harmadik esetben a méretezési alapadatot a szakítószilárdságból származtatják.


Fémveszteségi hibákat leíró módszerek


Megállapítások • Az értékelendő hibák alakját a különböző modellek több közelítéssel is képesek kezelni.


Megállapítások • A feltárás nélküli hibakimutató eljárások (például az intelligens görények) általában az eltérések axiális és kerület irányú méretét és maximális mélységét tudják megadni. • A bonyolultabb hibaalakot leíró modellek használatához a hiba részletes feltérképezése, vagyis feltárás szükséges.


Megállapítások • A módszerek többsége tartalmaz a hiba és a szállítócső jellemző méreteiből számított folias tényezőt, amely számítási módja is különbözik az egyes eljárásoknál.


A módszerek korlátai • Csak kis és növelt folyáshatárú acélból készült csövekre vonatkoznak. • Az egymáshoz közel álló hibákat összegzett mérettel egyedi hibaként kezelik. • A hibamélység nem haladhatja meg a falvastagság 80 vagy 85%-át. • Hegesztett kötésekben található hibák értékelésére nem használhatók.


Numerikus módszerek • A numerikus módszerek alkalmazásánál általános elvárás a hibák alakjának részletes feltérképezése. • Ez csak feltárást követően lehetséges. • Jelentős többletköltséggel jár.


Törésmechanikai módszerek • Síkszerű anyagfolytonossági hibák, repedések értékelésére használhatók. • Alkalmazható elméletek: - lineárisan rugalmas törésmechanika - CTOD elmélet - J-integrál koncepció - R6 módszer

Körvarratok hiányosságait értékelő módszerek


Hagyományos mérnöki módszerek • Irodalmi adatokra, átfogó kísérleti programra és elfogadott célra való alkalmassági módszerre épül. • Három szintet különböztetünk meg: - 1. szint – megfelelő kivitelezési szint; - 2. szint – műszaki kritikai értékelés; - 3. szint – műszaki kritikai értékelés (szigorúbb elvárások, több információ a cső anyagáról).

Körvarratok hiányosságait értékelő módszerek Hagyományos mérnöki módszerek

European Pipeline Research Group (EPRG) irányelvei


Törésmechanikai és numerikus módszerek • A csövek anyagában található hibáknál korábban tett megállapítások, módszerek értelemszerűen alkalmazhatók. • Alkalmazási problémák: - a hegesztési sajátfeszültségek ismeretlensége; - a hegesztett kötésre jellemző, a számításokhoz nélkülözhetetlen anyagjellemzők, anyagi mérőszámok hiánya.

Az ismertetett módszereknek a rendszer komplex elemzésére kell épülniük

Következtetések • A csővezetékeken előforduló szinte minden típusú eltérés műszaki kritikai értékelésére található módszer. • A műszaki kritikai értékelések realizálása rendszerszemléletű megközelítést kíván.

Következtetések • A rendszer egyes elemeinek egyenszilárdságúnak kell lenni a hatékony, gazdaságos működés érdekében. • A rendszer elemeinek egyenlőtlen fejlődése, fejlesztése esetén nem érhető el a kívánt eredmény.

Köszönöm megtisztel figyelmüket!

VIII. Országos Törésmechanikai Szeminárium

Csvezetéki hibák értékelésének fejldése

Recommend Documents