Csvezetéki hibák értékelésének fejldése

Átírás

1 Csvezetéki hibák értékelésének fejldése Dr. Nagy Gyula VIII. Országos Törésmechanikai Szeminárium

2 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.

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

4 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása...

5 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása......a kiváltó okok szerint Harmadik fél okozta károk. Korróziós hibák. Konstrukciós és gyártási-építési eltérések. Anyaghibák. Egyéb hibák.

6 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása......a kiváltó okok szerint Harmadik fél okozta károk. Korróziós hibák. Konstrukciós és gyártási-építési eltérések. Anyaghibák. Egyéb hibák.

7 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a kiváltó okok szerint A hibák megoszlása, % USA, /06 USA, 1984/ Észak-Amerika, szárazföldi gáz, Észak-Amerika, tengeri gáz, USA, gáz, Kanada (NOVA), UK (British Gas), /08 Nyugat-Európa, Nyugat-Európa, Magyarország (MOL), Magyarország (MOL), Szovjetunió, Harmadik fél okozta kár Korrózió Konstrukciós hiba Anyaghiba Egyéb hiba

8 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a kiváltó okok szerint A hibák gyakorisága, 1/1000 km év 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 USA, gáz, USA, szárazföldi gáz, 1984/ USA, tengeri gáz, 1984/ Észak-Amerika, olaj, [1994] UK (British Gas), gáz, Nyugat-Európa, gáz, Nyugat-Európa, gáz, Nyugat-Európa, szárazföldi gáz, [1998] Nyugat-Európa, szárazföldi olaj, [1998] Szovjetunió, Harmadik fél okozta kár Korrózió Konstrukciós hiba és anyaghiba Egyéb hiba

9 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a kiváltó okok szerint 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.

10 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a kiváltó okok szerint 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.

11 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása az eltérések helye alapján A szállítócső anyagában található hibák. Hegesztett kötésekben elhelyezkedő eltérések.

12 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása az eltérések helye alapján Összes esemény (621 db) Varrathiba (50 db) Az események megoszlása, % Külső erő Korrózió Konstrukció Anyag Egyéb

13 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.

14 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.

15 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása 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.

16 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása 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.

17 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

18 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a hibák megjelenési formája szerint Fémveszteséget okozó hibák: karc általános korrózió helyi korrózió kopás (le)köszörülés (fel)hasadás lyukadás

19 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a hibák megjelenési formája szerint Síkszerű anyagfolytonossági hiányok: repedés rálapolás rétegesség Anyagszerkezeti változást okozó hibák: ívégési hely alakítási öregedés

20 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a hibák megjelenési formája szerint 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.

21 Földalatti szénhidrogénszállító csőtávvezetékek eltéréseinek csoportosítása a hibák megjelenési formája szerint 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.

22 Eltérések műszaki kritikai értékelési módszerei

23 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

24 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei

25 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Hagyományos mérnöki módszerek Határértékeket (kategóriákat) megadó módszerek. Határterületeket kijelölő módszerek. Megengedett maximális üzemi nyomást megadó módszerek.

26 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Hagyományos mérnöki módszerek Fémveszteségi hibákat leíró módszerek

27 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Hagyományos mérnöki 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.

28 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Hagyományos mérnöki módszerek Fémveszteségi hibákat leíró módszerek

29 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Hagyományos mérnöki módszerek Megállapítások Az értékelendő hibák alakját a különböző modellek több közelítéssel is képesek kezelni.

30 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Hagyományos mérnöki módszerek 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.

31 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Hagyományos mérnöki módszerek Megállapítások A módszerek többsége tartalmaz a hiba és a szállítócső jellemző méreteiből számított folias tényezőt, amely számítási módja is különbözik az egyes eljárásoknál.

32 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Hagyományos mérnöki módszerek 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.

33 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Numerikus módszerek A numerikus módszerek alkalmazásánál általános elvárás a hibák alakjának részletes feltérképezése. Ez csak feltárást követően lehetséges. Jelentős többletköltséggel jár.

34 Csövek anyagában található hibák értékelési módszerei Törésmechanikai módszerek Síkszerű anyagfolytonossági hibák, repedések értékelésére használhatók. Alkalmazható elméletek: - lineárisan rugalmas törésmechanika - CTOD elmélet - J-integrál koncepció - R6 módszer

35 Körvarratok hiányosságait értékelő módszerek

36 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).

37 Körvarratok hiányosságait értékelő módszerek Hagyományos mérnöki módszerek European Pipeline Research Group (EPRG) irányelvei

38 Körvarratok hiányosságait értékelő módszerek 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.

39 Az ismertetett módszereknek a rendszer komplex elemzésére kell épülniük

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

41 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.

42 Köszönöm megtisztel figyelmüket! VIII. Országos Törésmechanikai Szeminárium