Повышение надежности эксплуатации резервуарных парков морских терминалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.13, кандидат технических наук Солонин, Игорь Вильевич

• Солонин, Игорь Вильевич
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Солонин, Игорь Вильевич

Введение.

Глава 1. Анализ технического состояния и аварийности технологических объектов резервуарных парков. Постановка задач научных исследований.

1.1 .Классификация, состав и технологические операции нефтебаз. 7 1.2.Статистический анализ технического состояния и аварийности технологических объектов резервуарного парка.

Глава 2. Метод оценки ущерба природно-лечебным и рыбным ресурсам Черноморского побережья и экологического риска при локальном загрязнении акватории нефтепродуктами.

2.1. Методика оценки вероятностных ущербов и экологического риска окружающей среде.

2.1.1.Оценка ущерба природно-лечебным ресурсам.

2.1.2.Оценка ущерба рыбным запасам и рыболовству.

Глава 3. Методы и средства диагностирования элементов конструкции резервуаров и технологических трубопроводов.

3.1.Тепловая дефектоскопия.

3.2. Магнитная дефектоскопия.

3.3. Электроиндуктивный метод обнаружения дефектов в стальных конструкциях резервуаров и трубопроводов.

3.4. Акустические методы диагностирования.

Глава 4. Оценка надежности резервуарных и трубопроводных конструкций морских терминалов.;.

4.1.Нормативная методология проектирования резервуарных и трубопроводных конструкций. Достоинства и недостатки.

4.2.Методика определения расчетного уровня надежности трубопроводных и резервуарных конструкций.

4.3. Функциональная зависимость между уровнем надёжности трубопроводных и резервуарных конструкций и коэффициентом запаса

4.4. Определение оптимального уровня надежности трубопроводных и резервуарных конструкций морских терминалов.

Глава 5. Определение прочностных характеристик элементов конструкции технологических трубопроводов и резервуаров.

5.1.Методика и технические средства измерения компонентов напряженно-деформированного состояния в дефектных областях оболочек трубопроводов и резервуаров.

5.2.Определение числовых показателей нагрузок, несущей способности и риска эксплуатации конструкций по результатам экспериментальных исследований.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение надежности эксплуатации резервуарных парков морских терминалов»

В настоящее время громадное количество сырой нефти и нефтепродуктов в объемах, исчисляемых миллионами тонн, пропускается через отечественную систему нефтепродуктообеспечения для бесперебойного снабжения как отечественных, так и зарубежных потребителей.

Специфические особенности нефтегрузов, большая часть которых используется как энергоносители, география размещения нефтересурсов и предприятий их переработки, невозможность нормального функционирования хозяйственного комплекса страны без своевременного обеспечения его нефтью и нефтепродуктами соответствующих номенклатуры и качества, стремление сократить затраты на доставку, объективно привели к тому, что система нефтепродуктообеспечения выделилась из общехозяйственной транспортной системы в самостоятельную отрасль. Именно сейчас, когда экономика России испытывает трудности в результате её перестройки, эта отрасль играет особую роль и занимает одно из ведущих мест в народном хозяйстве.

Начиная с послевоенного периода, в стране непрерывно наращивался объем добычи нефти, который . резко увеличился с освоением новых месторождений в районах Сибири. Соответственно увеличился как объем переработки, так и объем экспорта нефти и нефтепродуктов и, как следствие, развивалась система их трубопроводного транспорта и распределения. Пик этого роста, когда объем добычи нефти в целом по СССР приблизился к величине 600 млн.т в год (в РСФСР - около 550 млн.т), был достигнут в конце 70-х - начале 80-х годов.

В этот период (к началу перестройки всего общехозяйственного механизма страны) система нефтепродуктообеспечения включала в себя 85 тысяч магистральных нефтепродуктопроводов, более 1880 нефтебаз и их филиалов, суммарная емкость резервуаров которых составляла более 28 миллионов кубометров. Потребительский товарооборот отрасли находился на уровне 320 миллионов тонн.

Из общего количества нефтебаз 5,7% составляли перевалочные, 76,4% -железнодорожные, 14,2% - водные и 3,9% - распределительные.

К числу наиболее крупных нефтебаз России с суммарной емкостью резервуарного парка свыше 100000 кубометров относятся: Астраханская нефтебаза № 3, Архангельская, Туапсинская, Находкинская, Волгоградская, Увекская, Махачкалинская, Усть-Кутская, Ярославская. Как правило, эти крупные перевалочные нефтебазы расположены на берегах морей и крупных судоходных рек.

В результате распада СССР, у России остался практически единственный на Черноморском побережье, независимый от стран СНГ, экспортный коридор с морскими терминалами в Новороссийске и Туапсе. Общая протяженность российского побережья около 450 км (от границы с Абхазией до м. Тузла). На этой территории сталкиваются интересы курортно -рекреационного комплекса, преимущественно федерального и регионального значения, интересы размещения перегрузочных комплексов для реализации различных экспортных потребностей России, интересы традиционных видов хозяйственной деятельности (в частности специфических видов сельскохозяйственного производства, прежде всего виноградарства), оборонного комплекса.

Ситуация усугубляется крайней ограниченностью территориальных ресурсов (особенно на всем побережье юго-восточнее Анапы) с численностью населения на начало 1998 года - 645 тысяч человек.

Уникальными для России в пределах рассматриваемой территории считаются курортно-оздоровительные комплексы. Их основой являются приморские пляжи и качество окружающей природной среды.

Вместе с тем в процессе эксплуатации объектов транспорта и хранения нефти, в первую очередь резервуарных парков нефтебаз и морских терминалов, возможно снижение надежности их эксплуатации за счет постепенного ухудшения структуры и свойств материалов, качества элементов конструкции технологических трубопроводов, резервуаров, запорной арматуры и т.п. Эти изменения происходят под воздействием многих физико-механических и химических факторов. К ним относятся: неоднородность материалов, старение и коррозионный износ стали, повышение интенсивности напряжений, приводящие к микро разрывам в материале, резкие перепады температур, воздействие атмосферных осадков. Надежность и долговечность конструкций при этом, естественно, зависят от интенсивности протекания разрушительных процессов. Поэтому целью данной работы является разработка метода оценки риска нанесения ущерба курортно-реакционным и рыбным ресурсам на основе анализа реальных технологических объектов резервуарных парков морских терминалов по результатам диагностики их технического состояния.

В этой ситуации чрезвычайно актуальной является задача качественной оценки допустимого риска эксплуатации резервуарных парков морского терминала на основе анализа возможного ущерба уникальными природным, курортным, лечебно-оздоровительным и рыбным ресурсам Черноморского побережья России, нуждающихся в особых режимах охраны от загрязнения. Также важно разработать практические мероприятия по усилению технической и экологической безопасности резервуарных парков нефтебазы «Шесхарис», этих ответственных инженерных сооружений, содержащих тысячи тонн экологически опасных и взрывоопасных нефтей и нефтепродуктов, и защитить курортно-рекреационные ресурсы Черноморского побережья на Южном склоне Маркхотского хребта от загрязнения.

Заключение диссертации по теме «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ», Солонин, Игорь Вильевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе статистического анализа отказов и оценки степени потенциальной угрозы загрязнения Черноморского побережья при эксплуатации ре-зервуарных парков морских терминалов обоснована актуальность темы и сформулированы цель и задачи научных исследований.

2. Разработан метод оценки ущерба и экологического риска природно-лечебным и рыбным ресурсам Черноморского побережья при отказе технологических объектов резервуарного парка и локальном загрязнении акватории нефтью и нефтепродуктами.

3. Показано, что для количественной оценки экологического риска нанесения ущерба курортно-рекреационным комплексам федерального значения нужна оперативная информация о реальном уровне надёжности технологических объектов резервуарных парков, основанная на достоверных результатах контроля технического состояния и натурных исследованиях несущей способности конструкций.

4. Разработаны принципиальные схемы технической диагностики на основе использования методов и технических средств тепловой, магнитной, вих-ретоковой и акустической дефектоскопии стальных и железобетонных резервуаров для определения местоположения и пространственной формы дефектов в элементах конструкции.

5. С целью определения реальных уровней надёжности и экологического риска разработан алгоритм расчета количественных показателей несущей способности резервуарных и трубопроводных конструкций резервуарного парка на основе использования передвижной тензометрической установки.

6. Предложены конкретные технические решения по повышению экологической безопасности эксплуатации резервуарных парков морского терминала г.Новороссийска.

103

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Солонин, Игорь Вильевич, 2000 год

1. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Кн.2 под ред. К.Е.Кочеткова. М: Изд-во Ассоциации строительных ВУЗов, 1996.

2. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Кн.1 под ред. К.Е.Кочеткова. М: Изд-во Ассоциации строительных ВУЗов, 1995.

3. Банников А.Г., Рустамов А.К., Вакулин A.A. Охрана природы. М.: «Агро-промиздат», 1985.

4. Березин В.Л.,Гумеров А.Г., Ращепкин К.Е., Ясин Э.М. Об эксплуатационной надежности нефтезаводских резервуаров. М.: НТС НИИТранспортнефть. Сер. Транспорт и хранение нефтепродуктов, вып.4, 1985, с.204-207.

5. Березин В.Л., Мацкин Л.А. и др. Вопросы эксплуатационной надежности резервуаров на нефтеперерабатывающих заводах. Обзор сер. «Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья». М.: ЦНИИТЭНефте-хим, 1971, 65 с.

6. Березин В.Л., Шутов В.Е. Прочность, устойчивость резервуаров и трубопроводов. М.: Недра, 1973, 198 с.

7. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчётах сооружений. М: Стройиздат, 1982.

8. Бородавкин П.П., Маслов П.С., Шадрин О.Б. Характер осадки резервуаров и ее влияние на эксплуатационную надежность при хранении нефтепродуктов. М.: РНТС ВНИИОЭНГ, 1965, № 6, с.26-29.

9. Буренин В.А. Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальных резервуаров. Диссертация доктора технических наук. Уфа: 1994, 270 с.

10. Венгерцев В.А. Повышение эксплуатационной надёжности резервуаров. Серия «Транспорт и хранение нефтепродуктов углеводородного сырья». М,: ЦНИИТЭнефтехим, вып.6, 1990.

11. Венгерцев В.А. и др. Анализ отказов металлических резервуаров на предприятиях по обеспечению нефтепродуктами. НТИС, Научно-производственные достижения нефтяной промышленности в новых условиях хозяйствования, вып.6, 1986.

12. Галеев В.Б. Эксплуатация стальных вертикальных резервуаров в сложных условиях. М.: Недра, 1981, 149 с.

13. Гвоздев A.A. К расчету тонкостенных цилиндрических оболочек. «Строительная промышленность», 1933.

14. Герхард Шпете Надежность несущих строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1994.

15. Гринберг В.Е., Семетов В.Г., Шойхет Г.Б. Контроль и оценка состояния несущих конструкций зданий и сооружений в эксплуатационный период,- Л.: Стройиздат, 1982.

16. Гумеров А.Г. Исследование напряженного состояния нефтезаводских резервуаров при их эксплуатации. Дисс. Канд.техн.наук. М.: 1968, 123 с.

17. Методика определения ущерба окружающей природной среды при авариях на магистральных нефтепроводах. М.: ТрансПресс, 1966, 67 с.

18. Методы ремонта элементов конструкций стальных вертикальных цилиндрических резервуаров после длительной эксплуатации (Инструкция).Тюмень: 1997, 259 с.

19. Митропольский А.К. Интеграл вероятностей. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1972.

20. Надежность и долговечность строительных конструкций (под ред. Пшенич-кина А.П.), Волгоград, 1974.

21. Николаенко H.A. Вероятностные методы динамического расчета машиностроительных конструкций. М.: «Машиностроение», 1967.

22. Правила технической эксплуатации нефтебаз.- М.: «Недра», 1986.

23. Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту. М.: Недра, 1988, 269 с.

24. Проблемы надёжности в строительном проектировании. Материалы НТК, Свердловск, 1972.

25. Расчет строительных конструкций по предельным состояниям (под ред. В.М. Келдыша), М.: Госстройиздат, 1951.

26. Ржаницын А.Р. Статистическое обоснование расчетных коэффициентов. Материалы к теории расчета по предельным состояниям, вып. 2, М.: Стройиздат, 1949.

27. Ржаницын А.Р. Теория расчёта строительных конструкций на надёжность. М., 1978.

28. Ржаницын А.Р. 36. Болотин В.В. Применение методов теории вероятностей и теории надёжности в расчетах сооружений. М.: Стройиздат, 1971.

29. Ржаницын А.Р. Определение характеристики безопасности и коэффициента запаса из экономических соображений. В сб. «Вопросы теории пластичности и прочности строительных конструкций», М.: Стройиздат, 1961.

30. Рекомендации по оценке надёжности строительных конструкций (разработаны С.А. Тимашевым), Свердловск, 1974.

31. Сафарян М.К. Металлические резервуары и газгольдеры. М.: Недра, 1987, 144 с.

32. Сафарян М.К. Стальные резервуары для хранения нефтепродуктов. М.: ВНИИСТ, 1958, 237 с.

33. Смирнов Н.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: «Наука», 1965.

34. Стрелецкий Н.С. К вопросу общего коэффициента безопасности. «Проект и стандарт», № 10, 1935.

35. Стрелецкий Н.С. К вопросу развития методики расчета по предельным состояниям, М.: Стройиздат, 1966.

36. Стрелецкий Н.С. Основы статистического учета коэффициен та запаса прочности сооружений, М.: Стройиздат, 1947.

37. Тарасенко А.А. Напряженно-деформированное состояние вертикальны; стальных резервуаров при ремонтных работах. М: Недра., 1999, 270 с.

38. Тарасенко А.А., Хоперский Г.Г. Напряженно-деформированное состоянш стенки резервуара при неравномерных осадках основания. Известия ву зов.Тюмень: «Нефть и газ», 1997, стр.75-79.

39. Тензорезисторы КФ4 и КФ5. Техническое описание и инструкция по на клейке. Киев: ПО «Веда», 1988.

40. Тимошенко С.П., Дж. Гудьер. Теория упругости.М.: «Наука», 1979.

41. Унифицированные методы анализа вод. Под ред. Ю.Ю. Лурье. М.: «Химия», 1973.

42. Хоциалов Н.Ф. Запасы прочности, «Строительная промышленность», № 10, 1929.

43. В о u г d е a u P., Т г е s h о w М. Ecosystem l'esponse to pollution.— In: Principles of Ecotoxicology/Ed. G. C. Butler.—■ SCOPE, rep. 12. Chichester: John Wiley and Sons. 1978, p. 313 330.

44. Mc Arthur Fluctuations of animal populations and measure of community stabilit-Ecology, 1955, vol.36, №3.

45. Miller D.R. Models for total transport. In: Principles of Ecotoxicology / Ed. G.G. Butler. - Scope, rep. 12 Chichester: John Wiley and Sons, 1978.

46. M о u n t D. I., Stephan С. E. A method for establishing acceptable toxicant limits for fish-mamathion and the butoxy-ethanol ester of 2,4-D.—Trans. Amer. Fish. Soc., 1967, vol. 96, p. 185—193.108

47. Pa trie R. I. Stability and diversity.—Proc. Nat. Acad. Sci. Philadelphia, 1949, vol. 101, N2.

48. Stalling D. L., Mayer F. L. Jr. Toxicities of PCB's to fish and environmental residues.— Environ. Health Perspectives, 1972, vol. l,p. 159—164.

49. Veith G. D. Recent fluctuations of chlorobiphenyls (PCB's) in the Green Bay, Wisconsin, region.— Environ. Health Perspectives, 1972, vol. 1, p. 51—54.

50. W e s t e r m a r k T. Mercury monitoring in Sweden international problems in en vironmental monitoring.— In: A Bellagio Conf., 16—18 Feb. 1977. Rockefeller Found, Aug. 1977. p. 89—104.

51. Wood I. M. e. a. Synthesis of methyl-mercury compounds by extracts of a metha-nogenic bacterium.—Nature, 1968, vol. 220, p. 173.