Разработка мероприятий по снижению эксплуатационных рисков на магистральных газопроводах при проведении ремонтно-восстановительных работ с использованием лазерной сварки

Актуальность работы. Высокие требования к свойствам сварных соединений магистральных газопроводов, а также увеличение темпов их строительства и ремонта приводят к необходимости разработки новых технологий сварки и сварочного оборудования. В работе рассмотрен способ лазерной сварки в узкощелевую разделку кромок в качестве альтернативы дуговой сварки при строительстве и ремонте магистральных газопроводов. Объектом исследования данной работы являются модели участков магистрального газопровода со сварным швом, выполненным сварочным комплексом CRC-Evans и автоматической лазерной сваркой волоконным лазером.
Цель работы.

Введение……………………………………………..……………………………16
1 Литературный обзор……………………………………………..…………….19
2 Объект и методы исследования……………………………………………….20
3 Автоматическая сварка магистральных газопроводов………………………21
3.1 Автоматическая двухсторонняя сварка проволокой сплошного сечения в
защитных газах сварочным комплексом CRC-Evans………………………….21
3.1.1 Оборудование сварочного комплекса CRC-Evans AW…………….22
3.1.2 Сварочная головка P700………………………………………………22
3.2 Автоматическая лазерная сварка волоконным лазером…………………23
3.2.1 Классификация приемов и способов лазерной сварки волоконными
лазерами…………………………………………………………………………..24
3.2.2 Технология лазерной сварки магистрального газопровода………..32
3.2.3 Оборудование для лазерной сварки магистрального газопровода..34
4 Технологическое проектирование автоматической сварки магистральных
газопроводов……………………………………………………………………..36
4.1 Выбор марки стали свариваемого участка магистрального
газопровода………………………………………………………………………36
4.2 Сварочные материалы…………………………………………………….37
4.3 Режимы сварки магистрального газопровода……………………………37
5. Моделирование напряженно-деформированного состояния участков
магистрального газопровода…………………………………………………….41
5.1 Создание сетки конечных элементов…………………………………….41
5.2 Расчет участка магистрального газопровода на прочность…………….43
5.2.1 Расчет на растяжение…………………………………………………43
5.2.2 Расчет на сжатие………………………………………………………47

Разработка мероприятий по снижению эксплуатационных рисков на
магистральных газопроводах при проведении ремонтно-восстановительных
Изм. Лист № докум. Подпись Дата работ с использованием лазерной сварки
Разраб. Ерохин А.А. Лит. Лист Листов
Руковод. Антропова Н.А. 14 94
Консульт. Оглавление
Рук-ль ООП Шадрина А.В. НИ ТПУ гр. 2БМ81
5.2.3 Расчет на изгиб……………………………………………………….50
5.3 Анализ результатов моделирования……………………………………..54
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение…55
6.1 Расчет нормативной продолжительности выполнения работ…………..55
6.2 Расчет сметной стоимости работ…………………………………………56
6.2.1 Расчет затрат на материалы………………………………………….56
6.2.2 Расчет затрат на амортизационные отчисления……………………57
6.2.3 Расчет затрат на оплату труда……………………………………….57
6.2.4 Расчет затрат на страховые взносы………………………………….58
6.2.5 Расчет затрат на проведение мероприятия………………………….60
6.3 Обоснование экономической эффективности проекта………………….60
7 Социальная ответственность………………………………………………….62
Введение……………………………………………………………………….62
7.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности…..62
7.2 Производственная безопасность…………………………………………64
7.2.1 Анализ выявленных опасных и вредных факторов и мероприятия по
их устранению……………………………………………………………………65
7.3 Экологическая безопасность……………………………………………..70
7.3.1 Защита селитебной зоны……………………………………………..70
7.3.2 Защита атмосферы……………………………………………………70
7.3.3 Защита гидросферы…………………………………………………..71
7.3.4 Защита литосферы……………………………………………………71
7.4 Безопасность при чрезвычайных ситуациях…………………………….71
Заключение……………………………………………………………………….73
Список литературы………………………………………………………………75
Приложение А……………………………………………………………………80

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

В работе были рассмотрены технические возможности лазерной сварки
при строительстве и ремонте магистральных газопроводов, а также влияние
данной технологии на снижение эксплуатационных рисков.
Так же были построены модели напряженно-деформированного
состояния участков магистрального газопровода со сварным швом,
выполненным сварочным комплексом CRC-Evans и автоматической лазерной
сваркой волоконным лазером.
По результатам моделирования видно, что напряжения в сварных
соединениях, полученных методом лазерной сварки меньше, чем при
автоматической дуговой сварке. При растяжении – на 8,9%; при сжатии – на
7,5%.
По результатам расчета видно, что использование технологии лазерной
сварки позволяет сократить объем наплавки и число проходов и
соответственно экономить расходные материалы приблизительно на 66%.
Также данная технология производительнее на 43% по сравнению с самой
передовой автоматической дуговой сваркой на сегодняшний момент.
Переход к новому методу сварки магистральных газопроводов
перспективен и позволяет снизить затраты и количество времени на
строительство газопровода.
Также был проведен анализ факторов, оказывающих влияние на
здоровье персонала, обслуживающего газораспределительные станции.
Рассмотрены правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности.

Разработка мероприятий по снижению эксплуатационных рисков на
магистральных газопроводах при проведении ремонтно-восстановительных
Изм. Лист № докум. Подпись Дата работ с использованием лазерной сварки
Разраб. Ерохин А.А. Заключение Лит. Лист Листов
Руковод. Антропова Н.А. 73 94
Консульт.
Рук-ль ООП Шадрина А.В. НИ ТПУ гр. 2БМ81
Проведен анализ воздействия на окружающую среду, а именно на
атмосферу, гидросферу и литосферу. Приведены примеры источников
загрязнения, даны рекомендации. Проанализированы возможные
чрезвычайные ситуации, приведены рекомендации по действиям персонала и
обустройству рабочей зоны для снижения риска возникновения ЧС.
Проанализировав результаты моделирования и расчетов, можно с
уверенностью сказать, что использование технологии лазерной сварки при
строительстве и ремонте магистральных трубопроводов выгодно не только с
точки зрения надежности сварного соединения, но и экономически.

Лист
Заключение
Изм. Лист № докум. Подпись Дата