Анотація до роботи:

Єгоров Є.А. Комплексний аналіз, оцінка та управління надійністю сталевих резервуарів для зберігання нафтопродуктів.-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.23.01-будівельні конструкції, будівлі та споруди. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури. Дніпропетровськ. 2004.

Дисертацію присвячено вирішенню проблеми комплексної оцінки та управління надійністю сталевих вертикальних циліндричних резервуарів, які використовуються для зберігання товарних нафтопродуктів в умовах розподільчих нафтобаз України.

Показано, що експлуатаційна надійність сталевих резервуарів у вирішальній мірі визначається нечисленними, але типовими видами дефектів виготовлення та ушкоджень експлуатаційного характеру, визначені характерні параметри та одержані кількісні оцінки впливу типових дефектів і ушкоджень на міцність, стійкість та деформативність, доведено, що процес «старіння» резервуарів має характер покомпонентно кумулятивного процесу,

Запропонована загальна методологія оцінки і управління надійності, яка дозволяє визначати показники надійності за всіма основними нормативними ознаками, прогнозувати зміну технічного стану резервуарів під час експлуатації.

Сформульовано єдину математичну модель оптимального проектування та моніторингу технічного стану резервуарів.

Як один з оперативних методів управління надійністю, розглядається підсилення резервуарів, експериментально і теоретично обгрунтовується ефективність технології підсилення з застосуванням гнучких сталевих збірно-розбірних підсилюючих бандажів.

1. Наведені в дисертації теоретичні і експериментальні дослідження вирішують важливу і актуальну науково-технічну проблему комплексної оцінки та управління надійністю стальних вертикальних циліндричних резервуарів, що використовуються для збереження товарних нафтопродуктів у мережі розподільних нафтобаз України.

2. Встановлено, що експлуатаційна надійність резервуарів для збереження товарних нафтопродуктів у вирішальній мірі визначається нечисленними, але типовими для даних споруд, видами дефектів і ушкоджень, до яких відносяться дефекти геометричної форми циліндричної стінки, тріщиновидні дефекти, можливі зменшення товщини конструктивних елементів у результаті мінусових допусків на товщину прокату, корозія і нерівномірні осідання. Характерні параметри всіх таких дефектів і ушкоджень мають імовірнісну природу і повинні визначатися з залученням методів математичної статистики. В дисертації одержані достовірні статистичні оцінки зазначених параметрів.

3. Статистика відмов сталевих резервуарів за послідовно зростаючими часовими зрізами свідчить про те, що процес «старіння» розглянутих споруд може вважатися процесом покомпонентно кумулятивного виду.

4. Випробуваннями великогабаритних моделей підтверджено вплив напружень розтягнення і виду напруженого стану відповідно на швидкість і характер зносу конструктивних елементів. Встановлено факт і отримані кількісні оцінки впливу поверхневої корозії (при впливі корозійного середовища, ідентичного товарним нафтопродуктам) на міцність конструктивних елементів товщиною 4-10 мм. Усі зазначені ефекти мають імовірнісну природу і коректують інтенсивність зносу (збільшують) і довговічність (зменшують) резервуарів у межах 20-35% .

5. На основі розрахункових оцінок показано, що типові дефекти геометрії циліндричної стінки резервуарів, що розглядалися, обумовлюють цілу низку специфічних особливостей напружено-деформованого стану зазначеного конструктивного елемента при дії на нього гідростатичного тиску нафтопродукту. Головними з таких особливостей є: підвищена і істотно нерівномірна деформативність (на окремих ділянках у 10-20 разів перевищуються теоретично очікувані переміщення правильних оболонок); виникнення згинальних моментів і відповідних їм напружень кільцевого напрямку, які можуть бути сумірними з основними напруженнями розтягнення цього ж напрямку; зростання згинальних моментів у вузлі сполучення стінки з днищем у 1.2-1.5, а в деяких випадках у 1.6-2.2 рази в порівнянні з правильними оболонками. При характерних для розглянутих резервуарів робочих напруженнях усі зазначені ефекти не представляють прямої небезпеки, але в загальному випадку вони повинні обов'язково враховуватися при оцінці статичної міцності та витривалості.

6. Показано, що визначення граничної величини зовнішнього тиску в прямій залежності від параметрів існуючих дефектів геометрії циліндричної стінки дозволяє в більшості випадків виявити в резервуарах розглянутого типу додаткові, у порівнянні з нормативними оцінками, запаси стійкості в межах 10-15% та більше.

7. Розроблена загальна методологія оцінки та управління надійністю стальних вертикальних циліндричних резервуарів враховує усі головні аспекти функціонального призначення і взаємодії їх конструктивних елементів, а також особливості впливу найбільш вагомих факторів виготовлення та експлуатації на працездатність і довговічність цих споруд, і дає змогу ефективно забезпечувати будь-який заздалегідь заданий рівень надійності за всіма основними нормативними ознаками.

8. Аналіз експериментальних (за результатами натурних обстежень) і теоретичних (на базі розробленої методології) показників надійності свідчить про те, що надійність конструктивних елементів резервуарів, які виконані за типовими проектами 1960-1980 рр. і складають основу резервуарного парку України, є істотно різною, і загальний прийнятний рівень безвідмовності таких резервуарів зберігається при тривалості експлуатації до 20 років. В той же час доведено, що, додержуючись головних положень розробленої методології оцінки та управління надійністю, методом рулонування, без будь-яких принципових змін прийнятої в країні технології виготовлення і монтажу, можна виготовляти резервуари розглянутого типу місткістю до 5000 м³ включно з рівнем надійності, що відповідає усім зарубіжним нормам і стандартам при гарантованому терміні служби (без проведення капітальних ремонтів) до 40-50 років включно.

9. Розроблено загальну методику управління надійністю за допомогою визначення конструктивних параметрів резервуарів і розробки системи їх технічного обслуговування (обстеження і поточні ремонти) у рамках єдиної моделі оптимального проектування за критерієм мінімуму повних очікуваних витрат.

10. Експериментальними та теоретичними дослідженнями встановлено, що розроблена технологія підсилення з застосуванням гнучких сталевих збірно-розбірних бандажів може ефективно використовуватися як оперативний метод управління надійністю сталевих резервуарів, що знаходяться в експлуатації, відновлюючи їх міцність на 20-30% і забезпечуючи подовження ефективного (із проектним рівнем заповнення нафтопродуктом) терміну служби на 15-20 років та більше.

11. Результати проведених досліджень використовуються при обстеженнях і оцінці технічного стану нафтових резервуарів, що експлуатуються на нафтобазах різних регіонів України (в цілому понад 800 резервуарів, включаючи резервуари нафтоперекачуючих станцій місткістю 10, 20 та 50 тис. м ³), враховувалися при проектуванні конструкцій підсилення резервуарів, що знаходяться в експлуатації на нафтобазах Російської Федерації (183 резервуара місткістю 2000-5000 м³) і України (18 резервуарів), склали основу нормативного документа «Доповнення і зміни до правил експлуатації…» УО Укрнафтопродукту в частині обстеження та оцінки технічного стану і залишкового ресурсу сталевих резервуарів.

Публікації автора:

1. Егоров Е.А. Исследования и методы расчетной оценки прочности, устойчивости и остаточного ресурса стальных резервуаров, находящихся в эксплуатации.-Дніпропетровськ: Навчальна книга, 2002. – 95с.

2. Егоров Е.А. Физический износ и пути улучшения технико-экономических показателей нефтяных резервуаров//Cб. научн. трудов Донбасской государственной академии строительства и архитектуры «Новые направления развития металлоконструкций». Донецк-Макеевка, 1997.-Т.1.-С. 84-89.

3. Егоров Е.А. Некоторые результаты и проблемы технического диагностирования стальних резервуаров для хранения нефтепродуктов// Теоретичні основи будівництва.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 1999.-С. 77-82.

4. Егоров Е.А. Анализ надежности стальных резервуаров для хранения товарных нефтепродуктов// Современные строительные конструкции из металла и древесины.-Одеса: Одеська ДАБтаА, 1999.-С. 61-65.

5. Єгоров Є.А. Проблемні аспекти методу граничних станів і можливі шляхи їх вирішення // Металеві конструкції - Макіївка: Донбаська ДАБтаА, 1999.-Том 2.-№1.-С. 23-25.

6. Егоров Е.А. Метод предельных состояний и надежность строительных металлоконструкций// Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2000.-№12.-С. 21-26.

7. Егоров Е.А. Определение безопасного уровня нагружения стальних резервуаров с учетом хрупкого разрушения// Металлостроительство-96: Сб. научн. тр. Донбасской государственной академии строительства и архитектуры.-Донецк-Макеевка: ДонГАСиА, 1996.-Т1.-С. 36-38.

8. Егоров Е.А. Решение задач хрупкой прочности строительных металлоконструкций методом сравнительных оценок// Металеві конструкції.- Макіївка: Донбаська ДАБтаА, 1998.-Том1.-№1.-С. 41-46.

9. Егоров Е.А. Оценка хрупкой прочности стальных резервуаров, находящихся в эксплуатации// Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 1998.-№7.-С. 12-17.

10. Єгоров Є.А. Визначення безпечного рівня навантаження нафтових резервуарів// Нафтова і газова промисловість.-2002.-№2.-С. 49-51.

11. Егоров Е.А. Теоретические аспекты усиления стальных резервуаров стяжными бандажами// Придніпровський науковий вісник. Сер. Машинобудування та технічні науки.-Дніпропетровськ: Наука і освіта, 1997.-№43 (54).-С.4-13.

12. Егоров Е.А. Учет начальных прогибов в инженерных расчетах стальных резервуаров// Придніпровський науковий вісник. Сер. Машинобудування та технічні науки.-Дніпропетровськ: Наука і освіта, 1997.-№37 (48).-С. 16-26.

13. Егоров Е.А. Метод оценки надежности листовых конструкцій, подверженных воздействию агрессивной среды//Повышение коррозионной стойкости стальных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред: Тематический сб.-Караганда: Карагандинский Ордена Трудового Красного Знамени политехн. ин-т, 1987.-С. 66-71.

14. Егоров Е.А. Об одном подходе к оценке надежности стальных резервуаров//Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов.-1982.-С.21-22.

15. Егоров Е.А. Особенности усиления стальных конструкций в виде тонкостенных цилиндрических оболочек // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 1997.-№2.-С. 25-29.

16. Егоров Е.А. Особенности расчетных оценок несущей способности стальных резервуаров в технической диагностике// Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2003.- №10,11.-С. 69-72.

17. Егоров Е.А. Комплексная оценка и управление надежностью коснтрукций резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов//Тезисы докладов республиканской научн.-техн. конференции «Повышение эффективности системы нефтепродуктообеспечения на основе технического перевооружения» 21-23 октября 1988 г. Кировоград- Киев, 1988.-С. 120-121.

18. Егоров Е.А. Метод оценки эффективности конструктивних решений, направленных на повышение эффективности хрупкой прочности стальних конструкций//Тезисы докладов II Междунар. конф. «Материалы для строительства».-Днепропетровск, 1993.-С. 231-232.

19. Егоров Е.А. Прочность конструктивных элементов, поврежденных коррозией//Тезисы докладов IV Украинской научн. техн. конф. «Металлические конструкции».-Киев-Николаев, 1996.-С. 32-33.

20. Егоров Е.А. Альтернативные оценки прочности, устойчивости и остаточного ресурса стальних нефтерезервуаров//Захист від корозії і моніторинг залишкового ресурсу промислових будівель, споруд та інженерних мереж/Матеріали наук.-практ. конф.-Донецьк: УАМК, 2003.- С. 414-421.

21. Егоров Е.А. Оценка технического состояния и остаточного ресурса резервуаров, находящихся в эксплуатации//Тезисы докладов коллоквиума 3-5 сентября 2003 г. «Совершенствование методов расчета, конструирования, сооружения и ремонта стальных резервуаров».-Киев: Международная ассоциация по оболочкам и пространственным конструкциям ИАСС, 2003.-С. 17-19.

22. Yegorov Y.A. Performans criteria in oil tank reliability// International Conference on Design, inspection, maintenance and operation of cylindrical steel tank and pipelines.- Praque, Czech Republic.- October 8 to 10, 2003.- 266-272.

23. Егоров Е.А., Лайков О.Н., Фоменко Д.С. Влияние напряжений на коррозию нефтяных резервуаров//Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов.-1985.-№5.-С. 9-13.

24. Егоров Е.А., Фоменко Д.С., Адегов А.В. Результаты обследования действительного состояния стальных резервуаров и анализ закономерностей их коррозионного износа// Повышение коррозионной стойкости стальных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред: Тематический сб.-Караганда: Карагандинский Ордена Трудового Красного Знамени политехн. ин-т,1987.-С. 66-71.

25. Егоров Е.А., Самбор В.В. Перспективы использования упруго-пластических свойств стали в стальных резервуарах//Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 1998.-№8.-С.21-22.

26. Егоров Е.А., Семенец С.С. Основные этапы деградации нефтяных резервуаров в процессе эксплуатации// Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2000.-№8.-С. 30-33.

27. Егоров Е.А., Семенец С.С. Вероятностные модели деградации нефтяных резервуаров, находящихся в эксплуатации, без учета ревизий технического состояния//Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2001.-№5.-С.30-36.

28. Егоров Е.А., Семенец С.С. Вероятностная модель скорости коррозии конструктивных элементов стальных резервуаров для хранения товарных нефтепродуктов// Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2001.-№4.-С. 35-41.

29. Егоров Е.А., Семенец С.С. Оценка периодичности технических обследований нефтяных резервуаров, находящихся в эксплуатации// Металеві конструкції.- Макіївка: Донбаська ДАБтаА, 2002.- Том. 5.-№1.-С. 71-74.

30. Егоров Е.А., Исмагулов Б.Г., Федоряка Ю.В. Оценка устойчивости цилиндрических оболочек ступенчато-переменной толщины при внешнем давлении//Строительство, материаловедение, машиностроение.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2002.-Вип. 18.-С. 63-68.

31. Егоров Е.А., Семенец С.С. Вероятностная модель определения периодичности проведения технических обследований стальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов// Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин.-Київ: КНУБтаА МОН України, 2002.-Вип. 11.-С. 92-99.

32. Егоров Е.А., Семенец С.С. Оптимизация нефтяных резервуаров по критерию минимума полных ожидаемых затрат//Строительство, материаловедение, машиностроение.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2002. - Вип. 18.-С. 74-81.

33. Егоров Е.А., Исмагулов Б.Г. Уточнение расчетных методов оценки устойчивости стальных резервуаров на стадии проектирования и эксплуатации//Научные основы строительства: Сб. научн. тр. Днепропетровского инженерно-стротельного института.-Киев, 1993.-С. 34-40.

34. Єгоров Є.А., Ісмагулов Б.Г., Вахрушев В.В. Збільшення терміну експлуатації нафтових резервуарів у результаті їх реконструкції//Нафтова і газова промисловість.-2002.-№1.-С.47-49.

35. Егоров Е.А., Кустовский А.А. Анализ аварий вертикальных стальных цилиндрических резервуаров// Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 1999.-№1.-С. 25-26.

36. Егоров Е.А., Кустовский А.А. Оценка и прогнозирование трещиностойкости стальніх резервуаров// Теоретичні основи будівництва.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2001.-Том.9.-С. 49-54.

37. Егоров Е.А., Кустовский А.А. Анализ результатов дефектоскопии сварных соединений нефтяного резервуара объемом 50000 м³//Строительство, материаловедение, машиностроение.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2002.-Вип.18.-С. 68-74.

38. Егоров Е.А., Хабашнэ Х. Исследование деформативности стальных резервуаров// Сб. научн. трудов Днепропетровского инженерно-строительного института.-Киев: УМКВО, 1993.-С. 115-118.

39. Венгерцев Ю.А., Егоров Е.А., Загоскин В.Н. Повышение эксплуатационной надежности резервуаров// Тематический обзор ЦНИИТЭнефтехим, Сер. Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья.-М., 1990.- Вып. 6.- 49 с.

40. Перельмутер А.В., Гордеєв В.М., Горохов Є.В., Єгоров Є.А., Корольов В.П., Лантух-Лященко А.І., Оглобля А.І. Стан та залишковий ресурс фонду будівельних металевих конструкцій в Україні. –Київ: Сталь, 2002.-167 с.

41. Устройство для усиления стенки стальных вертикальных цилиндрических резервуаров: А.с. 885508 СССР, МКИ Е 04 Н 7/02 / Е.А.Егоров, В.М.Сырцев, П.П.Шабанов, Г.К.Лебедев, Е.Л.Ржавский (СССР). -№2893581/29-33; Заявлено 11.03.80; Опубл. 30.11.81, Бюл. №44.-3 с.

42. Способ возведения предварительно напряженной металлической оболочки: А.с. 947366 СССР, МКИ Е 04 Н 7/02 /Егоров Е.А., В.М.Сырцев (СССР).-№3249184/29-33; Заявлено 16.02.81; Опубл. 30.07.82, Бюл.№28.-3с.

43. Yegorov Y.A., Ismagulov B.G., Fedoryaka Y.V. Stability Estimate of Vertical Cylinder-Shaped tanks in service// International Conference on Design, inspection, maintenance and operation of cylindrical steel tank and pipelines.- Praque, Czech Republic.- October 8 to 10, 2003.-Р. 336-341.

44. Егоров Е.А., Кустовский А.А. Оценка влияния трещиновидных дефектов на прочность и долговечность стальних резервуаров// Тезисы докладов коллоквиума 3-5 сентября 2003 г. «Совершенствование методов расчета, конструирования, сооружения и ремонта стальных резервуаров».-Киев: Международная ассоциация по оболочкам и пространственным конструкциям ИАСС, 2003.-С. 21-22.

45. Егоров Е.А., Исмагулов Б.Г., Ковтун-Горбачева Т.А., Кустовский А.А. Проблемы технического диагностирования стальных резервуаров для хранения нефтепродуктов //Строительство, материаловедение, машиностроение.-Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2003.-Вип. 25.- С. 85-89.