У західному науковому центрі

Вид материалаДокументы

Содержание


Хроніка засідань Ради та виконкому Ради Західного наукового центру НАН України і МОН України у 2009-2010 рр.
Західний комплекс
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   30

Хроніка засідань Ради та виконкому Ради Західного наукового центру НАН України і МОН України у 2009-2010 рр.


9 жовтня 2009 р. - засідання виконкому Ради Західного наукового центру НАН України і МОН України з розгляду питань:
  1. Наукова доповідь «Багаторівневий числовий аналіз пружних компо­зитів за динаміч­ного навантаження».
  2. Про підготовку до проведення виїзного засідання Ради ЗНЦ НАН України і МОН України у Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу.
  3. Затвердження до друку Бюлетеня Західного наукового центру за 2009 рік.


1. По першому питанню виступив провідний науковий співробітник Інституту прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача, д.ф.-м.н., професор Михаськів В.В.

У доповіді викладено теоретичні основи та аспекти прикладного застосування нового числового інструментарію для аналізу локальних та глобальних механічних властивостей зернистих і волокнистих композитів в умовах поширення пружних хвиль. Щоб розв’язати відповідні динамічні задачі теорії пружності на мікрорівні, коли матриця вміщує скінченну кількість взаємодіючих включень, волокон та тріщин, узагальнено метод граничних інтегральних рівнянь (МГІР) і споріднений метод нульового поля (МНП), які застосовні у широких часовому і частотному діапазонах, для складної геометрії об’єктів і змішаних граничних умов. Для макроопи­су композитів із безмежними масивами впорядкованих/невпорядкованих неоднорідностей алгоритмізуються співвідношення методу гомогенізації, що пов’язують розв’язки задач для поодинокого відбивача з усередненими динамічними характеристиками композитного тіла. Перша стадія спрямо­вана на визначення динамічних переміщень та напружень, включно з кое­фі­цієнтами концентрації та інтенсивності напружень в околі неоднорід­нос­тей, поперечними перерізами розсіяння хвиль у дальній зоні. Друга стадія перед­бачає обчислення ефективних динамічних пружних модулів і мат­риць жорст­кості композиту, а також ефективних швидкостей поширення хвиль та коефіцієнтів їх загасання. Для композитів впорядкованої структури розра­хо­вуються також коефіцієнти відбиття та проходження пружних хвиль.

Переваги підходу продемонстровано введенням в аналіз широкого кола проблем та об’єктів, а саме: дво- та тривимірних моделей матричних композитів; перехідних та усталених процесів; об’ємних та тонкостінних включень (волокон) довільної жорсткості і форми, з впорядкованим та хаотичним розподілом; неідеального контакту складових композиту, зумовленого тонкими прошарками, зонами проковзування, адгезії, тощо; параметрів руйнування шляхом врахування міжфазних та внутрішніх тріщиноподібних дефектів.

Отримані результати створюють теоретико-числову базу для ком­п’ютерного моделювання динамічних процесів у гетерогенних пружних системах (обчислювальна механіка, прикладна фізика), дизайну, оптиміза­ції та виробництва композитів, зокрема нанокомпозитів та фононних струк­тур, із заданими властивостями (матеріалознавство), оцінки надій­нос­ті компо­зитних матеріалів (механіка елементів конструкцій), ультразвуко­вого неруйнівного контролю та діагностики складнострук­турованих сере­довищ (експериментальна механіка, біоінженерія), адекватного моніторингу сейсмічної активності і розвідки копалин у геологічних масивах (геофізика).


2. Про підготовку до виїзного засідання Ради ЗНЦ НАН України і МОН України доповів присутнім голова ЗНЦ НАН України і МОН Украї­ни академік Назарчук З.Т. Він ознайомив членів виконкому з запланова­ним порядком денним засідання, який передбачає розгляд питань та вироблення пропозицій щодо стану, перспектив розвитку та забезпечення високоефективної та надійної роботи нафтогазотранспортної системи.


3. Директор Західного наукового центру НАН України і МОН України доц. Зинюк О.Д., надав інформацію про стан підготовки до друку «Бюлетеня ЗНЦ 2009». Доповідач ознайомив присутніх зі структурою та змістом окремих рубрик Бюлетеня і запропонував затвердити його до друку виконкомом Ради.

В обговоренні взяли участь акад. НАН України М.А. Голубець, чл.-кор. НАН України І.М. Мриглод. Вони зробили зауваження та внесли пропозиції, які необхідно врахувати при остаточному формуванні бюлетеня.

Виконком Ради Західного наукового центру НАН України і МОН України ухвалив:
  1. Наукову тематику, висвітлену пров. наук. співр., д. ф.-м.н., проф. Михаськівим В.В. і розроблену колективом учених Інституту при­кладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України, вважати актуальною для сучасної механіки деформівного твердого тіла та відзначити високий науковий рівень досліджень.
  2. Інституту прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України поглибити дослідження з цієї тематики у рамках науково-навчального комплексу з правами Відділення цільової підготовки ЗНЦ з можливістю отриманих результатів в інших галузях науки (прикладна фізика, механіка, матеріалознавство, геофізика тощо) (відповідальний чл.-кор. НАН України Кушнір Р.М.).
  3. Інформацію голови Західного наукового центру академіка НАН України Назарчука З.Т. про підготовку до проведення виїзного засідання Ради ЗНЦ НАН України і МОН України взяти до відома.
  4. Голові ЗНЦ, директору ЗНЦ та ученому секретарю Центру вжити заходів щодо належного проведення виїзного засідання Ради та фахового обговорення запланованих питань.
  5. Рекомендувати «Бюлетень ЗНЦ 2009» до друку з врахуванням при остаточному його формуванні пропозиції та зауваження, які виникли у членів виконкому Ради у процесі обговорення питання.

23 жовтня 2009 р. – виїзне засідання Ради Західного наукового центру НАН України і МОН України (Івано-Франківський національний технічний універ­си­тет нафти і газу) з розгляду питань:
  1. Стан та перспективи розвитку нафтогазотранспортної системи України.
  2. Забезпечення високоефективної та надійної роботи газотранспортної системи України.
  3. Стрес-корозійна небезпека на магістральних газопроводах.
  4. Вплив тривалої експлуатації газопроводів на зміну структури і властивостей трубної сталі.
  5. Новітні методи і засоби технічної діагностики систем транспортування та зберігання нафти і газу.


Зі вступним словом до учасників засідання звернувся голова Захід­но­го наукового центру НАН України і МОН України академік НАН України Назарчук З.Т., який наголосив, що засідання ради присвячене надзвичайно важливому питанню. Воно актуальне як комплексна науково-технічна проб­лема і важливе з точки зору енергетичної безпеки України. Враховуючи, що у сьогоднішньому засіданні беруть участь фахівці, які представляють академічну, освітянську і галузеву науку, маємо підстави сподіватись на кваліфікований і усесторонній аналіз, зацікавлену дискусію і конструктивні пропозиції до сьогоднішньої ухвали. При цьому важливими є два аспекти.

Перший стосується особливостей безпечної експлуатації нафтогазових трубопроводів:
  1. Ми частіше чуємо про інциденти на магістральних газопроводах, ніж на нафтопроводах. Чому? Чи це пов’язано з тим, що аварії на газопроводах більш масштабні (по довжині труби), супроводжують­ся вибухами і тому більш резонансні; чи режими експлуатації газо­проводів жорсткіші, захист зовнішньої поверхні труб гірший і т.д. Добре було б, якби у своїх виступах фахівці висловились з цього приводу.
  2. Існує гіпотеза, що транспортоване середовище у газопроводі агресивніше, ніж у нафтопроводі, і саме середовище виступає важливим чинником деградації металу стінки труби, що приводить до непрогнозованого руйнування.
  3. Якщо так, то менш інтенсивні корозійні ураження на внутрішній поверхні труби, а також той факт, що більшість руйнувань трубопроводів починалася із зовнішньої поверхні є недостатніми, щоб ігнорувати вплив процесів всередині труби на технічний стан трубопроводів. Можливо, що порушення зовнішнього захисту та утворення корозійних уражень на зовнішній поверхні є недостат­ні­ми для корозійного розтріскування. Можливо, необхідна ще стадія деградації матеріалу в об’ємі стінки труби до такого рівня, щоби матеріал став чутливим до корозійного розтріскування. Чи це так?
  4. Якщо так, то не можна бути спокійним, коли методами неруйнівного контролю не виявлено небезпечних дефектів. Адже тоді технічний стан трубопроводів визначається і «зіпсутими» властивостями експлуатованого матеріалу. Тоді їх треба брати до уваги в нових стандартах.




Голова ЗНЦ НАН України і МОН України академік НАН України З.Т. Назарчук відкриває роботу виїзного засідання Ради ЗНЦ


Другий аспект проблеми полягає у прагненні інтегруватись до європейської газотранспортної системи не лише політично, але (і це насамперед) технічно. Чи готові ми до цього з нашими магістральними трубопроводами? Щоб проілюструвати радикальний підхід до справи, розглянемо, що зробив Китай із своїми газопроводами. При цьому скористаюсь даними, які озвучив академік-секретар Відділення фізико-технічних проблем матеріалознавства НАН України академік НАН України І.К. Походня. Радикальне вирішення проблеми полягає у переході на нові трубні сталі і нові технології їх зварювання. Це потребує значних інвестицій, але технічно проблема є посильною для вітчизняної науки і промисловості. Добре було б, якби насамперед спеціалісти НАК «Нафтогаз» висловились із цього приводу.


1. З першим питання порядку денного «Стан та перспективи розвитку нафтогазотранспортної системи України», виступив Марчук Я.С. – заст. голови правління НАК «Нафтогаз України».

Зокрема він сказав, що Україна є найбільшою в світі країною – транзитером природного газу. Близько 80 % поставок російського газу в ЄС здійснюється через Україну. Це приблизно 25 % об'єму споживання природного газу в ЄС. В 1942 р. було побудовано газопровід Опари – Стальова Вoля. В 1945 р. розпочались поставки газу з України в Польщу.

Україна є одночасно споживачем і видобувником газу. В період з 1945 по 1975 рр. Україна експортувала газ в Росію, Білорусь, Литву, Лат­вію, Польщу, Чехословаччину, Австрію. Газотранспортна система України забезпечує 80 % транзиту російського газу на експорт в країни Європи. Пропускна здатність на вході – 288 млрд. куб. м/рік, на виході – 179 млрд. куб. м/рік. Протяжність газопроводів – 38,2 тис. км. Кількість газосховищ – 13. Активна ємність газосховищ – 32 млрд. куб. м – 2 місце в Європі.

Основні потужності підземного зберігання газу сконцентровані в західній частині країни. Згрупувавши ПСГ в чотири комплекси, їх розміщення виглядає наступним чином:
  • Західний комплекс: Більче-Волицьке, Угерське, Дашавське, Опарське, Богородчанське ПСГ з сумарним об'ємом активного газу 25,3 млрд. куб. м;
  • Північний комплекс: Олишівське, Червонопартизанське, Солохівське, Кегичівське з об’ємом 3,7 млрд. куб. м;
  • Східний комплекс: Червонопопівське, Вергунівське з об'ємом 1.0 млрд. куб. м;
  • Південний комплекс: Пролетарське, Глібовське - 2.0 млрд. куб. м.

У найближчій перспективі об’єми транзиту очевидно стабілізуються на рівні 110-120 млрд. куб. м/рік; при цьому резервні транзитні потужності складуть 30 млрд. куб. м/рік.

Для подальшого збільшення об'ємів транзиту газу необхідне:
  • використання незавантаженого газопроводу Торжок-Долина з добудовою компре­сорних станцій і виведенням його на проектну потужність 30 млрд. куб. м/рік;
  • будівництво газопроводу Богородчани-Ужгород, що дозволить збільшити подачу газу на 19 млрд. куб. м/рік;
  • будівництво нових газопроводів з метою диверсифікації поставок газу в Україну та інші країни Європи.

Україна - надійний партнер в гарантуванні безпечних поставок природного газу в Європейські країни. За понад 60-річний період експортних і транзитних поставок газу з України чи через її територію не було випадків зриву поставок газу в Європу.

Україна є як країною транзитером природного газу, так і крупним споживачем газу. Тому важливим фактором надійного і безпечного транзиту газу через Україну є стабільне постачання газу споживачам України за прийнятними цінами. Це може служити хорошою основою для взаємовигідної співпраці між Україною, ЄС і країнами – постачальниками газу. Щільна мережа магістральних трубопроводів і понад 25 млрд. куб. м активної ємності ПСГ, сконцентрованих переважно біля географічного центру Європи, у поєднанні з чітко вираженим бажанням України стати членом європейських структур, робить цей регіон важливою вузловою точкою для гарантування надійності і безпеки постачання газу в Європу.


2. Доповідь «Забезпечення високоефективної та надійної роботи газотранспортної системи України» зробив ректор Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу (ІФНТУНГ), член-кореспондент НАН України, д.т.н., проф. Крижанівський Є.І. (доповідь див. на стор. 98).




Доповідає ректор ІФНТУНГ, член-кореспондент НАН України, д.т.н., проф. Крижанівський Є.І.


3. Доповідь «Стрес-корозійна небезпека на магістральних газопроводах» зробила м.н.с. Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, к.т.н. Осадчук С.О.

Доповідач зупинилася на загальному порядку проведення робіт з визначення стрес-корозійно небезпечних ділянок.

Визначення потенційно стрес-корозійно небезпечних ділянок МГ передбачає проведення таких організаційно-технічних заходів:
  • аналіз проектної, виконавчої та експлуатаційної документації;
  • оцінка наявності стрес-корозійних чинників за даними наземного діагностування та лабораторних досліджень;
  • аналіз результатів та оцінка ступеня потенційно стрес-корозійної небезпеки ділянки газопроводу, що обстежується;
  • ранжирування потенційно стрес-корозійно небезпечних ділянок МГ за ступенем схильності до стрес-корозії;
  • технічне діагностування стрес-корозійних дефектів МГ фізико-хімічними методами у шурфах;

- розроблення рекомендацій по ремонту ділянки МГ зі стрес-корозійними дефектами.

У своїй доповіді м.н.с. Осадчук С.О. навела схему визначення потенційно стрес-корозійно небезпечної ділянки МГ за даними проектної, виконавчої та експлуатаційної документації.

Наземне обстеження проводять методами технічного діагностування та візуального спостереження:
  • визначення швидкості ґрунтової корозії та залишкової корозії металу газопроводу в дефекті захисного покриття;
  • відбір проб ґрунту, води, визначення рН води, ґрунтового й підплівкового електролітів та проведення корозійно-електрохімічних випробувань;
  • аналіз ґрунтів, ґрунтового та підплівкового електролітів в лабораторних умовах;
  • визначення потенціалів на різних рівнях заглиблення газопроводу, у т.ч. безпосередньо на поверхні газопроводу;
  • визначення перехідного опору захисного покриття на ділянці газопроводу.

Визначені зовнішні та внутрішні чинники виникнення корозійного розтріскування від напруження (КРН) або стрес-корозії. Основними чинниками КРН визнано: корозію труби; порушення захисту від корозії; механічні напруження.

Уточнено механізм стрес-корозійного розтріскування газопроводів згідно з імовірнісною локально-електрохімічною теорією корозії, який характеризується низкою послідовних стадій.

Наведено порядок проведення робіт з визначення потенційно стрес-корозійно небезпечних ділянок магістральних газопроводів.

Розроблено методичний підхід до визначення потенційно стрес-корозійно небезпечних ділянок магістральних газопроводів, який полягає в математичній обробці основних та допоміжних чинників КРН.

Визначені критерії оцінювання потенційно стрес-корозійно небезпечних ділянок магістральних газопроводів.


4. Доповідь «Вплив тривалої експлуатації газопроводів на зміну структури і влас­тивостей трубної сталі» зробив заступник директора Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України (ФМІ ім. Г.В. Карпенка НАН України), чл.-кор. НАН України, д.т.н., проф. Похмурський В.І.

У доповіді були представлені результати досліджень сталей 10Г2С1 та 16ГС, з яких виготовлені труби запасу та труби, експлуатовані впродовж 45 років на ділянці газопроводу Пасічна – Долина. За результатами досліджень зроблені висновки про те, що:
  1. У газовому середовищі внутрішня поверхня магістральних трубо­проводів кородує за електрохімічним механізмом з утворенням неглибоких рівномірно розподілених по поверхні корозійних виразок.
  2. Тривала експлуатація газопроводів зумовлює незначне зниження твердості, границі міцності і умовної границі плинності та помітне збільшення відносного видовження зразків із низьколегованих марганцем і силіцієм сталей, а також знижує анізотропію властивостей, набуту в процесі виготовлення труб.
  3. Електродний потенціал експлуатованої сталі на 20-30 мВ від’єм­ніший за потенціал металу труб запасу, а струм корозії дещо більший.
  4. На зовнішній поверхні труб запасу (діаметром 520 мм) виявлено окремі локальні корозійні ураження глибиною 1-1,5 мм, що виникли в результаті підплівкової корозії. Тут локалізується пластична деформація під час розтягування металу.
  5. Тривала експлуатація газопроводів спричинює незначне погір­шення стандартизованих механічних і електрохімічних властивостей низь­колегованих трубних сталей, яке за належного контролю зміни геометрії стінки труби не є загрозливим.


5. Доповідь «Новітні методи і засоби технічної діагностики систем транспортування та зберігання нафти і газу» зробив директор Науково-дослідного інституту нафтогазової енергетики і екології ІФНТУНГ к.т.н., доц. Карпаш М.О. (див. стор. 113).


В обговоренні взяли участь д.т.н., провідний науковий співробітник ФМІ ім. Г.В. Карпенка НАН України Джала Р.М., д.т.н., проф., зав. відділу цього ж інституту Никифорчин Г.М.


Обговоривши важливі аспекти питання безпеки та надійності вітчизняних об’єктів видобування та транспортування нафти і газу, рада Західного наукового центру НАН України та МОН України вважає, що газотранспортна система України є важливою складовою енергетичної безпеки України, що перебуває у працездатному стані і може транспортувати заплановані обсяги газу. Тим не менше, при довготривалій експлуатації в ускладнених (особливо гірських) умовах мають місце відмови на окремих ділянках системи. Статистика таких відмов узгоджується зі світовою статистикою порушень експлуатації газопроводів, зокрема, є високою ймовірність руйнування трубопроводу при зсувах ґрунту. Значна кількість неусунених корозійних дефектів на газопроводі також несе потенційну загрозу виникнення відмов за умови їх поєднання з іншими пошкоджувальними чинниками.

Особливо резонансною стала відмова газопроводу Долина-Ужгород на ділянці Долина-Росош, яка спричинила його повний розрив із виходом труби на поверхню (2002 р.). Причиною руйнування за актом технічного розслідування визнано зсув ґрунту. На газопроводі Уренгой-Помари-Ужгород (ділянка між компресорними станціями № 36 і № 37) сталася аварія у грудні 2007 р. На цій же ділянці газопроводу сталася подібна аварія у 2004 р. На іншій ділянці біля с. Лука Таращанського району Київської області аналогічна аварія мала місце у травні 2007 р.

Рада констатує, що низка робіт, спрямованих на забезпечення продовження ресурсу вітчизняного трубопровідного транспорту, включено до ініційованої Західним науковим центром НАН України і МОН України «Регіональної програми з визначення залишкового ресурсу конструкцій, споруд і машин тривалої експлуатації та розробка заходів щодо продовження терміну їх безаварійної роботи на 2003–2010 рр.». Хоча через недофінансування цієї програми з боку обласних рад західного регіону виконання запланованих робіт є незадовільним, проведений за програмою аналіз відмов на окремих ділянках газотранспортної системи України дає підстави вважати, що в контексті розглядуваного питання існує ряд невирішених науково-організаційних проблем. Зокрема:

– не приділяється достатньої уваги моніторингу геологічних процесів, які можуть призводити до зсувів ґрунтів;

– не застосовуються ефективні розрахункові методи оцінювання напружено-деформованого стану трубопроводів, що знаходяться у складних умовах навантаження (зсуви ґрунтів);

– недостатньо вивчені критерії руйнування газопроводу за комбі­нованого впливу різних пошкоджувальних чинників і урахування реальних характеристик матеріалу та їх локалізованої пластичної деформації;

– недостатнього поширення набули методи і засоби моніторингу відкритих ділянок газопроводів, особливо через ріки та автомагістралі, а також сучасна інформаційно-вимірювальна апаратура для безконтактного виявлення пошкоджень ізоляції трубопроводів з метою раннього виявлення і запобігання їх корозійного руйнування;

– дефекти, виявлені засобами внутрішньотрубної діагностики, не завжди оцінюються за сучасними критеріями їх потенційної небезпеки для планування першочерговості ремонтних робіт.

Рада Західного наукового центру НАН України і МОН України ухвалила:

для забезпечення надійної та ефективної експлуатації газотранспортної системи України необхідно:
  1. Виявляти зсувонебезпечні ділянки трас трубопроводів шляхом довгострокового прогнозування зсувів з урахуванням впливу різних природно-техногенних чинників. На зсувонебезпечних ділянках трас трубопроводів необхідно постійно здійснювати моніторинг напружено-деформованого стану гірського масиву за допомогою природного імпульс­ного електромагнітного поля Землі, контролювати механічні напруження в матеріалі труби розрахунковим і експериментальним методами, напри­клад, за допомогою електромагнітної апаратури ВГА-1, ультразвукового приладу «СИГМА», акустико-емісійних систем SKOP-8, ЭМА-3.
  2. Внести зміни і доповнення до нормативного документа ВБН В2.3.–00018201.04–2000 «Розрахунки на міцність діючих магістральних тру­бопроводів з дефектами» з метою більш повного врахування тріщи­ностій­кості і ударної в’язкості металу трубопроводу при його тривалій експлуатації.
  3. Вважати необхідним активізувати дослідження у рамках нау­ково-технічної програми «Високонадійний трубопровідний транспорт», в якій передбачити нормативне, організаційне, методичне, апаратурне та кад­рове забезпечення за рахунок відповідного фінансування не ли­ше під­приємствами НАК «Нафтогаз» України, але й ДК «Укртрансгаз», та продов­жи­ти виконання Державної науково-технічної програми «Ресурс», виділивши у ній розділ «Оцінка надійності та безпечного стану газо­транспорт­ної системи України». У рамках таких програм слід передбачити розроб­лен­ня нормативного документа «Оцінка стану трубопроводів при зсувах ґрунтів».
  4. Вжити необхідних заходів для прогнозування залишкового ресурсу трубопровідного транспорту, зокрема:
    • запропонувати ФМІ ім. Г.В. Карпенка НАН України активізувати роботи зі створення, сертифікації та акредитації нової діагностичної апаратури серій SKOP-8, ІМК, БВС, ОРТ для акустико-емісійного діагностування та безконтактного виявлення пошкоджень ізоляції трубопроводів;
    • звернутись до ІФНТУНГ з клопотанням щодо розроблення науково-обґрунтованих вимог до обсягу та якості проведення робіт із технічного діагностування об'єктів нафтогазової галузі за секторами: буріння та видобування; транспортування та зберігання; перероблення;
    • запропонувати ІФНТУНГ разом із Інститутом електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, Інститутом проблем міцності ім. Г.С. Писаренка НАН України та ФМІ ім. Г.В. Карпенка НАН України звернутись до Держстандарту України та Держгірпромнагляду України з пропозиціями щодо проведення узгодженої загальнодержавної політики у сфері апаратурного, термінологічного, методичного та кадрового забезпечення у галузі неруйнівного контролю та технічної діагностики трубопровідних систем;
    • запропонувати ІФНТУНГ поширити досвід створення галузевої сис­теми з підготовки та сертифікації фахівців із НКТД у нафтогазовій галузі на створення аналогічної вітчизняної системи підготовки та сертифікації фахівців із ТДMM (технічне діагностування і моніторинг машин).
  1. Ухвалу надіслати в НАК «Нафтогаз України» та ДК «Укртрансгаз» і просити керівництво цих компаній надіслати до Західного наукового центру НАН України та МОН України пропозиції щодо активізації досліджень і розробок з проблем надійності та довговічності трубопровідного транспорту, зокрема, щодо п. 3, 4 цієї ухвали.