Анализ причин возникновения и развития стресс-коррозионных дефектов в процессе длительной эксплуатации подземных трубопроводов

Потребляемая мощность, кВт/ч

Количество часов работы в сутки

Количество потребляемой энергии за сутки, кВт

Ноутбук

1

0,09

8

0,72

Затем необходимо определить стоимость электроэнергии за рабочий период (при стоимости 2,05 руб. за кВт/час).

Таблица 17 - Расчет стоимости электроэнергии с февраля по май

Месяц	Количество дней	Количество рабочих дней	Количество потребляемой энергии за месяц, кВт	Стоимость электроэнергии за месяц, руб (при 2,05 руб. за кВт/час)
Февраль	28	20	14,4	29,52
Март	31	22	15,84	32,47
Апрель	30	22	15,84	32,47
Май	15	8	5,76	11,8
			ИТОГО:	106,26

Затраты на электроэнергию за четыре месяца, а именно, с февраля по май составили 106,26 рублей.

Далее представлен расчет основной заработной платы. В настоящую статью включается основная заработная плата научных и инженерно-технических работников, рабочих макетных мастерских и опытных производств, непосредственно участвующих в выполнении работ по данной теме. Величина расходов по заработной плате определяется исходя из трудоемкости выполняемых работ и действующей системы оплаты труда. В состав основной заработной платы включается премия, выплачиваемая ежемесячно из фонда заработной платы (размер определяется Положением об оплате труда). Расчет основной заработной платы сводится в таблице 20.

Основная заработная плата (З_осн) находится по формуле:

где З_осн - основная заработная плата одного работника;

Т_р - продолжительность работ, выполняемых научно-техническим работником, месяцев;

З_м - месячный оклад работника, руб.

Таблица 18 - Баланс рабочего времени за 2015 год

Показатели рабочего времени	Руководитель	Магистр	Мастер
Календарное число дней	365	365	365
Количество нерабочих дней - выходные дни - праздничные дни	118	118	118
Потери рабочего времени - отпуск - невыходы по болезни	24	24	24
Действительный годовой фонд рабочего времени	223	223	223

Таблица 19 - Расчет командировочных расходов

Направление	Количество человек	Количество средств за поездку, руб
Туда	1	7500
Обратно	1	7500
		ИТОГО: 15000

где З_б - базовый оклад, руб.; k_р - районный коэффициент, равный 1,7 (для п. Лугинецкое).

Основная заработная плата руководителя (от НИ ТПУ) рассчитывается на основании отраслевой оплаты труда. Отраслевая система оплаты труда в НИ ТПУ предполагает следующий состав заработной платы:

1) Оклад - определяется предприятием. В НИ ТПУ оклады распределены в соответствии с занимаемыми должностями. Базовый оклад З_б определяется исходя из размеров окладов, определенных штатным расписанием предприятия.

2) Стимулирующие выплаты - устанавливаются руководителем подразделений за эффективный труд, выполнение дополнительных обязанностей и т.д.

3) Иные выплаты; районный коэффициент.

Найдем основную заработную плату за период с февраля по май 2015 года для руководителя:

руб.

156 815,30 руб.

Расчет основной заработной платы приведен в таблице 20.

Таблица 20 - Расчёт основной заработной платы с февраля по май

Исполнители	Зб, руб.	kр	Зм, руб	Зосн, руб.
Руководитель	30156,79	1,3	39203,82	156815,30
Магистр	12110,1	1,7	20587,17	82348,68
Мастер	33128,72	1,7	56318,82	225275,29
Итого: 464439,27

Отчисления на социальные нужды включают в себя страховые взносы во внебюджетные фонды.

где k_внеб - коэффициент отчислений на уплату во внебюджетные фонды (пенсионный фонд, фонд обязательного медицинского страхования и пр.), равный 30,5%.

Таблица 21 - Страховые взносы

	Руководитель	Магистр	Мастер
Зарплата	156815,30	82348,68	225275,29
Страховые взносы	47828,66	25116,34	68708,96
Итого: 141653,96

В процессе расчета бюджета научного исследования, планируемые затраты следует сгруппировать по статьям, представленным в таблице 22.

Таблица 22 - Группировка затрат по статьям

Сырье, материалы, комплектующие изделия и покупные полуфабрикаты	21112,00
Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ	59310,00
Стоимость электроэнергии	106,26
Дорожные расходы	15000,00
Основная заработная плата	464439,27
Отчисления на социальные нужды	141653,96
Итого плановая себестоимость	701 621,49

Итого планируемые затраты для расчета бюджетного научного исследования составили 701 621,49 рублей.

7.4.3 Риски проекта

Из нескольких базовых вариантов организационных структур, использующихся в практике, была выбрана проектная, которую можно изобразить следующим образом:

Рисунок 27 - Организационная структура проекта

На пути реализации проекта могут возникнуть разного рода риски, представляющие опасность того, что поставленные цели проекта могут быть не достигнуты полностью или частично. Полностью избежать риска практически невозможно, но снизить их угрозу можно, уменьшая действие неблагоприятных факторов. Возможные риски представлены в таблице 23.

Таблица 23 - Реестр рисков

№	Риск	Вероятность наступления (1-5)	Влияние риска (1-5)	Уровень риска	Способы смягчения риска
Технические риски
1	Требования	1	4	средний	Отслеживание изменений требований к материалам, с помощью которых проводится исследование. Постоянный поиск путей оптимизации производства.
2	Технология	1	4	средний
3	Использование ненадежных источников	2	4	средний
4	Качество	1	4	средний
Внешние риски
5	Качество предоставляемых материалов	2	4	низкий	Изучение конъюнктуры рынка. Изучение изменений в российском законодательстве. Определение мер поощрений и наказаний по отношению к рабочим.
6	Предписания контролирующих органов	3	3	средний
7	Рынок	3	4	средний
8	Непредвиденные обстоятельства	1	4	средний
9	Изменения российского законодательства	4	3	высокий
10	Небрежность и недобросовестность сотрудников	3	3	низкий
Организационные риски
11	Организации, от которых зависит проект	2	3	низкий	Строгий контроль за работой всех вспомогательных служб. Поиск альтернативных поставщиков и инвесторов. Возможность проведения исследования на новых научных платформах
12	Ресурсы	1	5	средний
13	Финансирование	4	5	высокий
14	Расстановка приоритетов	3	3	низкий
Риски управления проектом
15	Оценка	2	4	средний	Ответственный подход к разработке и управлению проектом. Повышение квалификации лиц, ответственных за управление проектом.
16	Планирование	2	3	низкий
17	Контроль	3	4	средний
18	Коммуникации	1	3	средний



8. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПРИ ВНУТРЕННЕЙ И ВНЕШНЕЙ ДИАГНОСТИКЕ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, ПРОЛОЖЕННЫХ НА УЧАСТКАХ С МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫМ ГРУНТОМ

При проведении работ на линейной части магистральных трубопроводов, организации выполняющей работы, необходимо большое внимание уделять производственной и экологической безопасности работников и окружающей среды.

Социальная ответственность - ответственность за данные людям обещания, и непосредственно перед самими людьми. Ответственность организации, учитывающая все интересы и занятия коллектива и работников[37]. Предприятие самостоятельно принимает решение по дополнительным мерам по улучшению условий жизни и работы своих подчиненных и их родственников.

Магистральный трубопровод, проложенный на участках с многолетнемерзлыми грунтами подвержен дополнительным физическим и механическим нагрузкам, вследствие оттаивания грунта. Этот фактор повышает степень возникновения аварий и дополнительных разрушений (например, коррозия) на трубопроводе.

Трубопроводы, контактирующие с многолетнемерзлыми грунтами, расположены в основном в северных районах Российской Федерации, в которых температура окружающей среды в зимнее время может опускаться до - 40 градусов, а летом не превышать + 20 градусов. При большой влажности и порывистых ветрах, работа на открытом воздухе в зимнее время становится очень трудна.

8.1 Профессиональная социальная безопасность

Для анализа опасных и вредных факторов при выполнении работ при диагностировании трубопровода на участках контакта с многолетнемерзлыми грунтами составим таблицу. С ее помощью появится целостное представление обо всех выявленных факторах (опасных и вредных) на рабочем месте.

Опасные и вредные факторы при сооружении нефтепровода на участках контакта с многолетнемерзлыми грунтами, а так же их систематизации в нормативной документации представлена в таблице 24.

Таблица 24 ? Основные элементы производственного процесса, формирующие опасные и вредные факторы при выполнении работ при диагностировании трубопровода на открытом воздухе

Наименование видов работ	Факторы (ГОСТ 12.0.003 - 74 ССБТ с измен. 1999 г.)	Нормативные документы
	Вредные	Опасные
1	2	3	4
Земляные работы; Изоляционно-укладочные работы; Акустико-эмиссионная диагностика участков трубопроводов; Исследование химического состава, механических свойств металлов и сварных соединений и их структуры (при необходимости);	1.Отклонение показателей климата на открытом воздухе; 2.Превышение уровней шума и вибрации; 3.Тяжесть и напряженность физического труда; 4. Загазованность	1. Движущиеся машины и механизмы производственного оборудования (в т.ч. грузоподъемные 2. Электрический ток; 3. Пожаро- и взрывоопасность	ГОСТ 12.0.003-74[1] ГОСТ 12.1.010-76[2] ГОСТ 12.1.011-78[3] ГОСТ 12.1.019-79[4]. ГОСТ 12.1.003-83[5] ГОСТ 12.1.005-88[6] ГОСТ 12.4.011-89[7] ГОСТ 12.1.004-91[8]

8.1.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий по их устранению

1. Отклонение показателей климата на открытом воздухе

Работы при диагностике трубопровода и его ремонту на участках контакта с многолетнемерзлыми грунтами производят в зимнее время года, когда грунт находится в мерзлом состоянии. Производство работ в летнее время, из-за оттаивания грунта, делает проезд и движение техники невозможным.

Так как география распространения многолетнемерзлых грунтов достаточно широкая (Западная Сибирь, Дальний Восток), то и температурный режим будет везде разнообразным. Можно отметить лишь то, что температура окружающего воздуха зимой может опускаться местами и до - 40⁰.

Резкие изменения температуры окружающей среды, да и просто работа в условиях пониженных температур несет отрицательное влияние на здоровье человека. Двигательная активность работника обеспечивается всеми жизненными процессами в теле человека. Энергии на преобразование теплообмена используется больше, чем на выполнение самой работы. Нарушение баланса тепла может привести к перегреву либо, наоборот, к переохлаждению человека. Это приводит к нарушению в работе, снижению активности и т.д.

Организации, работники которых трудятся на открытом воздухе, обязаны придерживаться ряда ограничений по температурным режимам. Температурные режимы, при которых приостанавливаются работы на открытом воздухе показаны в таблице 25.

Таблица 25 ? температурный режим, при котором приостанавливаются работы на открытом воздухе [38]

Скорость ветра, м/с	Температура воздуха °С
При безветренной погоде	- 40
Не более 5,0	- 35
5,1-10,0	- 25
10,0-15	-15
15,1-20,0	-5
Более 20,0	0

Работники, которые трудятся на открытом воздухе при низких температурах рискуют получить следующие травмы:

· переохлаждение организма (гипотермии);

· обморожение (руки, пальцы, нос).

Для профилактики обморожений работники должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты, в которые входит комплект утепленной одежды. Комплект одежды включает: куртку (телогрейку); ватные штаны; свитер; головной убор (шапка); перчатки; обувь.

Одежда должна соответствовать всем требованиям, подходить по размеру и не сковывать движения. Современная спецодежда изготавливается из качественных утеплителей: тинуслейт, синтепон, холофайбер. Для удобства работника, одежда оснащается дополнительными эргономичными деталями: капюшон, функциональные карманы. В ветряную погоду работники должны быть обеспечены средствами защиты лица (специальными масками) [39].

Помимо одежды к работам должны допускаться работники с хорошей физической формой, и годные по здоровью. Доставка людей к рабочему месту осуществляется в специальных автомобилях, с системой отопления салона.

2. Превышение уровней шума и вибрации

При диагностике трубопровдов используются машины и оборудование: экскаваторы, бульдозеры, и т.д. Они сопровождаются огромным количеством звуков, которые, при долгосрочном воздействии на человека, могут принести вред слуху и дискомфорт. Следствием продолжительного воздействия шума на человека являются развитие такие заболевания как шумовая болезнь, снижение слуховой чувствительности, изменение функций пищеварения, сердечно-сосудистая недостаточность.

Допустимый уровень звука при работе на производстве зависят от тяжести труда. Максимальный уровень шума при работе с инструментом согласно Федеральному закону от 30.03.1999 N 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» не должен превышать 80 дБА[41].

Для снижения воздействия шума на человека работники оснащаются специальными средствами защиты ? наушниками или вкладышами. Все инструменты, которыми производятся работы, проходят тестирование на уровень шума, и допускаются к работе с виброзащитой или глушителем. Работа должна проходить с небольшими перерывами для снижения воздействия вибрации и шума на человека.

При повышенном уровне вибрации у человека наблюдается повышение утомляемости, увеличение времени зрительной реакции, нарушение опорно-двигательного аппарата.

При изучении действия вибрации на организм человека нужно учитывать, что колебательные процессы присущи живому организму, прежде всего потому, что они в нем постоянно протекают. Внутренние органы можно рассматривать как колебательные системы с упругими связями. Их собственные частоты лежат в диапазоне 3-6 Гц. При воздействии на человека внешних колебаний таких частот происходит возникновение резонансных явлений во внутренних органах, способных вызвать травмы, разрыв артерий, летальный исход. Собственные частоты колебаний тела в положении лежа составляют 3 - 6 Гц, стоя - 5-12 Гц, грудной клетки - 5 - 8 Гц. Воздействие на человека вибраций таких частот угнетает центральную нервную систему, вызывая чувство тревоги и страха.

Воздействие производственной вибрации на человека вызывает изменения как физиологического, так и функционального состояния организма человека. Изменения в функциональном состоянии организма проявляются в повышении утомляемости, увеличении времени двигательной и зрительной реакции, нарушении вестибулярных реакций и координации движений. Все это ведет к снижению производительности труда. Изменения в физиологическом состоянии организма - в развитии нервных заболеваний, нарушении функций сердечно-сосудистой системы, нарушении функций опорно-двигательного аппарата, поражении мышечных тканей и суставов, нарушении функций органов внутренней секреции. Все это приводит к возникновению вибрационной болезни.

Вредность вибрации усугубляется одновременным воздействием на работающих пониженной температуры воздуха рабочей зоны (в условиях крайнего севера температура воздуха может понижаться до -40 градусов по цельсию), повышенного уровня шума, охлаждения рук рабочего при работе с ручными машинами, запыленности воздуха, неудобной позы.

Основу гигиенического нормирования вибрации составляют критерии здоровья человека при воздействии на него вибрации с учетом напряженности и тяжести труда. Основная цель нормирования вибрации на рабочих местах - это установление допустимых значений характеристик вибрации, которые при ежедневном систематическом воздействии в течение всего рабочего дня и многих лет не могут вызвать существенных заболеваний организма человека и не мешают его нормальной трудовой деятельности[40].

Основным документом, регламентирующим уровень вибрации на рабочих местах, является СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

К способам борьбы с вибрацией относятся:

· снижение вибрации в источнике (улучшение конструкции машин, статическая и динамическая балансировка вращающихся частей машин);

· виброгашение (увеличение эффективной массы путем присоединения машины к фундаменту);

· виброизоляция (применение виброизоляторов пружинных, гидравлических, пневматических, резиновых);

· вибродемпфирование (применение материалов с большим внутренним трением);

· применение индивидуальных средств защиты (виброзащитные обувь, перчатки со специальными упруго-демпфирующими элементами, поглощающими вибрацию)[41].

3. Тяжесть и напряженность физического труда

Сооружение нефтепроводов требует от работника огромных трудовых затрат. Трубопроводы очень часто расположены далеко от населенных пунктов и работникам приходится ездить в командировки. Нахождение вне дома, плюс тяжелый труд сказываются на эмоциональном состоянии работника и может привести к заболеваниям.

Для недопущения заболеваний людей при напряженном труде, организации должны придерживаться ряда требований:

· обеспечить людям 8-ми часовой рабочий день;

· обеденный перерыв;

· комфортные условия проживания;

· небольшие перерывы между рабочим процессом;

· своевременная заработная плата.

При соблюдении этих правил, риск возникновения недомоганий из-за тяжести труда минимален.

4. Загазованность

Загазованность воздуха, вызванная утечкой газа в рабочих помещениях, может вызвать отравление людей. Образование газовоздушной смеси в газопроводах может быть причиной сильных взрывов.

Загазованность воздуха проверяют с помощью переносных приборов - газоиндикаторов, называемых также газоопределителями. Обычно они предназначены для определения содержания в воздухе одного-двух газов. В основу действия переносных газоиндикаторов положены различные физические явления или химические реакции, возникающие при появлении газа в контролируемом воздухе.

Для контроля загазованности воздушной среды в производственных помещениях, рабочей зоне открытых площадочных сооружений должны быть предусмотрены средства автоматического непрерывного газового контроля с сигнализацией, срабатывающей при достижении предельно допустимых величин и с выдачей сигналов в систему управления технологическим процессом и противоаварийной защиты. При этом все случаи загазованности должны регистрировать приборы с автоматической записью и должны быть задокументированы.

Места установки и количество датчиков или пробоотборных устройств анализаторов необходимо определять в проектной документации/документации с учетом требований нормативных технических документов по размещению датчиков контроля загазованности.

8.1.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по их устранению

Опасные производственные факторы ? это факторы, которые могут привести к различным травмам работника[42].

1. Движущиеся машины и механизмы производственного оборудования (в т.ч. грузоподъемные)

Диагностирование трубопровода связано с работой тяжелой техники: экскаваторов, бульдозеров. Движущиеся части этой техники (ковш экскаватора, отвал бульдозера) при невнимательном отношении могут привести к травмам. Отсутствие защитных средств приводит к ушибам, переломам и вывихам различных частей тела человека.

Работник, при движении техники в зоне проведения работ, обязан носить головной убор (каску). Находиться в зоне работы техники недопустимо. По полосе движения техники и подвижного оборудования должны находится предупреждающие таблички, которые информируют об опасности.

2. Электрический ток

Один из опасных факторов производства, который не предупреждает о своем наличии (нет явных признаков таких как: запах, свечение и т.д.) ? это электрический ток. Источником электрического тока при ремонте или монтаже нефтепровода является передвижная электростанция, или подключение к трансформаторным станциям.

Опасность электрического тока возникает при ряде нарушений [43]:

- нарушение изоляции проводов;

- неправильное или отсутствие заземления;

- обрыв проводки.

Для человека травмоопасным значением силы электрического тока является 0,15 Ампер, или переменное и постоянное напряжение больше 36 Вольт. Поражения от действия электрического тока могут быть разными: от мелких и крупных ожогов кожного покрова, до сокращения мышц сердца, что приводит к его остановке. Различают несколько видов электрических ожогов:

- покраснение кожи;

- образование на поверхности кожи пузырей и волдырей;

- обугливание кожи.

Ожоговые раны очень долго затягиваются, а поражение 2/3 поверхности кожи всего тела, практически в 85% случаев приводит к летальному исходу.

Для предотвращения поражения человека от электрического тока при ремонте и монтаже нефтепроводов используют следующие средства защиты:

? коллективные средства электрозащиты, в которые входят: оснащение всех опасных электроприборов специальными предупредительными табличками; оборудование электронными системами защиты; изоляция основных электроопасных узлов; контроль за состоянием электрических цепей, заземление и зануление приборов, работающих от электричества;

? индивидуальные средства защиты, в которые входят: резиновые перчатки (электропоглащающие); диэлектрическая обувь; изолированные подставки под оборудование и т.д.

Для работы с элекроприборами допускаются люди специально обученные и имеющие удостоверение по электробезопасности.

3. Пожаро- и взрывоопасность

Источником пожара на трассе трубопровода может быть: электрическое оборудование, которое работает неправильно и в следствии нагрева происходит воспламенение; неправильное отношение к продуктам отходов (бутылкам и окуркам); искры от сварки и т.д. Взорваться в свою очередь может баллон с газом или кислородом, канистра с горючим материалом и т.д.

Последствия взаимодействия открытого огня и человека приводит к ожогам различных степеней у последнего, не исключение и летальный исход. Взрыв же для человека опасен, если он находится в эпицентре, но взрыв, как правило, сопровождается пожаром, поэтому опасность нельзя недооценивать.

Тушение пожара на трубопроводе производится специальными средствами пожаротушения: огнетушителями пеногонными типа ОП-10 или ОУ-10, стволы с водой, сухой песок. При возгорании газа применение пенных огнетушителей малоэффективно, поэтому рекомендуется применять углекислотные огнетушители типа ОУ-1, ОУ-3. Для постоянного контроля, на пожароопасных работах дежурит пожарный экипаж. Для предотвращения небольшого очага возгорания подойдут подручные средства: асбестовые одеяла, вода[44].

Постоянный мониторинг и внимательное отношение к работе в пожароопасной зоне позволяет избегать возгораний и взрывов.

8.2 Экологическая безопасность

Трубопроводы, проложенные на участках многолетнемерзлых грунтов, как и другие сооружения, создаваемые человеком, оказывают определенное влияние на окружающую среду в течение всего их жизненного цикла. Все вредные воздействия и методы по борьбе с ними можно свести в одну обобщающую таблицу.



Таблица 26 - Вредные воздействия на окружающую среду и природоохранные мероприятия

Природные ресурсы и компоненты ОС	Вредные воздействия	Природоохранные мероприятия
Земля и земельные ресурсы	Повреждение почвенного слоя, сельхозугодий и других земель, нарушение первоначального состояния многолетнемерзлого грунта	Рациональное планирование мест и сроков проведения работ. Рекультивация земель. Использование терамостабилизирующих средств грунта. Отсыпка площадок для стоянки техники.
	Засорение почвы производственными отходами	Вывоз и захоронение производственных отходов.
	Уничтожение растительности, повреждение и загрязнение почвенного покрова	Мероприятия по охране почв, посадка деревьев по краю трассы нефтепровода.
Многолетнемерзлые породы	В результате механического и термического воздействия на ММП и последующего оттаивания многолетнемерзлых пород соответственно техногенному загрязнению подвергаются: атмосфера, снег, поверхностные и грунтовые воды. Загрязнение, и прежде всего ядохимикатами, прекращает органическую жизнь и ведет к гибели почв и растительности.	Для районов крайнего севера требуется специальный транспорт, который не нарушал бы растительный покров (машины на воздушной подушке) Мероприятия должны быть заложены для начала в проектную документацию при строительстве и эксплуатации трубопроводов. В проектной документации должна быть описана точная последовательность действий. Для этого необходимо отследить с помощью геофизических исследований точную мощность ММП. Использование термокейсов.
Лес и лесные ресурсы	Порубка древостоя при строительстве трассы нефтепровода, коммуникаций.	Соблюдение нормативов отвода земель в залесенных территориях
	Загрязнение строительным мусором	Уничтожение мусора; вывоз мусора.
Недра	Нарушение состояния геологической среды (температурного состояния грунтов)	Мониторинг за состояние грунтов в зоне контакта с нефтепроводом.
	Не комплексное изучение недр	Научные исследования по повышению комплексности изучения недр
Вода и водные ресурсы	Изъятие из природных источников водных ресурсов;	Мероприятия по охране водных ресурсов.
	Химическое загрязнение поверхностных и грунтовых вод	Установка фильтрующих средств, для очистки воды
Воздушный бассейн	Загрязнение воздуха выхлопными газами от работающей техники	Глушить транспорт при отсутствии работы.
Животный мир	Распугивание, нарушение мест обитания животных, рыб.	Проведение комплекса природоохранных мероприятий, планирование работ с учетом охраны животных

Деградационные воздействия на окружающую среду могут проявляться на стадиях разведки, строительства и эксплуатации нефтепроводов, что ухудшает условия жизни и работы человека и состояние окружающей среды.

Диагностирование трубопроводов является как поверхностным, так и глубинным источником воздействия на геологическую среду. В горных породах нарушается природное равновесие, что приводит к изменению напряженного состояния массива пород и может вызвать деформацию свай, опор, коррозию трубопровода. Существенным аспектом является влияние физико-механических свойств пород, при изменении его температуры вплоть до частичного оттаивания на устойчивость надземного нефтепровода.

В период диагностирования развития стресс-коррозионных дефектов основными факторами, негативно влияющими на состояние окружающей среды являются:

· изъятие земель из хозяйственного использования в краткосрочное и долгосрочное использование;

· механическое нарушение целостности почвенного и растительного покровов;

· изъятие из природных источников водных ресурсов;

· нарушение температурного режима грунтов;

· загрязнение атмосферного воздуха оборудованием, являющимся источником выбросов загрязняющих веществ;

· образование различных отходов, требующих захоронения или утилизации.

Основными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и образования отходов при диагностировании трубопроводов являются машины и механизмы, имеющие в качестве привода двигатели внутреннего сгорания, дизельные электростанции, котельные установки. Механическое нарушение почв происходит при планировке площадки и при осуществлении непосредственно строительных или ремонтных работ. Последствия этих нарушений ликвидируются в обязательном порядке при рекультивации строительной площадки.

Для снижения техногенного воздействия на многолетнемерзлые грунты необходимо обеспечить максимальное сохранение их естественных мерзлотно-геологических условий. Выполнение данного требования предотвращает необратимые изменения геологической среды и связанного с этим прогрессирующего развития негативных криогенных процессов. Для снижения техногенной нагрузки при диагностировании следует выполнять определенные правила.

Основными принципами этих правил являются:

· снижение тепловых нагрузок на приповерхностный слой грунтов естественного залегания;

· минимизация площадей осваиваемой территории;

· недопущение нарушений естественных природных условий вне границ застроенной территории;

· соблюдение природоохранных норм и правил, технологии рекультивации нарушенных земель.

Реализация вышеперечисленных принципов достигается за счет проведения следующих мероприятий:

· возведение всех проектируемых сооружений и газо- и нефтепроводов по первому принципу строительства, т.е. с сохранением грунтов в их естественном мерзлом состоянии;

· диагностирование трубопроводов производить только на предварительно подготовленной территории;

· движение автотранспорта и другой техники осуществлять только по дорогам и зимникам.

Для обеспечения экологической безопасности в зоне возможного оттаивания многолетнемерзлых грунтов на всех этапах его существования должен осуществляться производственный экологический мониторинг, что позволит контролировать поведение мерзлого грунта и на этой основе осуществлять природно-охранные мероприятия.

Общими требованиями к организации экологического мониторинга являются:

· выполнение наблюдений в зоне расположения трубопровода на участках с многолетнемерзлым грунтом;

· ведение мониторинга в зависимости от условий природной среды и особенностей объекта;

· выполнение инженерно-экологических исследований и наблюдений;

· обработка полученной при мониторинге информации путем проведения исследований, анализов;

· исследование химического состава, механических свойств металлов и сварных соединений и их структуры (при необходимости)

· ведение единой базы данных по наблюдаемым объектам.

Результаты мониторинга используются в целях контроля соответствия состояния окружающей среды по экологическим нормативам.

8.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях

Причины возникновения чрезвычайных ситуаций на трассе трубопровода могут быть разнообразны: лесные пожары, аварии, ошибки персонала, старение оборудования, удар молнии, а так же природные процессы, связанные с изменением свойств и структуры грунта.

Наиболее опасной чрезвычайной ситуацией на трубопроводе, проложенном на Крайнем Севере, является нарушение целостности мерзлого грунта и изменение его свойств. В грунте могут образоваться такие опасные природные процессы, как солифлюкция, протаивание, термокарст. Эти явления приводят к сильному изменению состояния грунта, его оттаиванию и, как следствие, породы становятся не устойчивыми и не способными выдерживать какие либо нагрузки, а так же приводит к сильной коррозии металла.

При разрушении трубопровода коррозией или водородом работники обязаны обеспечить все необходимые мероприятия для снижения последствий разрушения. В перечень мероприятий входит [52]:

· диагностика и анализ разрушения и его опасности;

· применение электрозащиты подземных металлических сооружений;

· воздействие на окружающую среду с целью снижения ее агрессивности;

· использование коррозионно-стойких материалов;

· изоляция поверхности сооружения от контакта с внешней агрессивной средой.

8.4 Законодательное регулирование проектных решений

Компании, которые занимаются транспортировкой нефти и газа по магистральным трубопроводам обязаны обеспечивать своих работников всеми материальными и социальными благами в соответствии с «Трудовым кодексом Российской Федерации от 30.12.2001 №197-ФЗ»[45].

В соответствии со статьей «Право работника на труд в условиях, отвечающих требованиям охраны труда» работник имеет право на:

· рабочее место;

· своевременную оплату;

· социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний;

· получение достоверной информации от работодателя об условиях и охране труда;

· отказ от выполнения работ в случае опасности для жизни;

· обеспечение средствами индивидуальной защиты;

· обучение за счет работодателя;

· медицинский осмотр и т.д;

Трубопроводы, контактирующие с многолетнемерзлыми грунтами в основном расположены в северной части страны. Работники, которые трудятся в условиях крайнего севера, имеют дополнительные льготы в соответствии с законом РФ от 19.02.1993 N 4520-1 «О государственных гарантиях и компенсациях для лиц, работающих и проживающих в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях»[46].

Одной из основных льгот, предоставляемых данной категории работников, является районный коэффициент. Согласно ст. 315 ТК РФ[47] оплата труда в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях осуществляется с применением районных коэффициентов и процентных надбавок к заработной плате.

Кроме того, коэффициент начисляется на надбавки и доплаты к тарифным ставкам (должностным окладам) и компенсационные выплаты, связанные с режимом работы и условиями труда, к которым относятся надбавки[48]:

· за классность, звание по профессии, непрерывный стаж работы по специальности и т.д.;

· должностным лицам и гражданам, допущенным к государственной тайне;

· за выслугу лет (непрерывную работу), а также вознаграждение за выслугу лет, выплачиваемое ежеквартально или единовременно;

· по итогам работы за год;

· за условия труда при работе в ночное время, сменную работу, за совмещение профессий (должностей).

При этом в состав заработка, на который начисляется районный коэффициент, не включаются: процентные надбавки к заработной плате за работу в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях, а также в южных районах Восточной Сибири и Дальнего Востока; все виды выплат по среднему заработку (отпускные, оплата обучения работников, направленных на профессиональную подготовку, повышение квалификации или обучение вторым профессиям, и др.); материальная помощь; единовременные поощрительные выплаты, не предусмотренные системой оплаты труда организации

Северянам также должна выплачиваться процентная надбавка к заработной плате. В отличие от районного коэффициента при выплате надбавок необходимо учитывать стаж работы в данных районах или местностях. Размер процентной надбавки и порядок ее выплаты (как и районный коэффициент) устанавливаются Правительством РФ (ст. 317 ТК РФ, ст. 11 Закона N 4520-1)[49].

Статья 116 ТК РФ устанавливает северянам ежегодные дополнительные оплачиваемые отпуска. При этом работодатели с учетом своих производственных и финансовых возможностей могут самостоятельно устанавливать для работников дополнительные отпуска, порядок и условия предоставления которых, определяются коллективными договорами или локальными нормативными актами, которые принимаются с учетом мнения выборного органа первичной профсоюзной организации.

Кроме своих работников, нефтеперекачивающие организации точно так же, обязаны следить за негативным влиянием их деятельности на окружающую среду, и защищать население от чрезвычайных ситуаций. В основу управления положен закон РФ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»[50].

Согласно [22] комплекс мероприятий по защите населения включает:

· оповещение населения об опасности, его информирование о порядке действий в сложившихся чрезвычайных условиях;

· эвакуационные мероприятия;

· меры по инженерной защите населения;

· меры радиационной и химической защиты;

· медицинские мероприятия;

· подготовку населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций.

Трубопроводы относятся к опасным производственным объектам, поэтому организации, занимающиеся их эксплуатацией, подчиняются [51].



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной выпускной квалификационной работе изучены основные теоретические и экспериментальные положения, являющиеся основой для технических решений при разработке новых методов технической диагностики систем электрохимической защиты подземных стальных трубопроводов, проложенных в нейтральных и слабощелочных грунтах. Внедрение новых методов в практику эксплуатации подземных катодно защищаемых трубопроводов внесет значительный вклад в повышение надежности трубопроводного парка страны. Предлагаемый критерий контроля режимов катодной защиты впервые позволяет с достаточной для практики точностью количественно определять остаточную скорость коррозии и время до появления стресс-коррозионных трещин при заданном режиме катодной защиты в диапазоне допустимых рабочих давлений транспортируемого продукта, что является решением крупной научной проблемы, имеющей важное практическое значение для повышения надежности эксплуатации трубопроводных систем транспорта нефти и газа.

Изучен процесс коррозионного разрушения трубной стали при различных внутренних напряжениях в зависимости от условий доставки кислорода к корродирующей поверхности, характеризуемой плотностью предельного тока по кислороду. Установлено, что плотность коррозионного тока в язвах с максимальной глубиной при внутренних напряжениях 0,95 предела текучести практически достигает плотности предельного тока кислорода (63-86%). В отсутствии внутренних напряжений плотность коррозионного тока в язвах с максимальной глубиной проникновения составляет 32 - 46% от плотности предельного тока по кислороду.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 5272-50, Коррозия металлов, Терминология.

2. Томашев Н. Д., Теория коррозии металлов, Металлугиздат, 1952.

3. Акимов Г. В., Теория и методы исследования коррозии металлов, Изд. АН СССР, 1945.

4. Акимов Г. В., Основы учения о коррозии и защите металлов, ?Металлургиздат, 1946.

5. Клинов И. Я., Коррозия химическои? аппаратуры и коррозионностои?кие материалы, Машгиз, 1954.

6. Бахвалов Г. Т. и Турковская А. В., Коррозия и защита металлов, Металлургиздат, 1947.

7. Притула В. А., Защита подземных трубопроводов от внешнеи? ?коррозии, Гостоптехиздат, 1948.

8. Притула В. А., Катодная защита трубопроводов и резервуаров, Гостоптехиздат, 1950.

9. Спирин А. А., Кальман В. С., Салам-3аде М. М., Цекун Н. А., ?Методика электрических исследовании? коррозионного состония трубопроводов и кабелеи?, Азнефтеиздат, 1954.

10. Спирин А. А., Цекун Н. А., Салам-3аде М. М., Электрическая защита подземных металлических сооружении? от коррозии, ?Азнефтеиздат, 1954.

11. Защита подземных металлических трубопроводов и кабелеи? ?от коррозии, Сборник под ред. В. Н. Милыитеи?на, Изд. Мин. ?ком. хоз. РСФСР, 1954.

12. Хижняков В.И. Коррозия трубной стали в дефектах изоляционного покрытия нефтепроводов центральной части Западной Сибири, Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности, М., ВНИИОЭНГ,1882, № 10.

13. Хижняков В.И. О саморегулировании катодной защиты подземных трубопроводов. . Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности, М., ВНИИОЭНГ, 1983, № 6.

14. Хижняков В.И., Гамза В.В., Обливанцев Ю.Н. Зонд и полевой полярограф для определения предельного тока кислорода при коррозии подземных трубопроводов. Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности, М., ВНИИОЭНГ, 1984, № 4.

15. Хижняков В.И., Глазов Н.П., Налесник О.И. К оценке содержания кислорода в грунте по значению предельного тока по кислороду на платиновом электроде. Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности, М.. ВНИИОЭНГ, 1978, № 2.

16. Хижняков В.И., Глазов Н.П., Налесник О.И. Математическая модель диффузии кислорода к поверхности подземного трубопровода. В сб. Теория и практика защиты от коррозии, Куйбышев, 1977.

17. Хижняков В.И., Глазов Н.П., Налесник О.И. Исследование процесса коррозии стальных образцов с поврежденной изоляцией в грунтах Томского Приобья. В сб. Прогрессивные материалы, технологии и оборудование для защиты изделий, металлоконструкций и сооружений от коррозии, Горький, 1983.

18. Хижняков В.И., Глазов Н.П., Налесник О.И. Исследование коррозии трубной стали во влажных грунтах Среднего Приобья. Коррозия и защита скважин, трубопроводов и морских сооружений в газовой промышленности, М., ВНИИОЭГазпром, 1982, № 4.

19. Хижняков В.И., Глазов Н.П., Налесник О.И. Об определении коэффициента диффузии кислорода в грунтах при коррозии подземных стальных сооружений. Коррозия и защита скважин, трубопроводов и морских сооружений в газовой промышленности, М., ВНИИОЭГазпром, 1983, № 3.

20. Хижняков В.И., Дмитриева Е.Н., Тропина Т.М. Распределение плотности тока катодной защиты в зависимости от доставки кислорода. - Методы исследования в химии и химической технологии: Материалы научно-практической конференции, Томск, 1986, с. 7 - 23. - Деп. в ОНИИТЭХИМ, г. Черкассы, 27.11.86, № 1397-ХП-86.

21. Хижняков В.И. Опыт коррозионного обследования магистральных нефтепроводов в условиях центральной части Западной Сибири. Трубопроводный транспорт нефти, М., 1992, № 6.

22. Хижняков В.И., Штин И.В. Анализ коррозионного состояния полости магистрального нефтепровода Александровское - Анжеро - Судженск. Трубопроводный транспорт нефти, М., 2000, № 4.

23. Хижняков В.И., Махрин В.И. Противокоррозионная защита резервуаров для хранения нефти. М., Трубопроводный транспорт нефти, М., 2003, № 3.

24. Хижняков В.И. Защита магистральных нефтепроводов от почвенной коррозии. . Трубопроводный транспорт нефти, М., 2004, № 12.

25. Хижняков В.И., Жилин А.В. Выбор режимов катодной защиты, исключающих стресс-коррозионное растрескивание подземных нефтегазопроводов. В сб. Экологические проблемы и тегногенная безопасность строительства, эксплуатации и реконструкции нефтегазопроводов. Новые технологии и материалы. Томск, 2005.

26. Хижняков В.И., Иванов Ю.А., Назаров Б.Ф. Переносной полевой прибор для определения остаточной скорости коррозии и степени наводороживания стенки нефтегазопроводов при различных режимах катодной защиты. В сб. Экологические проблемы и техногенная безопасность строительства, эксплуатации и реконструкции нефтегазопроводов. Новые технологии и материалы. Томск, 2005.

27. Хижняков В.И., Трофимова Е.В. Превышение тока катодной защиты над предельным по кислороду - фактор электролитического наводороживания трубных сталей. - В сб. Современные методы и технологии защиты от коррозии и износа, М. 2009, с. 8 - 9.

28. Хижняков В.И.Влияние режимов катодной защиты на степень подавления почвенной коррозии трубных сталей и на объем поглощенного при этом водорода. - Вестник Российской Академии Естественных Наук (Западно- сибирское отделение), 2009, вып. 11, с. 160 - 166.

29. Гост 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация

30. Гост 12.1.010-76 ССБТ. Взрывобезопасность.

31. Гост 12.1.011-78 Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытании

32. Гост 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

33. Гост 12.1.003-83 Шум общие требования безопасности

34. ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

35. ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда средства защиты работающих

36. Гост 12.1.004-91 Пожарная безопасность

37. Электронный ресурс, http://www.psychologos.ru/articles/view/socialnaya_otvetstvennost;

38. Электронный ресурс, Соблюдение работодателями режима труда и отдыха работников, работающих в холодное время, http://git11.rostrud.ru/razyasneniya-i-konsultatsii/soblyudenie-rabotodatelyami-rezhima-truda-i-otdykha-rabotnikov-rabotayushchikh-v-kholodnoe-vremya/14694.html;

39. Методические рекомендации МР 2.2.7.2129-06 Режимы труда и отдыха работающих в холодное время на открытой территорииили в неотапливаемых помещениях;

40. Электронный ресурс, http://www.grandars.ru/shkola/bezopasnost-zhiznedeyatelnosti/proizvodstvennaya-vibraciya.html;

41. Федеральный закон от 30.03.1999 N 52-ФЗ (ред. от 28.11.2015) «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»

42. Электронный ресурс, http://www.grandars.ru/shkola/bezopasnost-zhiznedeyatelnosti/opasnye-proizvodstvennye-faktory.html;

43. Электронный ресурс, Охрана труда и БЖД, Действие электрического тока на человека, http://ohrana-bgd.narod.ru/prokat_32.html;

44. Электронный ресурс, Первичные средства и стационарные установки для тушения пожаров, http://www.0-1.ru/law/showdoc.asp?dp=ppbo-103-79&chp=17;

45. «Трудовой кодекс Российской Федерации» от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред. от 30.12.2015);

46. Закон РФ от 19.02.1993 N 4520-1 (ред. от 31.12.2014) «О государственных гарантиях и компенсациях для лиц, работающих и проживающих в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях»;

47. «Трудовой кодекс Российской Федерации» от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред. от 30.12.2015) Статья 315. Оплата труда;

48. Электронный ресурс, Районный коэффициент и надбавка к заработной плате работников крайнего севера, http://www.profiz.ru/kr/8_2012/zarplata_sever/;

49. Закон РФ от 19.02.1993 N 4520-1 (ред. от 31.12.2014) «О государственных гарантиях и компенсациях для лиц, работающих и проживающих в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях»;

50. Федеральный закон от 21.12.1994 N 68-ФЗ (ред. от 15.02.2016) «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»;

51. Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ (ред. от 13.07.2015) «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»

52. Статейные данные. Обзор методов защиты трубопроводов от коррозии изоляционными покрытиями;



Приложение А

Mechanisms of Stress-Corrosion Cracking

Stress-corrosion cracking (SCC) is a term used to describe service failures in engineering materials that occur by slow, environmentally induced crack propagation. The observed crack propagation is the result of the combined and synergistic interaction of mechanical stress and corrosion reactions. Before SCC can be discussed in detail, we must clearly define the type of loading involved, the types of materials involved, the types of environments that cause SCC, and the nature of the interactions that result in this phenomenon. The term "stress-corrosion cracking" is frequently used to describe any type of environmentally induced or assisted crack propagation. However, this discussion will focus on the normal usage of the term as defined below.

One common misconception is that SCC is the result of stress concentration at corrosiongenerated surface flaws (as quantified by the stress-intensity factor, K); when a critical value of stress concentration, Kcnu is reached, mechanical fracture results. Although stress concentration does occur at such flaws, it does not exceed the critical value required to cause mechanical fracture of the material in an inert environment. Precorrosion followed by loading in an inert environment will not result in any significant crack propagation, while simultaneous environmental exposure and application of stress will cause time-dependent subcritical crack propagation. The term "synergy" is used to describe this process because the combined simultaneous interaction of mechanical and chemical forces results in crack propagation, whereas neither factor acting independently or alternately would result in the same effect. The exact nature of this interaction is the subject of numerous scientific investigations and will be covered in the section "Crack-Propagation Mechanisms" in this chapter.

The stresses required to cause SCC are small, usually below the macroscopic yield stress, and are tensile in nature. The stresses can be externally applied, but residual stresses often cause SCC failures. However, compressive residual stresses can be used to prevent this phenomenon. Static loading is usually considered to be responsible for SCC, while environmentally induced crack propagation due to cyclic loading is defined as corrosion fatigue. The boundary between these two classes of phenomena is vague, and corrosion fatigue is often considered to be a subset of SCC. However, because the environments that cause corrosion fatigue and SCC are not always the same, these two should be considered separate phenomena. The term "stress-corrosion cracking" is usually used to describe failures in metallic alloys. However, other classes of materials also exhibit delayed failure by environmentally induced crack propagation. Ceramics exhibit environmentally induced crack propagation and polymeric materials frequently exhibit craze cracking as a result of the interaction of applied stress and environmental reactions.

The mechanical properties of composites will degrade if exposure to the environment attacks the matrix, the reinforcing phase, or the matrix-to-reinforcement interface; if crack propagation results during static loading, this degradation is SCC. Until recently, it was thought that pure metals were immune to SCC, but it is now known that this is not true. Because considerably more research has been conducted on the SCC behavior of metallic alloys, the discussion in this chapter will focus on SCC of metals and their alloys. Environments that cause SCC are usually aqueous and can be either condensed layers of moisture or bulk solutions. SCC is alloy/environment specific; that is, it is frequency the result of a specific chemical species in the environment. For example, the SCC of copper alloys, traditionally referred to as season cracking, is usually due to the presence of ammonia in the environment, and chloride ions cause or exacerbate cracking in stainless steels and aluminum alloys. Also, an environment that causes SCC in one alloy may not cause it in another. Changing the temperature, the degree of aeration, and/or the concentration of ionic species may change an innocuous environment into one that causes SCC failure. Also, different heat treatments may make the same alloy either immune or susceptible. As a result, the list of all possible alloy/environment combinations that cause SCC is continually expanding, and the possibilities are virtually infinite. Some of the more commonly observed alloy/environment combinations that result in SCC are listed in Table 1.

In general, SCC is observed in alloy/environment combinations that result in the formation of a film on the metal surface. These films may be passivating layers, tarnish films, or dealloyed layers. In many cases, these films reduce the rate of general or uniform corrosion, making the alloy desirable for resistance to uniform corrosion in the environment. As a result, SCC is of greatest concern in corrosion-resistant alloys exposed to aggressive aqueous environments. Table 2 lists several alloy/environment combinations and the films that may form at the crack tip.

The Phenomenon of SCC

Stress-corrosion cracking is a delayed failure process. That is, cracks initiate and propagate at a slow rate (for example, 10^-9 to 10^-6 m/s) until the stresses in the remaining ligament of metal exceed the fracture strength. The sequence of events involved in the SCC process is usually divided into three stages:

· Crack initiation and stage 1 propagation

· Stage 2 or steady-state crack propagation

· Stage 3 crack propagation or final failure

The characteristics of each of these stages will be discussed in greater detail below. First, however, the techniques used to measure SCC will be reviewed briefly. Stress-corrosion cracking experiments can be categorized as:

· Tests on statically loaded smooth samples

· Tests on statically loaded precracked samples

· Tests using slowly straining samples

Tests on statically loaded smooth samples are usually conducted at various fixed stress levels, and the time to failure of the sample in the environment is measured. Figure 1 illustrates the typical results obtained from this type of test. In Fig. 1, the logarithm of the measured time to failure, t_f, is plotted against the applied stress, a applied, and the time to failure can be seen to increase rapidly with decreasing stress; a threshold stress, у, is determined where the time to failure approaches infinity. The total time to failure at a given stress consists of the time required for the formation of a crack (the incubation or initiation time, t_in, and the time of crack propagation, t_cp). These experiments can be used to determine the maximum stress that can be applied in service without SCC failure, to determine an inspection interval to confirm the absence of SCC crack propagation, or to evaluate the influence of metallurgical and environmental changes on SCC.