CC BY
13
8. Походило С.В. Розвиток теори та принципов побудови засобгв вимiрювання ¡мггансу об'екйв квал]метрц : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук: спец. 05.11.05 / С.В. Походило; НУ "Львгвська полiтехнiка". - Львгв, 2004. - 40 с.
9. Походило, С.В. Диференцшннй метод ощнювання якостi продукцл за параметрами iMi-тансу / С.В. Походило, С. С Остапчак // Вюник Национального унiверситету "Львгвська полггех-нжа". - Сер.: Автоматика, вимiрювання та керування. - Львiв : Вид-во НУ "Львгвська полггехш-ка". - 2011. - № 695. - С. 41-45.
10. Походило С.В. Measurement of electrophysical parameters of alcoholic solutions / С.В. Походило, В.З. Юзва // Вюннк Национального университету "Львгвська полiтехнiка". - Сер.: Комп'ютерш науки та шформацшш технологи. - Львгв : Вид-во НУ "Львгвська полiтехнiка". -2015. - № 789. - С. 23-42.
Надтшла до редакцп 15.10.2016р.
Походило Е.В., Юзва В.З., Ыкович О.В. Идентификация спиртовых растворов по параметрам иммитанса
Рассмотрены способы идентификации спиртовых растворов по их электрическим параметрам, в частности водно-спиртовых растворов различной концентрации и алкогольных напитков. Отмечено, что информативными параметрами могут быть диэлектрическая проницаемость, проводимость или активные и реактивные составляющие импеданса или адмитанса объектов идентификации. Исследованы спиртовые растворы в частотном диапазоне и выявлено, что реактивные составляющие адмитанса водно-спиртовых растворов и водки имеют явно выраженные экстремальные значения, соответствующие определенной частоте. Предложено использовать такую частоту для идентификации водки различных марок, а также водно-спиртовых растворов.
Ключевые слова: спирт, спиртовой раствор, водка, иммитанс, адмитанс, импеданс.
Pokhodylo E. V., Yuzva V.Z., Vikovych O. V. Identification of the Alcoholic Solutions by Immitance Parameters
The methods of identification of alcoholic solutions for their electrical parameters, including water-alcohol solutions of different concentration and alcoholic beverages were examined. We have indicated that informative parameters may be permittivity, conductivity or active and reactive components of impedance or admittance of identification objects. Alcohol solvents were investigated in the frequency range and it is found that reactive components of admittance of water-alcohol solutions and vodka have clearly expressed extreme values corresponding to a certain frequency. It is proposed to use such rate to identify different brands of vodka and water-alcohol solutions.
Keywords: alcohol, alcoholic solution, vodka, immittance, admittance, impedance.
УДК 621.643
КОРОЗ1ЙНО-МЕХАН1ЧНЕ РУЙНУВАННЯ ТРУБ ВИКИДНИХ Л1Н1Й СВЕРДЛОВИН П1Д Д1£Ю ГАЗОВИХ Г1ДРАТ1В Л.Я. Побережний1, В.В. Грицанчук2, А.В. Грицанчук3
Проведено втомш випробовування на повiтрi та у корозивному середовищi (0,05 моль/л N01 + 0,05 моль/л N2804), як для сталi марки 17ГС, так i для Ст20. Зафжсо-вано тристадшну юнетику деформаци стаи трубопроводу. Вплив газопдрату на вщносну тривалiсть стадш низькочастотно! втоми виявляеться у зменшенш третьо! стади, яка вщ-повщае робот у режим обмежено! функциональной! Поглиблене дослщження явищ, пов'язаних iз впливом газопдрайв на поверхню труби, мае велике практичне значення. Ключовi слова: трубопровод, викидна лiнiя, газовий пдрат, деградаЦя, кiнетика втоми.
1 проф. Л.Я Побережний, д-р техн. наук - 1вано-Франк1вський НТУ нафти i газу;
2 викл. В.В. Грицанчук - 1вано-Франк1вський НТУ нафти i газу;
3 асшр. А.В. Грицанчук - 1вано-Франк1вський НТУ нафти i газу
Вступ. На сьогодш Украша e енергодефiцитною державою, тому проблема збшьшення власного видо6утку постае вкрай нагально. Один iз шл^в вирь шення - вщновлення роботи зaконсервовaниx, використання нaявниx та спору-дження новиx низькодебiтниx свердловин. При цьому газ, який вде вiд мiсця ви-добутку у промисловий трyбопровiд, часто мiстить значну кiлькiсть домiшок i вологи. Тому проблема дослщження впливу гiдрaтiв на мaтерiaл трубопроводу i розроблення в подальшому новиx екологiчно-безпечниx шиб^чж композиций е доволi актуальною.
Сформовaнi пдрати можуть закупорювати трубопроводи, пiдводнi лшп транспортування, а в рaзi газового викиду пiд час бyрiния, пдрати можуть утво-рюватися в стояку свердловини у противикидному превенторi i на штуцершй лiнiï. Це спричинить часткове або повне закупорення внутртньо1' частини газопроводу, i якщо швидко ïï не видалити, то це приведе до зростання тиску все-рединi труби i до можливо!' аварц. Внaслiдок цього можуть виникнути рiзнi еко-номiчнi та еколопчш проблеми та серйознi ризики для безпеки обслуговуючого персоналу та устатковання [1].
Пдратоутворення у промисловж гaзопроводax в осiнньо-зимовий перiод завжди супроводжуеться сприятливими термодинaмiчними умовами середови-ща, високим тиском та низькою температурою транспортування. За наявност! цж умов, мaлопaрaфiнистий гомолопчний склад природного газу (C1-C4) та/чи наявшсть домшок у гaзi (H2S, CO2 тощо) змiшyeться з водяною парою i на по-верxнi роздалу фаз шд дieю слaбкиx сил Ван-дер-Ваальса (сила м!жмолекуляр-но1' взаемодц) утворюються гiдрaти. Якщо ïx швидко не видалити, гiдрaт роз-ростаеться по труб! та блокуе внутршнш перерiз труби, що призводить до шд-вищення тиску в трубопровод! та небезпеки розриву.
Природний газ у плaстовиx yмовax (yмовax залягання в земниx нaдрax) пе-ребувае в гaзоподiбномy стaнi (72 %) у вигляд! окремиx скупчень (гaзовi покла-ди) або у вигляд! газово!' шапки (9,5 %) нaфтогaзовиx родовищ - це вшьний газ, або в розчиненому стан! (8,5 %) в нафта або вод! (у плaстовиx yмовax), а в стан-дaртниx yмовax - тальки в газоподабному стан!. Також природний газ може пе-ребувати у вигляда газопдратав. Тверд! пдрати можуть утворюватись за висо-кж тисюв i низькиx температур (навиь вище нормaльноï температури плавлен-ня льоду) за рaxyнок слaбкиx Вaн-дер-Вaaльсiвськиx i водиевиx зв'язюв, як! xa-рактерш для води. Зокрема, за тиску 1 МПа етан може утворювати газов! пдрати за температури нижче 4 °C, тод! як за тиску 3 МПа вш легко може утворювати пдрати за температури нижче 14 °C.
Мета дослщження - вивчити вплив газопдратав на довгов!чшсть промис-ловиx газопровод!в.
Об'ект дослщження - викидш лiнiï свердловини на дшянщ до установки комплексноï (попередньоГ) шдготовки газу.
Мaтерiaли i методи дослщження. Для вивчення впливу газопдрату на втомш та корозшно-втомш xaрaктеристики трyбопровiдноï стад! було виготов-лено партда зразюв. Матер!алом для дослщжень обрано одну з найпоширеш-шиx на цей час трубопроввдну сталь 17ГС та Ст20. В!зуальний огляд внут-рiшиьоï поверxнi виявив глибою i нер!вном!рш корозшш ураження (рис. 1).
Рис. 1. ВнутрШня поверхня експлуатовано! труби викидноI лти свердловини
Випробовування проводили за схемою навантаження чистим згином. Частота навантаження становила 0,8 Гц. Дослщження здiйснювали у три етапи: на першому витримували зразки у середовищi газогiдрату у сконструйованому ре-акторi за температури +2,5 °С та тиску 45 атм протягом 170 год (рис. 2) [2], на другому визначали довговiчнiсть контрольних зразкiв матерiалу труб на повiтрi та у робочих середовищах, на третьому проводили втомнi випробовування зраз-кiв пiсля експозицп у газопдрат!
Рис. 2. Загальний вигляд реактора (а) та зразка з утвореним гiдратом (б)
Втомш випробовування на повггр^ як для сталi марки 17ГС, так i для Ст20, показали (рис. 3) тристадшну кiнетику деформаци сталi трубопроводу, однак на кшетичнш кривiй зразка тсля витримки в газогiдратi фiксуeмо дещо вищий рь вень циктчно!' деформаци, який може бути зумовлений корозiйним пошко-дженням поверхнi.
Рис. 3. Ктетика деформаци зразка Ст20 (а) - 240МПа та 17ГС (б) - 340МПа тсля витримки в гiдратi (1) контрольного (2)
Результати та 1'х обговорення. Як на повггр^ так i в корозивному середо-вищi спостериаемо тристадшну кшетику процесу деформаци та руйнування.
Для зразюв, витриманих у газогiдратi, показники приросту цикично! деформа-ц11 вищi на 5-7 %. Така деформацiйна поведшка може бути пов'язана iз тдви-щенням пошкодженостi поверхнi внаслiдок дп газогiдрату. На користь тако! п-потези свiдчить збшьшення тривалостi третьо'1 стадп втоми на повiтрi. Коро-зiйнi дефекти виступають в якосп концентраторiв напружень i, як наслщок, точками зародження мiкротрiщин. Цей висновок тдтверджуеться виглядом по-верхонь руйнування (рис. 4). Злам витриманого у пдрап зразка св^ить про па-ралельний рiст двох трiщин. На втомних зламах у корозивному середовищi фш-суемо гладкiший рельеф для витриманого у пдрап зразка, що дае змогу говори-ти про вищу швидкiсть поширення втомно'' трщини. Однак, на вiдмiну вiд зла-мiв на повiтрi, тут не фшсуемо значних вiдмiнностей будови, що може бути пов'язано iз недостатшм часом дп корозивного середовища.
Ст20 (240 МПа) 17ГС (340МПа)
Рис. 4. Втомш злами зразтв на повiтрi та в корозивному середовищ^
контрольный (а, с), витриманий у гiдратi (Ь, ф
Загальний вигляд зламiв вказуе на окрихчення поверхневого шару, про яке свщчить згладжування рельефу поверхнi руйнування у зразюв, витриманих у г1драт1, порiвняно iз контрольними. Особливо помiтна ця змiна характеру руйнування у корозивному середовища
Якщо на зламi контрольного зразка фксуемо досить високi уступи, то по-верхня зламу зразка тсля експозицп у газогiдратi практично рiвна, що вказуе на швидкий перехiд до розвитку мапстрально! трщини.
Втомш випробовування у корозивному середовищi (0,05 моль/л №С1 + 0,05 моль/л Ка2Б04) показали збшьшення деформацшних стрибкiв для зразка, витриманого у газопдрап, якi, швидше за все, вщповщають пiдростанню втом-но'1 трщини. Вплив газогiдрату на вiдносну триваисть стадiй низькочастотно! втоми виявляеться у зменшенш 3 стадп (рис. 5), яка вщповщае живучостi трубопроводу (робоп у режимi обмежено'1 функщональносп). Подiбнi тенденцп було вiдзначено рашше для матерiалу морських трубопроводiв [3]. Вони е досить небезпечними, осюльки зменшуеться час на реатзацго ремонтних заходiв.
Тому поглиблене дослщження явищ, пов'язаних iз впливом газогiдратiв на по-верхню труби, мае велике практичне значення.
Рис. 5. Кнетика деформаци зразтв у корозивному середовищi Ст20 (а) -240МПа та 17ГС (б): тсля витримки в гiдратi (1) та контрольного зразка (2)
За результатами дослщження побудовано кривi втоми та дшянки кривих корозшноТ втоми дослщжуваних зразюв (рис. 6). Однозначно можемо ствер-джувати про негативну ддо експозицп у газогiдратному середовищi на довго-вiчнiсть сталi трубопроводу як на повггр^ так i в корозивному середовищ! Зменшення довговiчностi для випробовувань на повг^ сягае 25 %, у корозивному середовищi - 15 %. Такi результати свщчать про iстотний вплив газогщ-ратних утворень на втомнi та корозшно-втомш характеристики матерiалу труб.
Рис. 6. Дтянки кривих втоми та корозшног' втоми трубоnровiдноi сталi 20
Надат потрiбно продовжувати дослщження закономiрностей впливу газо-гiдратiв на фiзико-механiчнi властивостi та ресурс роботи промислових газоп-роводiв.
Висновки:
1. Змодельовано процес гщратоутворення у трубопроводi пщ час транспорту-вання природного газу.
2. Дослщжено вплив газогiдратiв на втомш та корозiйно-втомнi характеристики сталi трубопроводу.
3. В подальшому потрiбно продовжити дослiдження процесiв гiдратноí корози для розроблення ефективних i еколопчно безпечних способiв i засобiв запобь гання *1х утворенню.
Лiтература
1. Obanijesu, E.O., Akindeju, M.K., Pareek, V. and Tade, M.O. (2011 a). Modeling the Natural Gas Pipeline Internal Corrosion Rateas a Result of Hydrate Formation, Elsevier 21st European Sympo-siumon Computer-Aided Process Engineering, (Part B). - Pp. 1160-1164.
2. Мазур М.П. Втома та корозшна втома матер1алу газопроводов з урахуванням гщратоут-ворення / М.П. Мазур // Проблеми корози та протикорозшного захисту конструкцшних матерь ал1в : матер. XIII М1жнар. наук.-практ. конф. - 2016. - С. 338-340.
3. Maruschak, P., Poberezhny, L., and Pyrig, T. (2013). Fatigue and brittle fracture of carbon steel of gas and oil pipelines. Transport 28(3). - Pp. 270-276.
Надшшла до редакцп 17.10.2016 р.
Побережний Л.Я., Грицанчук В.В., Грицанчук А.В. Коррозионно-меха-ническое разрушение труб выкидных линий скважин под действием газовых гидратов
Проведены усталостные испытания на воздухе и в коррозионной среде (0,05 моль/л NaCl + 0,05 моль/л Na2SO4) для трубных сталей марки 17ГС, так и Ст20. Зафиксирована трехстадийная кинетика деформации стали трубопровода. Влияние газогидратов на относительную продолжительность стадий низкочастотной усталости проявляется в уменьшении третьей стадии, соответствующей работе в режиме ограниченной функциональности. В дальнейшем нужно продолжить исследования процессов гидратной коррозии для разработки эффективных и экологически безопасных способов и средств предотвращения их образованию.
Ключевые слова: трубопровод, выкидная линия, газовый гидрат, деградация, кинетика усталости.
Poberezhny L.Yа., Hrytsanchuk V.V., HrytsanchukA.V. Corrosion-mechanical Destruction of the Pipe Lines of Flow Well Under the Influence of Gas Hydrates
Fatigue tests conducted in air and in corrosive environment (0,05 mol/lNaCl + 0.05 mol/lNa2SO4) for steel 17GS and for St20 showed three-stage kinetics of deformation of the steel pipe. Influence of gas hydrates on the relative duration of the low-frequency stages of fatigue is a decrease in the third stage, the relevant work with limited functionality. Further research is necessary to extend the hydration process of corrosion to develop efficient and environmentally friendly ways and means to prevent their formation.
Keywords: pipeline, delivery line, gas hydrate, degradation, fatigue kinetics.
УДК 624.[15+131]
ТЕХН1КО-ЕКОНОМ1ЧН1 ПРИНЦИПИ ПРОЕКТУВАННЯ ТЕПЛОВИХ НАСОС1В З ГОРИЗОНТАЛЬНИМИ ТА ВЕРТИКАЛЬНИМИ КОЛЕКТОРАМИ Б.В. Моркляник1, Б.€. Брездень2, П.О. Проценко3
Розглянуто ефектившсть застосування теплових насоав з горизонтальними i верти-кальними колекторами. Наведено найважливший технiко-економiчний показник теплового насоса - коефщент його ефективносп. Побудовано графики залежност питомо! потужност вщбору тепла грунту вщ його вологост та виду для горизонтального та вертикального колектс^в теплового насоса. Розраховано наближений термш окупност
1 проф. Б.В. Моркляник, д-р техн. наук - НУ "Львгвська полггехнка";
2 acnip. Б.€. Брездень - НУ "Льв1вська полггехшка";
3 асшр. П.О. Проценко - НУ "Льв1вська полггехшка"
