CC BY
12
вальцовых станках и жерновых поставках — сжатие с одновременным сдвигом. В центробежных устройствах для измельчения и бичевых машинах — удар и истирание.
В зависимости от конечных задач процесса измельчения надо соблюдать определенные условия. Прежде всего, продукт измельчают до требуемой крупности. Однородное дробление продуктов до определенной крупности в зависимости от его вида и целевого назначения способствует лучшему усвоению питательных веществ. Наличие пылевидных частиц ухудшает условия питания и может вызывать попадание в дыхательные пути.
В продуктах измельчения должны отсутствовать металлические, минеральные и другие примеси, являющиеся случайными или образующиеся в результате износа рабочих органов машин.
Нагрев продуктов в процессе измельчения должен быть минимальным, что обеспечивается надежной работой аспирационных установок и поддержанием рабочих органов измельчающих машин в исправном техническом состоянии.
Процессы измельчения разделяются на дробление (крупное, среднее и мелкое), помол (грубый, средний, тонкий и сверхтонкий) и резание. Резание применяют, когда требуется не только уменьшить размер кусков, но и придать им определенную форму (овощи и фрукты, конфетная и тестовая масса, мясо и другие продукты).
В качестве альтернативного способа измельчения сырья из ската предлагается использовать процесс экструзии на специальной разработанной установке. В данной установке производится измельчение довольно крупных кусков, в том числе и замороженного мяса ската в фарш, минуя все побочные стадии. Измельчение осуществляется путем прессования сырья или полуфабриката через формующие отверстия. Общий расход энергии на процесс уменьшается по сравнению с, так называемой «классической» технологией.
Преимущества экструзии: 1. Низкая травмоопасность при работе (рабочие органы экструдеров закрыты в корпус или кожухи и не могут нанести травму оператору);
2. Легкость в обслуживании (например, не требуется заточки инструмента, простота монтажа и т.д.);
3. Получение однородной массы и различной формы продукта (жгута);
4. Высокая износостойкость (отсутствие ударных нагрузок);
5. Непрерывность работы;
6. Упрощение и сокращение технологического процесса;
7. Возможность автоматизации технологического процесса и работы в широком диапазоне температур;
8. Возможность использовать во многих отраслях промышленности, в том числе и непищевой;
9. Экономия энергии.
Список литературы
1. Рогулев А.И., Голубева О.А. Способ измельчения биологических продуктов. Патент Российской Федерации RU 2031583 C1 от 27.03.95 бюл. № 9
2. Голубева О.А., Новикова Е.С., Саенков А.С. Применение экструзии при совершенствовании пищевых технологий. -Труды VII юбилейной международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2009» (Калининград, 20-22 октября 2009г.), Калининград, КГТУ, 2009, ч. I
3. Голубева О. А, Новикова Е.С., Саенков А.С. Экструзия как альтернатива дефростации. -Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте '2009» (Одесса, 15-30 июня 2009г.). Том I. Транспорт, Технические науки. - Одесса: Черноморье, 2009. - с. 60- 62.
4. Голубева О.А. Экструзия - способ совершенствования технологии переработки гидробионтов. -IV Международная научно-техническая конференция «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 25-27 ноября 2009г.), СПб, СПГУНиПТ, 2009. - с.86-88.
ВЫБОР ТРУБ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО ИСПОЛНЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОСТИ, ДОБЫВАЕМОЙ ИЗ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ
В статье проведен анализ воздействия жидкости, добываемой из Юрских отложений, на стальные трубопроводы, произведен выбор наиболее оптимального коррозионно-стойкого исполнения трубопроводов для транспортировки таких жидкостей.
Ключевые слова: коррозия, агрессивность перекачиваемой среды, Юрские отложения, металл, трубопровод, внутреннее покрытие, сталь.
Введение. Ежегодно по промысловым трубопроводам Западной Сибири перекачиваются сотни кубометров нефти, газа и технологических жидкостей, содержащих в больших количествах такие коррозионноактивные компоненты, как сероводород, двуокись углерода, ионы хлора и т.д.
Гостинин И.А
ОАО «Сургутнефтегаз», НГДУ «Сургутнефть»
Из-за высокой агрессивности транспортируемых сред сроки службы промысловых трубопроводов значительно ниже нормативных. С увеличением инцидентов на трубопроводах растет потребность в капитальном ремонте, неуклонно растут затраты на проведение ремонтов, а вследствие простоя трубопроводов снижаются показатели по добыче нефти. В это же время площади загрязненных земель увеличиваются высокими темпами. Все это в свою очередь грозит предъявлением серьезных штрафных санкций, повышением затрат на капитальный ремонт трубопроводов и на природоохранные мероприятия [1].
Трубопроводы одинакового сорта и диаметра с идентичной микроструктурой и химическим составом в схожих условиях эксплуатации значительно отличаются
сроком безаварийной службы: одни работают без повреждений весь проектный срок, другие разрушаются в результате сквозных коррозионных повреждений значительно раньше [2,7].
Основными причинами отказов трубопроводов являются [3,4]:
- Не соответствие планируемых объемов добычи фактическим, то есть отсутствие фактического заполнения трубопроводов, расслоение потока жидкости и выделение свободной воды по нижней образующей (что приводит к возникновению локальной и ручейковой коррозии по нижней образующей).
- Перекачка сильноагрессивной жидкости, добываемой из пластов Юрских отложений, с аномально высоким содержанием НСОз.
- Не соответствие применяемых материалов агрессивности перекачиваемой жидкости.
В последнее время сильно возросли объемы глубинного бурения. Меловая система постепенно уходит на второй план. Самые глубокие пласты этой системы - Ачи-мовские, сильно уступают в объемах бурения Юрским отложениям.
В качестве примера, проанализируем добычу углеводородного сырья на одном из небольших месторождений Западной Сибири. (см. рисунок N1).
Рисунок N 1. Объемы бурения в 2012-2014 гг.
Полный анализ жидкости, добываемой из пластов Юрских отложений на данном месторождении, показывает, что содержание гидрокарбонат-ионов очень высоко. (см. таблицу N1).
Таблица № 1
Химический состав добываемой жидкости.
N Пласт Плотность при 20С,г/см3 рН % воды, общий Состав воды мг/л.
СО3 С НС03 № Са Мм
1 ЮС 2/1 1.013 6.61 45.9 0 9943.73 2092.3 6959.79 108.22 82.69
2 ЮС 2/1 1.015 7.25 93.6 0 11099.4 2189.9 7502.6 160.32 179.97
3 ЮС 1/2 1.013 7.88 97.1 0 10486.1 1049.2 6821.8 204.41 75.39
4 ЮС 1/2 1.013 8.36 96.7 0 10204.3 1061.4 6643.55 172.34 94.85
Такое количество гидрокарбонат-ионов ведет к образованию углекислотной коррозии, при которой процесс растворения железа описывается по следующему механизму:
Ионы Fe2+ взаимодействуют с НСОз- с образованием осадка карбоната железа.
£е2++ НСОз- = FeC03 +Н+.
Защитить трубопровод от такой реакции можно следующими способами:
1. Добавлением ингибиторов коррозии в перекачиваемую среду;
2. Применением труб с внутренним антикоррозионным покрытием для того, чтобы свести к минимуму взаимодействие металла с перекачиваемой средой;
3. Применением неметаллических труб. Промышленный опыт показывает, что применение
ингибиторов помимо капитальных вложений в строительство узлов ингибирования, требует постоянных эксплуатационных затрат, связанных с расходами реагентов, обслуживания дополнительного оборудования и регулярным контролем эффективности защиты [5,6].
Опыт работы нефтяных компаний показывает высокую технологическую эффективность и надежность
трубопроводов, построенных с использованием труб с высокой коррозионной устойчивостью, изготовленных по современным технологиям [8].
На месторождении, которое я рассматриваю в качестве примера, наряду со стальными трубами с базовым
наружным покрытием, применяются стальные трубы с внутренним покрытием на основе полимерных эпоксидных и модифицированных эпоксидных материалов, стек-ловолокнистые трубы и гибкие полимерно-металлические трубы. (см. таблицу N2).
Таблица № 2
Т
)убопроводы с высокой коррозионной устойчивостью на месторождении.
Наименование трубопровода Типораз- мер,мм Перекачиваемая среда Дата ввода Тип исполнения Состояние Пласт
1 Нефтепровод узла подключения ДНС. 450 жидкость с кустов 2005 стекловолокнистая действующий. ЮС у2
2 Нефтепровод от т.вр.1 до т.вр. 320 жидкость с кустов 2004 стекловолокнистая действующий. ЮС 2/1
3 Нефтепровод от т.вр.2 до т.вр. 114х6 жидкость с кустов 2010 стальная, с внутренним покрытием на основе ПЭП-585. действующий. ЮС у2
4 Нефтепровод от к. 1 до т.вр. 159х6 жидкость с кустов 2010 стальная, с внутренним покрытием на основе ПЭП-585. действующий. ЮС 2/1
5 Нефтепровод от к.2 до т.вр. 114х6 жидкость с кустов 2005 гибкая полимерно-металлическая действующий. ЮС у2
6 Нефтепровод от к.3 до ДНС. 114х6 жидкость с кустов 2005 гибкая полимерно-металлическая действующий. ЮС 2/1
Как видно из таблицы, трубопроводы коррозионно-стойкого исполнения на данном месторождении, работают безотказно. На основе опыта многолетней эксплуатации, рассмотрим преимущества и недостатки каждого исполнения.
Стекловолокнистые трубы характеризуются низкой плотностью, низкой теплопроводностью, немагнитно-стью. Они обладают антистатическим эффектом и высокой стойкостью к агрессивным средам. Трубы, изготовленные из этих материалов, имеют достаточно широкий температурный диапазон и рабочие давления.
Однако у стеклопластиковых труб существуют и значительные недостатки, приводящие к серьезным ограничениям их применения, а в ряде случаев и полной невозможности.
Таковыми недостатками являются:
1. Высокие затраты на монтаж и ремонт объектов, оснащенных такими трубами;
2. Повышенное отложение парафинов на внутренней поверхности в ряде случаев;
3. Неремонтнопригодность в условиях нефтепромысла;
4. Несовпадение присоединительных типоразмеров с обыкновенными трубами.
Трубопроводы с внутренним покрытием на основе эпоксидных материалов также обладают высокой коррозионной стойкостью, имеют широкий температурный диапазон и рабочие давления. На стороне этого типа исполнения и тот факт, что большая часть трубопроводного транспорта построена с использованием стальных труб. Никаких сложностей с подключением к действующим объектам не возникает.
Гибкие полимерно-металлические трубы (ГПМТ) обладают всеми достоинствами вышеперечисленных и имеют ряд преимуществ:
1. Легкость монтажа;
2. Простота ремонта;
3. Удобная транспортировка;
4. Повышенная заводская готовность;
5. Повышенная пропускная способность. Заключение. Наиболее популярным методом борьбы с коррозией на сегодняшний день является защита внутренней поверхности трубопроводов порошковым эпоксидным покрытием ПЭП-585, соединение труб с внутренним антикоррозионным покрытием с применением сварки с использованием втулки с внутренним полимерным покрытием (для защиты сварного стыка), а также применение технологии соединения «Батлер» (конус-раструб) [9,10]. Для трубопроводов, которые перекачивают жидкость из Юрских отложений, не желательно применять обычное металлическое покрытие труб, я рекомендую использовать гибкие полимерно-металлические трубы.
Литература
1. Вирясов А.Н., Гостинин И.А, Семенова М.А. Применение труб коррозионностойкого исполнения для обеспечения надежности нефтегазотранспорт-ных систем Западной Сибири [Электронный ресурс]// «Инженерный Вестник Дона», 2013, № 1. -Режим доступа http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n1y2013/1487 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.
2. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов утв. Постановлением № 30 Госгортехнадзора России от 10.07.2001. - 18 с.
3. Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1987.
4. РД 39-132-94. Правила по эксплуатации, ревизии, ремонту и отбраковке нефтепромысловых трубопроводов. утв. Минтопэнерго РФ от 30.12.1993.-2 с.
5. Методика вероятностной оценки остаточного ресурса технологических стальных трубопроводов НПО «Трубопровод», ВНИПИнефть, согласовано Госгортехнадзором РФ 11.01.96.
6. Ясин Э.М., Черникин В.И. Устойчивость подземных трубопроводов. - М.: Недра, 1968.
7. Бабин Л.А., Григоренко П.Н., Ярыгин Е.Н. Типовые расчеты при сооружении трубопроводов: Учеб. пособ. для вузов. - М.: Недра, 1995.
8. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. - М.: Машиностроение,
1990.-448 с.
9. Коррозия и защита химической аппаратуры. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность. /Под ред. А.М. Сухотина, А.В. Шрейдера и Ю.М. Арчакова. Т.9. - М.: Химия, 1974.
10. Методика определения характеристик трещино-стойкости труб нефтегазопроводов. - Уфа: ВНИИСПТнефть, 1988.
СПОСОБЫ И АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЧЕСКОМ СЕГМЕНТАЦИИ ПОЛУТОНОВЫХ СЛОЖНОТЕКСТУРИРОВАННЫХ РАСТРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Ханыков Алексей Евгеньевич
Студент, Юго-Западный университет, г. Курск Дюдин Михаил Валерьевич Аспирант, Юго-Западный университет, г. Курск Комков Виталий Сергеевич Студент, Юго-Западный университет, г. Курск Кудрявцев Павел Сергеевич Аспирант, Юго-Западный университет, г. Курск
Для решения задач распознавания образов по результатам анализа растровых полутоновых изображений необходимо решить задачу разделения исходного изображения на части (сегменты), различающиеся по своему семантическому содержанию. От качества сегментации зависит эффективность дальнейшего анализа и классификации изображений.
Выделение контуров объектов на полутоновых растровых изображениях можно осуществлять совместно с выделением самих объектов. Для этого обычно используют различные методы сегментации [1], например, на основе среднего значения яркости пикселей. В [2] предложен градиентный способ выделения контуров объектов на матрице полутонового растрового изображения, заключающийся в том, что для всех пикселей растрового изображения вычисляют норму или квадрат нормы градиента изменения их яркости. Затем на новой черно-белой монохромной матрице выделяют все элементы, у которых значение нормы или квадрата нормы градиента больше порогового значения. В качестве контуров объектов на монохромной матрице принимают связные конфигурации элементов черного цвета. Для выбранного способа вычисления градиента экспериментально определяют коэффициент, затем рассчитывают пороговое значение квадрата нормы градиента. Среди связных конфигураций элементов черного цвета на монохромной матрице отбрасывают конфигурации, у которых число входящих элементов менее 5-7 элементов. Для оставшихся конфигураций вычисляют среднюю степень соседства, исходя из условия если средняя степень соседства менее 3, то конфигурации отбрасывают, а оставшиеся принимают в качестве искомых контуров объектов.
К недостаткам данного способа можно отнести слишком большое число эмпирически настраиваемых параметров, что не позволяет получить решающие правила,
пригодные для изображений одного и того же класса, полученных при различных условиях или при разнообразных уровнях помех. При нечетких сегментах такие параметры подобрать практически невозможно.
Технической задачей предлагаемого способа является повышение точности выделения границ сегментов полутоновых изображений (большее соответствие выделяемых сегментов субъективному восприятию изображения человеком) и как следствие, повышение помехоустойчивости сегментации, а также повышение степени автоматизации процесса анализа и классификации сегментов изображения.
Поставленная задача достигается тем, что в способе сегментации, заключающемся в локальной обработке исходного изображения масочным оператором и вычислении градиента полученного изображения. Градиент вычисляют у изображения G1, формируемого путем локальной обработки исходного изображения масочным оператором, определяющим «центры тяжести» гистограмм в «пустом» окне по формуле
g1ij = Ё hij 9 A- q
9=1
, (1) где q - номер интервала разбиения диапазона яркостей пикселей в «пустом» окне, s - число интервалов разбиения
^ (я)
диапазона яркостей пикселей в «пустом» окне, у - q -отсчет гистограммы в «пустом» окне с координатами у, А - ширина интервала разбиения диапазона яркостей пикселей в «пустом» окне.
Способ реализуется согласно схемам алгоритма, представленным на рисунке 1 а), 1б). В блоке 1 (рис. 1, а) осуществляется ввод в компьютер пикселей исходного растрового полутонового изображения F, размер которого по вертикали N1, а по горизонтали N2.
