Технология изготовления металлоконструкций трубопроводных

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА (Национальный Исследовательский Университет)
имени И.М. ГУБКИНА
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_____________________ Кошелев В.Н.
«____» _____________ 2016г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ
Направление подготовки
150700 МАШИНОСТРОЕНИЕ
Профили подготовки
«Оборудование и технология сварочного производства»
«Оборудование и технология повышения износостойкости и восстановления деталей
машин и аппаратов»
Квалификация выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Москва 2016
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является ознакомление студентов с ролью и значением
трубопроводного транспорта в энергообеспечении и энергобезопасности страны,
составом и видами металлоконструкций, применяемых в нефтегазовом комплексе,
изучение основных принципов и подходов к проектированию, сооружению,
эксплуатации и ремонту, а также основных элементов металлоконструкций
магистральных трубопроводов, компрессорных станций, подводных переходов и
морских
нефтегазовых
сооружений.
Курс
позволяет
ознакомить
будущих
бакалавров с комплексом нормативно-технических документов, регламентирующих
все стадии жизненного цикла (проектирования, строительства и ремонта)
нефтегазовых сооружений.
Изучение дисциплины позволит овладеть необходимыми знаниями и
умениями применять их для освоения последующих специальных дисциплин.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВО
Дисциплина «Технология изготовления металлоконструкций трубопроводных
систем» представляет собой дисциплину профессионального цикла и относится к
дисциплинам по выбору студента по направлению «Машиностроение». Дисциплина
базируется на курсах цикла естественнонаучных дисциплин, входящих в модули
Технологии конструкционных материалов, Физика, читаемых в 1-3 семестрах.
КОМПЕТЕНЦИИ
3.
ОБУЧАЮЩЕГОСЯ,
ФОРМИРУЕМЫЕ
В
РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует
следующие
общекультурные
(ОК),
общепрофессиональные(ОПК)
и
профессиональные (ПК) компетенции при освоении ООП ВО, реализующей ФГОС
ВО:
- способностью использовать основы философских знаний для формирования
мировоззренческой позиции (ОК-1);
-
способностью
анализировать
основные
этапы
и
закономерности
исторического развития общества для формирования гражданской позиции (ОК-2);
- способностью использовать основы экономических знаний в различных
2
сферах деятельности (ОК-3);
- способностью использовать основы правовых знаний в различных сферах
деятельности (ОК-4);
- способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7);
- умением использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОПК-1);
- осознанием сущности и значения информации в развитии современного
общества (ОПК-2);
- владением основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации (ОПК-3);
- способностью решать стандартные задачи профессиональной деятельности
на основе информационной и библиографической культуры с применением
информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований
информационной безопасности (ОПК-5).
-
способностью
к
систематическому
изучению
научно-технической
информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю
подготовки (ПК-1);
-
умением
обеспечивать
моделирование
технических
объектов
и
технологических процессов с использованием стандартных пакетов и средств
автоматизированного проектирования, проводить эксперименты по заданным
методикам с обработкой и анализом результатов (ПК-2);
- способностью принимать участие в работах по составлению научных
отчетов по выполненному заданию и во внедрении результатов исследований и
разработок в области машиностроения (ПК-3);
- способностью участвовать в работе над инновационными проектами,
используя базовые методы исследовательской деятельности (ПК-4);
- умением учитывать технические и эксплуатационные параметры деталей и
узлов изделий машиностроения при их проектировании (ПК-5);
- умением использовать стандартные средства автоматизации проектирования
при проектировании деталей и узлов машиностроительных конструкций в
соответствии с техническими заданиями (ПК-6);
3
- способностью оформлять законченные проектно-конструкторские работы с
проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации
стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-7);
- умением применять методы контроля качества изделий и объектов в сфере
профессиональной
деятельности,
проводить
анализ
причин
нарушений
технологических процессов в машиностроении и разрабатывать мероприятия по их
предупреждению (ПК-10);
- способностью обеспечивать технологичность изделий и процессов их
изготовления; умением контролировать соблюдение технологической дисциплины
при изготовлении изделий (ПК-11);
- способностью обеспечивать техническое оснащение рабочих мест с
размещением технологического оборудования; умением осваивать вводимое
оборудование (ПК-13);
- умением выбирать основные и вспомогательные материалы и способы
реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные
методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий
машиностроения (ПК-17);
-
способностью
к
метрологическому
обеспечению
технологических
процессов, к использованию типовых методов контроля качества выпускаемой
продукции (ПК-19);
- способностью организовывать работу малых коллективов исполнителей, в
том числе над междисциплинарными проектами (ПК-20);
-
умением
составлять
техническую
документацию
(графики
работ,
инструкции, сметы, планы, заявки на материалы и оборудование) и подготавливать
отчетность по установленным формам, подготавливать документацию для создания
системы менеджмента качества на предприятии (ПК-21);
-
умением
проводить
анализ
и
оценку
производственных
и
непроизводственных затрат на обеспечение требуемого качества продукции,
анализировать результаты деятельности производственных подразделений (ПК-22);
- готовностью выполнять работы по стандартизации, технической подготовке
к сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования и
материалов,
организовывать
метрологическое
обеспечение
технологических
4
процессов с использованием типовых методов контроля качества выпускаемой
продукции (ПК-23).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать
следующие результаты образования:
Студент должен знать:

структуру процесса проектирования на различных этапах жизненного
цикла нефтегазовых сооружений (ОК-1, ОПК-3; ПК- 1,6,26);

основные типы и элементы металлоконструкций трубопроводных
систем (ПК- 11, 13);

состав и структуру нормативных документов, регламентирующих
проектирование, сооружение, эксплуатацию и ремонт нефтегазовых сооружений
(ПК- 11, 13);

методы решения задач анализа причин выхода из строя магистральных
трубопроводов и других сооружений (ПК- 11, 13);

порядок организации ремонтных работ на магистральном трубопроводе
(ОК- 1; ПК- 11, 13);
Студент должен уметь:

оценить свариваемость материалов, применяемых при строительстве и
ремонте магистральных трубопроводов (ПК-11,18);

определить на основе анализа статистических данных и документов
причины выхода из строя элементов магистрального трубопровода (ПК-12);

осуществить выбор основных элементов (труб, соединительных деталей
трубопроводов, ремонтных конструкций) трубопроводных систем при ремонте
магистральных трубопроводов (ПК-13);

использовать полученные теоретические знания при организации
ремонтных работ на трассе, включающих сварочные технологии для обеспечения
последующей надежной эксплуатации трубопроводных систем (ПК-13).
Студент должен владеть:

навыками работы с отечественными нормативными документами по
проектированию, сооружению, эксплуатации и ремонту нефтегазовых сооружений
(ПК-12).
5
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Технология
изготовления
металлоконструкций
трубопроводных
систем
Магистральные
трубопроводы.
Типы труб,
применяемых при
строительстве и ремонте
магистральных
газопроводов.
Основные параметры
механических свойств
сталей труб и СДТ.
Эквивалент углерода
трубных сталей.
Принцип
равнопрочности
соединяемых труб и
деталей трубопроводов.
Типы соединительных
деталей трубопроводов
(СДТ).
Основные нормативные
документы по
проектированию,
строительству и ремонту
магистральных
трубопроводов.
Капитальный ремонт
Неделя семестра
1.
Раздел (темы)
дисциплины
Формы
текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Форма
промежуточной
аттестации
(по семестрам)
Семестр
№
п/п
Виды учебной
работы, включая
самостоятельную
работу студентов
Коды
и трудоемкость (в
компетенций
часах)
Л
ЛР ПЗ СР
(С)
7
118
18
18
18
54
7
1
2
2
2
4
ОК-1, ПК11,12,13, 14
7
2
1
1
1
4
ОК-1; ПК5,11, 13
7
3
1
1
1
4
ОК-1; ПК-11,
Защита ЛР
18
7
4
1
1
1
4
ОК-1; ПК-11,
18
7
5
1
1
1
4 ОК-1; ПК-4,11
7
6-7
2
2
2
4
7
8
1
1
1
4 ОК-1; ПК-11, Защита ЛР
Диф. зачет
Защита ЛР
Контрольная
работа
ОК-1; ПК-11,
Защита ЛР
12,13
6
магистрального
газопровода.
Ремонт линейной части
8. магистрального
газопровода.
Сварные узлы
9.
трубопроводов.
Технология врезки под
10.
давлением.
13, 15, 17, 21
1011
1213
1415
1618
7
7
11. Ремонтные муфты.
12.
9
7
7
Морские нефтегазовые
сооружения.
7
1
1
1
6
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
ОК-1; ПК-11, Контрольная
13
работа
ОК-1; ПК-11,
Защита ЛР
13
ОК-1; ПК-11,
6
13, 18
ОК-1; ПК4
Защита ЛР
10,11, 13
ОК-1; ПК-11,
6
13
4.1. Содержание разделов дисциплины
1. Магистральные трубопроводы.
Роль и значение топливно-энергетического комплекса, трубопроводного
транспорта в обеспечении энергетической безопасности РФ. Уникальные проекты по
строительству магистральных трубопроводов.
Определение
и
основные
объекты
МГ.
Нормативные
документы
по
проектированию МГ. Классификация МГ. Категории участков МГ согласно
нормативных документов.
2. Типы труб, применяемых при строительстве и ремонте магистральных
газопроводов.
Способы изготовления труб. Типы заготовок для производства труб. Основные
геометрические
параметры
труб.
Определение
и
измерение
геометрических
параметров труб: наружного диаметра труб, условного диаметра, номинальной
толщины стенки, номинальной длины трубы.
3. Основные параметры механических свойств сталей труб и СДТ.
Эквивалент углерода трубных сталей.
Основные показатели механических свойств труб. Требования к содержанию
химических элементов в трубных сталях. Влияние легирующих
элементов на
величину эквивалента углерода.
4. Принцип равнопрочности соединяемых труб и деталей трубопроводов.
Методика расчета равнопрочности и толщины стенок трубопровода с
использованием математических формул.
7
5. Типы соединительных деталей трубопроводов (СДТ).
Назначение и основные типы СДТ - их обозначение. Основные показатели
механических свойств СДТ.
6. Основные нормативные документы по проектированию, строительству
и ремонту магистральных трубопроводов.
Стандарты ОАО «Газпром», ОАО «Транснефть» и других организаций,
регламентирующие требования к проектированию, строительству и ремонту
магистральных трубопроводов.
Зарубежные нормативные документы трубопроводного транспорта.
7. Капитальный ремонт магистрального газопровода.
Определение, виды работ, выполняемые при капитальном ремонте. Состав
рабочего проекта
по капитальному ремонту магистрального газопровода, состав
проекта производства работ. Подготовка участка магистрального газопровода в
ремонт. Мероприятия по выводу участка в ремонт.
8. Ремонт линейной части магистрального газопровода.
Схемы организации
и методы капитального ремонта линейной части
магистрального газопровода. Особенности разметки и вырезки «катушки» на
линейной части магистрального газопровода.
9. Сварные узлы трубопроводов.
Типы
сварных
узлов.
Конструктивное
исполнение,
характеристики
и
требования.
10. Технология врезки под давлением.
Назначение технологии врезки под давлением. Подготовительные работы
предшествующие врезке. Расчет максимального допустимого рабочего давления при
выполнении работ по технологии врезки под давлением. Конструктивные исполнения
узлов врезки. Выбор конструктивного исполнения, основные параметры при выборе
узла врезки.
11. Ремонтные муфты.
Типы и конструкции ремонтных муфт. Исходный материал (заготовки) для
изготовления муфт. Степени дефектности сварных швов при выборе конструкции
ремонтной муфты. Расчет максимального допустимого рабочего давления при
8
выполнении работ по ремонту МГ с применением муфт под давлением. Особенности
технологии сварки (приварки) разрезных сварных муфт.
12. Морские нефтегазовые сооружения.
Классификация
технических
средств
для
добычи
и
транспортировки
углеводородов, добываемых на морском шельфе. Особенности сборки и сварки
нефтяных платформ. Обеспечение коррозионной защиты опорных элементов.
4.2. Основные темы лабораторных работ:
1.
Выездная лабораторная работа «Определение механических свойств
сталей для изготовления трубных элементов магистральных трубопроводов в
условиях заводской лаборатории» (ОК-3,7; ПК-11,14,17)
2.
Выездная лабораторная работа «Изучение технологических параметров
оборудования компрессорных станций» (на базе компрессорной станции ПАО
«Газпром») (ОК-3,7; ПК-11,14,17)
3.
Выездная
лабораторная
работа
«Методика
оценки
качества
гладкостного покрытия труб» (на базе Московского Трубозаготовительного
Комбината) (ОК-3,7; ПК-11,14,17)
4.
Определение механических свойств бетонного покрытия труб для
подводных переходов(ОК-3,7; ПК-11,14,17)
5.
Анализ свариваемости сталей магистральных трубопроводов на базе
расчетных методов(ОК-3,7; ПК-11,14,17)
6.
Разработка
технологии
оперативного
ремонта
трубопроводов
различных диаметров с использованием способа вварки под давлением (ОК-3,7; ПК11,14,17)
4.3 Темы практических занятий соответствуют разделам дисциплины.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
При
реализации
металлоконструкций
программы
дисциплины
трубопроводных
систем»
«Технология
используются
изготовления
различные
образовательные технологии – во время аудиторных занятий (54 часа) занятия
9
проводятся в виде лекций, лабораторных и практических занятий с использованием
ПК и компьютерного проектора.
6.
ОЦЕНОЧНЫЕ
УСПЕВАЕМОСТИ,
СРЕДСТВА
ДЛЯ
ПРОМЕЖУТОЧНОЙ
ТЕКУЩЕГО
АТТЕСТАЦИИ
КОНТРОЛЯ
ПО
ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Оценочными средствами являются:
- для текущего контроля является выполнение и защита лабораторных и
контрольных работ;
- для промежуточной аттестации – дифференцированный зачет, а также
средством контроля является введенная в университете рейтинговая системы оценки
успеваемости студентов.
Темы контрольных работ:
1. Типы соединительных деталей трубопроводов (СДТ).
2. Ремонт линейной части магистрального газопровода.
Перечень примерных вопросов к самостоятельной работе студентов и
подготовке к защите лабораторных работ:
1. Магистральный трубопровод (газопровод). Определение, объекты МГ,
нормативные документы по проектированию МГ. (ОК-1; ПК-11, 13, 14)
2. Классификация
магистральных
газопроводов.
Категории
участков
магистральных газопроводов согласно нормативных документов. (ОК-1; ПК-11,13)
3. Расчет
толщины
стенки
трубопровода.
Определение
понятию
«номинальная толщина стенки». (ОК-1; ПК-5,11)
4. Условие обеспечения равнопрочности соединяемых труб и деталей
трубопроводов. Привести формулу. (ОК-1; ПК-11, ОПК-5)
5. Типы труб, применяемых при строительстве и ремонте магистральных
газопроводов. Способы изготовления труб. Типы заготовок для производства труб.
(ОК-1; ПК-11, 13)
10
6. Основные геометрические параметры труб. Дать определение понятиям:
наружный диаметр трубы, диаметр условный, номинальная толщина стенки,
номинальная длина трубы. (ОК-1; ПК-11, 13)
7. Измерение геометрических параметров труб. Привести формулу для
измерения фактического наружного диаметра труб. (ОК-1; ПК-11, 13)
8. Основные показатели механических свойств труб и соединительных
деталей трубопроводов. (ОК-1; ПК-11, 18)
9. Требования к эквиваленту углерода трубных сталей. Влияние отдельных
химических элементов на величину эквивалента углерода. (ОК-1; ПК-1, 18)
10. Типы
соединительных
деталей
трубопроводов
(СДТ).
Назначение
отдельных СДТ, обозначение. (ОК-1; ПК-11, 13)
11. Основные
типы
тройников
и
отводов,
Назначение,
обозначение,
климатическое исполнение. (ОК-1; ПК-11, 13)
12. Основные нормативные документы по проектированию и строительству
магистральных трубопроводов (газопроводов). (ОК-1; ПК-11,12,13)
13. Основные
признаки
уникальности
проекта
строительства
МГ
«Бованенково-Ухта». (ОК-1; ПК-11, 13)
14. Роль и значение топливно-энергетического комплекса, трубопроводного
транспорта в обеспечении энергетической безопасности РФ. (ОК-1; ПК-13)
15. Основные условия надежной и безопасной эксплуатации трубопроводного
транспорта (этапы жизненного цикла). (ОК-1; ПК-13, 15)
16. Капитальный ремонт магистрального газопровода. Дать определение, виды
работ, выполняемые при капитальном ремонте. (ОК-1; ПК-11, 13, 17)
17. Состав рабочего проекта
по капитальному ремонту магистрального
газопровода, состав проекта производства работ. (ОК-1; ПК-11, 13, 21)
18. Подготовка участка магистрального газопровода в ремонт. Мероприятия
по выводу участка в ремонт. (ОК-1; ПК-13, 15, 17)
19. Схемы организации ремонтных работ на линейной части магистрального
газопровода. (ОК-1; ПК-11, 13)
20. Методы
капитального
ремонта
линейной
части
магистрального
газопровода. (ОК-1; ПК-11, 13)
11
21. Конструктивные схемы переходов (футляров) при переходе через ж/д и
автодороги. (ОК-1; ПК-13, 17)
22. Назначение технологии врезки под давлением. Подготовительные работы
предшествующие врезке. (ОК-1; ПК-11, 13)
23. Расчет максимального допустимого рабочего давления при выполнении
работ по технологии врезки под давлением. (ОК-1; ПК-11, 13, 18)
24. Конструктивные исполнения узлов врезки. Выбор конструктивного
исполнения, основные параметры при выборе. (ОК-1; ПК-11, 13)
25. Основные требования при выполнении приварки (сварки) разрезных
фитингов. Особенности выполнения сварочных работ. (ОК-1; ПК-11, 13)
26. Требования к ремонтируемым трубам и СДТ (основные параметры) до
начала производства ремонта. (ОК-1, 26; ПК-11, 13)
27. Технологические отверстия на магистральном газопроводе при проведении
огневых работ. Параметры и местоположение технологических отверстий. (ОК-1;
ПК-11, 13)
28. Методы заварки технологических отверстий. Особенности сборки и сварки
заплат и патрубков. (ОК-1; ПК-11, 13)
29. Типы и конструкции ремонтных муфт. Исходный материал (заготовки)
для изготовления муфт. (ОК-1; ПК-11, 13)
30. Особенности разметки и вырезки «катушки» на линейной части
магистрального газопровода. (ОК-1; ПК-11, 13)
31. Степени дефектности сварных швов при выборе конструкции ремонтной
муфты. Расчет максимального допустимого рабочего давления при выполнении
работ по ремонту МГ с применением муфт под давлением. (ОК-1; ПК-10,11, 13)
32. Особенности технологии сварки (приварки) разрезных сварных муфт. (ОК1; ПК-11, 13)
7.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
И
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
а) основная литература:
12
1.
Оборудование
для
сварочно-монтажных
работ
при
ремонте
магистральных газопроводов: Справочное пособие / Салюков В.В., Вышемирский
Е.М., Капустин О.Е., Юхин Н.А. – М.: ООО “ИРЦ Газпром”, 2007. – 296 с.
2.
Трубопроводный транспорт газа, нефти и нефтепродуктов / Ю.К.
Чемодуров. – Минск: Беларусь, 2009. – 520 с.: ил.
б) дополнительная литература:
1. Безопасность трубопроводных систем / И.И. Мазур, О.М. Иванцов. – М.:
ИЦ «ЕЛИМА», 2004. – 1104с., илл.
2. СТО Газпром 2-2.2-136-2007 Инструкция по технологиям сварки при
строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Часть I
3. СТО Газпром 2-2.2-115-2007 Инструкция по сварке магистральных
газопроводов с рабочим давлением до 9,8 МПа включительно
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Специальные вычислительные и контролирующие компьютерные программы,
созданные сотрудниками и преподавателями кафедры Сварка и мониторинг
нефтегазовых сооружений РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина.
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лаборатории кафедры «Сварка и мониторинг нефтегазовых сооружений»,
оснащенные соответствующим оборудованием.
Мультимедийный курс лекций; видеофильмы, макеты и плакаты.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО по направлению 15.03.01
«Машиностроение» и профилям «Оборудование и технология сварочного производства» и
«Оборудование и технология повышения износостойкости и восстановления деталей
машин и аппаратов»
Автор:
Заведующий кафедрой:
Вышемирский Е.М.
Капустин О.Е.
Председатель учебно-методической комиссии
факультета ФИМ
Гантимиров Б.М.
Начальник УМУ
Душин А.В.
13
14