Прогнозування ресурсу зварних металоконструкцій
Спеціальність: Нафтогазова інженерія та технології
Код дисципліни: 6.185.00.O.038
Кількість кредитів: 4.50
Кафедра: Нафтогазова інженерія та зварювання
Лектор: д-р техн. наук, с.н.с. Похмурська Ганна Василівна
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: - Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел;
- Здатність застосовувати математичні методи, моделі та сучасні циф-рові технології для розв’язання складних задач нафтогазової інженерії;
- Здатність оцінювати параметри працездатності матеріалів, конструкцій і машин в експлуатаційних умовах;
- Здатність розв’язувати виробничі та технологічні задачі з буріння свердловин, видобування, транспортування та зберігання нафти і газу.
Результати навчання: • Аналізувати та розробляти елементи технологічних схем та технічних пристроїв систем буріння свердловин, видобування, транспортування та зберігання нафти і газу
• Знаходити необхідну інформацію в науковій та довідковій літературі, базах даних, Інтернет та інших джерелах, оцінювати, інтерпретувати та застосовувати цю інформацію
• Аналізувати геологічні процеси, базові закономірності формування та властивості гірських порід, у тому числі нафтогазових покладів
• Застосовувати сучасні цифрові технології та спеціалізоване програмне забезпечення для розв’язання інженерних та управлінських задач, пов’язаних з реалізацією базових нафтогазових технологій буріння свердловин, видобування, транспортування та зберігання нафти і газу
• Приймати ефективні рішення з професійних питань у важкопрогнозованих небезпечних умовах з урахуванням цілей, строків, ресурсних та законодавчих обмежень, екологічних та етичних аспектів
• Застосовувати базові поняття та методи фундаментальних і прикладних наук для розв’язання спеціалізованих задач в нафтогазовій інженерії
• Аналізувати та оцінювати технічний стан елементів технологічного обладнання нафтогазових об’єктів засобами технічного діагностування в промислових і лабораторних умовах
• Концептуальні наукові та практичні знання, критичне осмислення теорій, принципів, методів і понять у сфері професійної діяльності та/або навчання
• Поглиблені когнітивні та практичні уміння/навички, майстерність та інноваційність на рівні, необхідному для розв'язання складних спеціалізованих задач і практичних проблем у сфері професійної діяльності або навчання
• Донесення до фахівців і нефахівців інформації, ідей, проблем, рішень, власного досвіду та аргументації
• Збір, інтерпретація та застосування даних
• Управління складною технічною або професійною діяльністю чи проектами
• Спроможність нести відповідальність за вироблення та ухвалення рішень у непередбачуваних робочих та/або навчальних контекстах
• Формування суджень, що враховують соціальні, наукові та етичні аспекти
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Математичне моделювання напружено – деформованого стану нафтогазосховищ та трубопроводів
Комп’ютерні технології нафтогазового комплексу
Сучасні трубопровідні матеріали та їх зварність
Короткий зміст навчальної програми: Розділ 1. Класична теорія втоми матеріалів.
Історія формування класичної теорії втоми матеріалів, її структура та етапи розвитку. Основні визначення та позначення циклічних навантажень
Теорія Веллера, мало циклова втома, рівняння Кофіна-Менсона, закон лінійного сумування пошкоджень
Мікромеханізми втомного руйнування в класичній теорії втоми
Розділ 2. Механіка втомного руйнування як процес зародження і поширення тріщин.
Основні положення і задачі механіки втомного руйнування матеріалів.
Розрахункові моделі для визначення періодів зародження втомних мікротріщин
Розрахункові моделі для визначення кінетики росту втомних мікротріщин
Розрахункові моделі для визначення періоду зародження втомної макротріщини
Встановлення на основі силового підходу системи рівнянь для дослідження кінетики поширення втомних макротріщин і визначення періоду їх до критичного росту
Енергетичний підхід для визначення періоду до критичного росту втомних макротріщин. Рівняння балансу енергій при втомному руйнуванні.
Втомне руйнування зварних з'єднань
Інтегральний підхід до визначення періоду до критичного росту втомних макротріщин у тривимірних тілах.
Розділ 3. Методи визначення ресурсу і залишкового ресурсу елементів конструкцій.
Основні постулати визначення ресурсу елементів конструкцій та зварних з'єднань
Визначення ресурсу зварних з'єднань виготовлених із швами з неповним проплавленням: однобічне та двобічне стикове зварне з'єднання
Застосування механіки втомного руйнування до визначення залишкового ресурсу труб. Залишковий ресурс товстостінних труб з технологічними поверхневими тріщинами при імпульсному навантаженні.
Визначення залишкового ресурсу ділянки трубопроводу біля помпової станції, яка ослаблена поверхневими тріщинами.
Опис: 1 Розділ 1. Класична теорія втоми матеріалів.Історія формування класичної теорії втоми матеріалів, її структура та етапи розвитку. Основні визначення та позначення циклічних навантажень
2 Теорія Веллера, мало циклова втома, рівняння Кофіна-Менсона, закон лінійного сумування пошкоджень
3 Мікромеханізми втомного руйнування в класичній теорії втоми
4 Розділ 2. Механіка втомного руйнування як процес зародження і поширення тріщин.Основні положення і задачі механіки втомного руйнування матеріалів.
5 Розрахункові моделі для визначення періодів зародження втомних мікротріщин
6 Розрахункові моделі для визначення кінетики росту втомних мікротріщин
7 Розрахункові моделі для визначення періоду зародження втомної макротріщини
8 Встановлення на основі силового підходу системи рівнянь для дослідження кінетики поширення втомних макротріщин і визначення періоду їх до критичного росту
9 Енергетичний підхід для визначення періоду до критичного росту втомних макротріщин. Рівняння балансу енергій при втомному руйнуванні.
10 Втомне руйнування зварних з'єднань
11 Інтегральний підхід до визначення періоду до критичного росту втомних макротріщин у тривимірних тілах.
12 Розділ 3. Методи визначення ресурсу і залишкового ресурсу елементів конструкцій.
Основні постулати визначення ресурсу елементів конструкцій та зварних з'єднань
13 Визначення ресурсу зварних з'єднань виготовлених із швами з неповним проплавленням: однобічне та двобічне стикове зварне з'єднання
14 Застосування механіки втомного руйнування до визначення залишкового ресурсу труб. Залишковий ресурс товстостінних труб з технологічними поверхневими тріщинами при імпульсному навантаженні.
15 Визначення залишкового ресурсу ділянки трубопроводу біля помпової станції, яка ослаблена поверхневими тріщинами.
Методи та критерії оцінювання: •захист звітів до лабораторних робіт усним опитуванням теоретичного матеріалу за темою роботи та методикою проведення досліджень, поточний експрес-контроль засобами віртуального навчального середовища (30 балів)
•підсумковий контроль (60 балів письмова компонента, 10 балів усна компонента екзамен): письмово-усна форма
Критерії оцінювання результатів навчання: - Поточний контроль: Захист звітів до лабораторних робіт усним опитуванням теоретичного матеріалу за темою роботи та методикою проведення досліджень, поточний експрес-контроль засобами віртуального навчального середовища (30 балів)
- Екзаменаційний контроль: усна компонента (10 балів); письмова компонента (60 балів)
- Разом за дисципліну: 100 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Скальський В. Р., Божидарнік В. В., Долінська І. Я. Основи механіки руйнування для зварювальників: навч. посіб. – Луцьк, 2014. – 356 с.
2. Андрейків О. Є., Скальський В. Р., Долінська І. Я. Заповільнене руйнування матеріалів за локальної повзучості. – Львів: ЛНУ імені Івана Франка, 2017. – 400 с.
3. Андрейків О.Є., Штаюра С.Т. Експериментальна механіка матеріалів. Ч. 1. – Львів: ЛНУ, 2003. – 274 с.
4. Залишкова міцність та довговічність ділянок нафтогазопроводів з дефектами: монографія [авт. кол.: Осадчук В. А., Андрейків О. Є., Банахевич Ю. В. та ін.]. - Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2014. – 264 c. – ISBN 978-617-607-650-6.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).