Проанализированы возможные методы оценки силы адгезии металлизированных покрытий (АМП) с разной основой. Обоснованы целесообразность и возможность использования каждого из методов, приведены основные преимущества и недостатки каждого метода. Предложены наиболее целесообразные с точки зрения технической реализации методы неразрушающего контроля для оценки величины АМП и их основные определяющие показатели.

Внаслідок значних теплових втрат з підземних теплових мереж різко зростає енергоспоживання системи опалення, а також фінансові витрати на її утримання і додаткове придбання енергоресурсів. Розглянуто існуючі методи та прилади для виявлення теплових втрат і пошуку місць пошкодження підземних теплових мереж. Запропоновано структуру пристрою, за допомогою якого можна здійснити оцінку теплових втрат, швидко знаходити місця їх виникнення і проводити ідентифікацію пошкоджень трубопроводів. Розглянуто модель поширення теплового потоку від трубопроводів та розроблено методику оцінки теплових втрат.

Проаналізовано особливості зміни структури у ході експлуатації деяких класів залізовуглецевих сталей, з яких виготовлені металоконструкції відповідальних об'єктів нафтогазової галузі для роботи за складних умов. Установлено найбільш виражені параметри структурних змін, які взаємопов'язані з механічними та фізичними властивостями матеріалів. Визначено комплекс фізичних структурно-чутливих параметрів для структуроскопії неруйнівними методами.

Представлено методологію оцінки фактичного технічного стану матеріалу труб аміакопроводу та результати неруйнівного контролю механічних характеристик матеріалу труб з використанням методів, що базуються на різних фізичних принципах. За результатами даних вимірювань визначено величину і характер деградації матеріалу труб, проаналізовано причини деградації.

Проблема оцінки фактичного технічного стану металоконструкцій різного призначення у промисловості стає особливо актуальною за умов гострої потреби у продовженні терміну експлуатації об'єктів, що відпрацювали свій нормативний ресурс. Зі збільшенням віку трубопровідних систем з'явилися нові науково-технічні проблеми оцінки ступеня деградації структури і фізико-механічних характеристик матеріалу трубопроводів і можливість їх подальшої експлуатації.

Встановлено найінформативніші параметри мікроструктурних змін матеріалів металоконструкцій, які взаємопов'язані з їх механічними та фізичними властивостями. Для визначення структурно- і фазочутливих характеристик матеріалів використано різні методи та засоби неруйнівного контролю. За комплексом фізико-механічних характеристик неруйнівного контролю встановлено оптимальну кількість параметрів контролю і характеристик мікроструктури.

Увагу приділено питанню оцінювання якості сталей нафтогазового обладнання шляхом оцінювання мікроструктурних змін за комплексом фізичних характеристик. Досліджено особливості мікроструктурих змін матеріалів металоконструкцій в процесі експлуатації. Встановлено основні фізичні параметри, що зазнають змін внаслідок змін в мікроструктурі. Проаналізовано сучасний стан методів та засобів проведення структуроскопії. Досліджено якісні зміни фізичних параметрів матеріалів щодо зміни мікроструктури. Проведено дослідження для одержання основних параметрів мікроструктури з використанням нових методів обробки металографічних зображень, а також фізичних характеристик матеріалу з використанням методів і засобів, що грунтуються на різних фізичних принципах. Встановлено оптимальний комплекс фізичних параметрів, що найкраще корелюють з вибраними параметрами мікроструктури. З використанням алгоритмів штучних нейронних мереж одержано функції апроксимації параметрів мікроструктури, а саме: співвідношення перліт/ферит та середній діаметр зерна, від твердості, коерцитивної сили та магнітного індукційного параметру, що характеризує частоту електромагнітних коливань індуктивного перетворювача. Розроблено методологію оцінювання якості матеріалу шляхом визначення параметрів мікроструктури за комплексом фізичних характеристик для подальшого їх використання для розрахунків механічних характеристик матеріалів та оцінювання ступеня деградації матеріалу.

Безпечна експлуатація нафтогазового обладнання залежить від фактичного стану металу. Проаналізовано особливості змін в мікроструктурі металу та відповідні їм зміни деяких структурночутливих властивостей матеріалів металоконструкцій у процесі експлуатації. Встановлено основні фізичні параметри, що найбільше реагують на зміни в мікроструктурі металу та які доцільно піддавати контролю в процесі експлуатації елементів обладнання та конструкцій. Наведено методику та перелік технічних засобів для експериментального дослідження можливості неруйнівного контролю фактичного стану металу конструкцій за результатами вимірювання їх фізичних параметрів. При цьому застосовувались методи та технічні засоби, що грунтуються на різних фізичних принципах. Для визначення наявності і характеру взаємозв'язку між параметрами мікроструктури і вибраними фізичними характеристиками було проведено графічний та кореляційний аналіз. Нелінійний характер зв'язку між параметрами структури і фізичними параметрами свідчить про доцільність комплексного застосування вказаних фізичних параметрів. За результатами регресійного аналізу встановлено оптимальний комплекс фізичних параметрів, що найкраще корелюють з вибраними параметрами мікроструктури.

Експлуатація магістральних трубопроводів супроводжується впливом значної кількості чинників, які призводять до деформаційного старіння сталей, що проявляється тільки за умов довготривалої експлуатації (понад 20 років). Аналіз робіт з досліджень властивостей трубних сталей у вихідному стані і після визначеного терміну експлуатації засвідчив, що показники міцності зростають, а в'язко-пластичні показники знижуються порівняно зі своїми номінальними значеннями. Однак існуючі методи досліджень зміни механічних характеристик сталей часто не враховують процеси незворотних змін мікроструктури. Тому є необхідність у встановленні і вивченні ознак виражених мікроструктурних змін металу труб та встановленні зв'язку між ними та зміною механічних властивостей металу. Для вирішення даної проблеми було виконано комплекс досліджень фізико-механічних характеристик зразків сталі 17Г1С, що були вирізані з експлуатованого трубопроводу, а також труб аварійного запасу. Вивченню піддавались твердість металу в перерізі по товщині стінки, ударна в'язкість, коерцитивна сила, мікротвердість, а також макро- і мікроструктура трубної сталі. Зіставлення отриманих даних для металу експлуатованих труб і труб аварійного запасу з відповідними їм сертифікатними значеннями вказало на присутність ознак старіння металу труб, що проявляється в деградації основних механічних характеристик, зумовлених деформаційним старінням та перебудовою фазових складових мікроструктури.

Значний вплив на ресурс безпечної експлуатації нафтогазового обладнання здійснює фактичний стан металу, що визначається показниками його мікроструктури та фізико-механічними властивостями. Аналіз механізмів корозійного руйнування насосно-компресорних труб (НКТ) за умов транспортування корозійно-активної продукції виявив безпосередню залежність цього процесу від ступеня мінералізації та обводнення свердловини продукції, дебіту, вмісту агресивних компонентів, випадкові поєднання яких по-різному впливають на швидкість і характер корозійного руйнування труб. Робота присвячена вирішенню актуальної проблеми - визначенню механізму корозії, спричиненої дією агресивних середовищ при високих тисках і температурах, на метал насосно-компресорних труб при експлуатації газоконденсатних родовищ значної глибини і родовищ з високим вмістом сірководню і вуглекислого газу у флюїді. Надано результати оцінювання фактичного стану трубних зразків насосно-компресорних труб, визначено причини та характер корозійних пошкоджень, т а також механізми їх утворення за заданих умов експлуатації.

Ресурс є найважливішою характеристикою, що визначає тривалість безпечної експлуатації як окремих виробничих об'єктів, так і складних технічних систем. Оцінка ресурсу промислового обладнання, зокрема нафтогазового, - важлива задача, вирішення якої проводиться як на стадії проектування, так і впродовж періоду експлуатації. Тому розробляння нових методів оцінки залишкового ресурсу обладнання тривалої експлуатації є актуальним завданням. Проаналізовано основні методи визначення залишкового ресурсу устаткування. Розглянуто ймовірнісні методи визначення ресурсу, а саме: методи визначення ресурсу за індивідуальними кривими втоми, моделі прогнозування залишкового ресурсу з використанням методів аналізу часових рядів, а також параметричні методи. Встановлено, що найбільш перспективним напрямком визначення залишкового ресурсу є використання фізичних уявлень про ресурсні властивості із застосуванням імовірнісних методів.

Виявлення дефектів на стадії їх зародження, тобто на стадії структурних змін матеріалу металоконструкцій, є актуальною проблемою. Розглянуто основні методи визначення структурних змін матеріалу металоконструкцій, проаналізовано їх переваги і недоліки, запропоновано новий метод визначення структурних змін за допомогою сучасних методів неруйнівного контролю, а саме ультразвукових фазованих граток.

Більшість обладнання нафтогазового комплексу в процесі експлуатації зазнає впливу циклічно-змінних, механічних, теплових навантажень і корозійно-активних середовищ. Ці впливи викликають зміну структурного стану металу, що призводить до прискореного розвитку дефектів (особливо в місцях з концентраторами напружень), і подальшого руйнування конструкції. Існуючі в даний час ультразвукові, електромагнітні та вихрострумові методи неруйнівного контролю здебільшого спрямовані на вирішення задач виявлення дефектів, що вже утворилися. Однак важливіше вчасно виявити процес накопичення пошкодженості в металі на початковому етапі шляхом визначення змін структурного стану металу. Запропонована методологія досліджень структурних змін сталі в процесі експлуатації та визначення їх впливу на механічні характеристики. Обгрунтовано вибір оптимального показника, що характеризує зображення акустичних структурних шумів матеріалу, отриманих за допомогою ультразвукового дефектоскопу у комплекті з п'єзоперетворювачами з фазованими гратками. Проведено лабораторні вимірювання комплексу фізико-механічних параметрів досліджуваних зразків та проаналізовано отримані результати. Розглянуто сучасні методи визначення механічних характеристик сталей та запропоновано шляхи їх оптимізації. Здійснено регресійно-кореляційний аналіз результатів експериментальних досліджень та отримано рівняння залежності між сукупністю параметрів неруйнівного контролю та механічними характеристиками сталей. Для перевірки адекватності запропонованої моделі та для встановлення можливості контролю насосно-компресорних труб (НКТ) на виготовлених з них зразках проведено серію експериментальних досліджень, в результаті яких підтверджено достовірність отриманої розрахункової моделі визначення механічних характеристик сталей за допомогою двох інформативних параметрів, а саме, твердості та інтегральної густини зображень акустичних структурних шумів.