Отчет по практике в РГУНГ

При прочностном расчете учитываются следующие нагрузки на трубопровод: избыточное внутреннее давление; термодеформации; распределенные и сосредоточенные силы от воздействия грунта; статические и динамические нагрузки от наземных источников; начальные напряжения при сварке швов трубопровода; остаточные напряжения упруго-изогнутых труб; ветровые нагрузки для надземных трубопроводов; нагрузки от внешнего давления воды для подводных трубопроводов; нагрузки, возникающие при переходах над карстовыми провалами; нагрузки, связанные с рельефом речного или морского дна на подводном переходе, и др.

Рисунок 6.4 — Модель участка трубы с коррозионной каверной

Рисунок 6.5 — Эквивалентные напряжения на участке трубы с вмятиной

Расчет НДС трубопроводов проводится МКЭ, реализованном в программном комплексе ANSYS. При расчетах моделируется рост коррозионных и эрозионных дефектов с течением времени. Эрозия моделируется утоншением стенки с течением времени с учетом многофазной гидродинамики течения продуктов и сопутствующих абразивных примесей по трубопроводу. Коррозия имитируется углублением каверны с течением времени по экспериментально-расчетным данным о процессах коррозии, полученным в ИФХ РАН.

Оценка состояния трубопровода с точки зрения прочности производится по следующим критериям: по запасам прочности (согласно нормативной документации); по несущей способности (согласно нормативной документации); по моделям упруго-пластического или хрупкого разрушения (с помощью программного комплекса LS-DYNA3D); по экспериментальным данным полученным на макро- и микрообразцах.

Выводы

Появлению любой трещины, а также ее развитию предшествует накопление в материале рассеянной поврежденности. Наибольшая интенсивность накопления рассеянной поврежденности металла конструкции регистрируется в зоне кон- центрации напряжений. Поврежденность может быть представлена в виде любого несовершенства строения металла, дефекта, инородного включения или нарушения сплошности в контролируемом объеме. Из концептуальных положений механики разрушения известно, что для страгивания и развития любого дефекта в его вершине должно реализовываться определенное напряженно-деформированное состояние. Последнее будет контролироваться накоплением поврежденности в этой области. Отсюда в зависимости от того, какие задачи поставлены при изучении разрушения и в каких объемах оно рассматривается, его можно рассматривать как на- рушение сплошности в пределах микрообъемов сопоставимых с элементами структуры, либо как нарушение сплошности тела в механике сплошной среды.

При прогибах трубопровода, соизмеримых с радиусом трубы, действующие на трубопровод нагрузки перераспределяются в зависимости от его деформации, которая сама является неизвестной. Это делает задачу неразрешимой в линейной постановке. Линейная постановка задачи также не позволяет исследовать напряженно-деформированное состояние (НДС) трубопровода, составленного из прямолинейных труб и кривых вставок, поскольку напряжения от продольных усилий будут непостоянными для отдельных участков такого трубопровода, эксплуатируемого в нестандартных условиях. Если прогибы трубопровода соизмеримы с толщиной стенки трубы, то линейная постановка задачи дает удовлетворительные результаты. При величине прогибов порядка радиуса трубы и в случае, когда квадраты углов поворота продольной оси трубопровода соизмеримы с его деформацией растяжения-сжатия, для получения результатов расчета, адекватно описывающих реальную физическую картину явления, необходимо решить задачу в геометрически нелинейной постановке.

Список использованных источников

1. Трубопроводный транспорт нефти. Под ред. С.М. Вайнштока. Учебник. – М.: Недра, Т.2 – 2004. – 621 с.
2. С.А. Горелов Машины и оборудование для сооружения газонефтепроводов. Уч.пособие. – М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. – 122 с.
3. В.Г. Лукьянов, А.Д. Громов, Н.П. Пинчук Технология проведения горно–разведочных выработок. Учебник. – Томск.: Изд–во ТГУ, 1999.
4. В.И. Минаев Машины для строительства магистральных трубопроводов. Учебник. – М.: Недра, 1985. – 440 с.
5. ВСН 011–88Строительство магистральных и промысловых трубопроводов.
6. ГОСТ 9.602–2005 – Единая система защиты от коррозии и старения.
7. СНиП 2.05.06–85 – Магистральные трубопроводы.
8. РД 39–0147103–334–86 – Инструкция по безопасному ведению сварочных работ при ремонте трубопроводов под давлением.
9. РД 102–011–89 – Охрана труда. Организационно–методические документы.
10. СНиП 3.01.01–85 – Организация строительного производства.
11. ВСН 006–89 – Строительство магистральных трубопроводов.
12. Богданов Е.А. Основы технической диагностики нефтегазового оборудования. М.: Высшая школа, 2006 – 279 с.
13. Защита трубопроводов от коррозии. Т.2 / Ф.А. Мустафин, Л.И. Быков, А.Г. Гумеров и др. СПб.: Недра, 2007. – 656 с.
14. Коршак А.А., Байкова Л.Р. Диагностика объектов нефтеперекачивающих станций. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008. – 176 с.
15. Кузнецов Н.С. Теория и практика неразрушающего контроля изделий с помощью акустической эмиссии. М.: Машиностроение, 1998. – 197 с.
16. В.А. Шмурыгин, В.Г. Крец, К.В. Перовский Методические указания по выполнению практических и курсовых работ. – Томск: ТПУ, 2005.
17. Интернет – сайт: http://www.traktora.ru/, «Трактора.ru»
18. Интернет – сайт: http://www.promtractor.ru, «ОАО Промтрактор».
19. Интернет – сайт: http://www.specserver.com, «Специальный сервер для специального транспорта».
20. Интернет – сайт: http://www.ural–market.com, «Урал Маркет».
21. GRI – Clarification on Composite Repair of Transmission Pipelines February 17,2000
22. Analysis, Testing and Recommended Guidelines for Composite Materials Used to Repair Pipelines. 2^nd International Pipe Line Week: C.R. Alexander F.D. Wilson J.C. Caldwell
23. 1994 Marinetech Research, Project CP 275, General Principals and Guidance for the Application of Glass Reinforced Composites Offshore: Edited by: D.A. Spagni and A.G. Gibson Contributors: M.J. Cowling, T. Hodgkiess, T.Y. Reddy
24. GRI-98/0032 «Field Validation of Composite Repair of Gas Transmission Pipelines» – Final Repot
25. An Introduction to Composite Materials – Cambridge Solid State Science Series – Cambridge University Press 1987
26. Composites for Infrastructure – A Guide for Civil Engineers – Ray Publishing