НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ТРУБОПРОВОДА ПРИ НАРУШЕНИИ И ВОЗВРАЩЕНИИ ЕГО В ПРОЕКТНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Р. М. Зарипов, Г. Е. Коробков, Р. Б. Масалимов

Аннотация


Представлена математическая модель напряженно-деформированного состояния (НДС) трубопровода, состоящего из криволинейных и прямолинейных участков, проложенного в сложных геологических условиях. Трубопровод моделируется стержневой системой, которая состоит из полых круглых стержневых элементов, сопрягаемых в узловых элементах. Представлены нелинейные кинематические соотношения, которые описывают зависимость между компонентами обобщенных векторов деформаций и перемещений, физические соотношения, связывающие компоненты деформаций и напряжений и нелинейные уравнения равновесия элемента стержня. Дано описание алгоритма составления уравнений равновесия в узловых элементах с учетом граничных условий, воздействия внешних сил и моментов, действующих в этих узлах, а также ограничений составляющих перемещений узлов. Представленные уравнения интегрируются методом конечных элементов в перемещениях. Для выявления возможных причин отказа газопровода, имеющегося отклонения от проекта, с трассы выбран участок длиной 300 метров, наиболее подверженный развитию карста. По предложенной математической модели осуществлены расчеты и исследования НДС для выбранного участка газопровода для трех расчетных вариантов: 1) трубопровод составлен из прямых труб с нарушением проектного положения; 2) трубопровод составлен из прямых труб и кривых вставок с отклонением от проекта; 3) трубопровод составлен из прямых труб и кривых вставок в проектном положении. Результаты расчета представлены в виде эпюр основных характеристик НДС газопровода и таблиц, в которых приведены экстремальные значения этих характеристик. Каждый вариант расчета завершается анализом НДС газопровода и оценкой его прочности в соответствии с требованиями положений нормативных документов, регламентирующих эксплуатацию магистральных трубопроводов.

Ключевые слова


напряжение;деформация;прочность;трубопровод;проектное положение;stress;strain;strength;pipeline;project position;

Литература


Айнбиндер А. Б., Камерштейн А. Г. Расчет магистральных трубопроводов на прочность и устойчивость. М.: Недра, 1982. 340 с.

Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов: учеб. пособие / Л. И. Быков, Ф. М. Мустафин, С. К. Рафиков и др. СПб.: Недра, 2006. 824 с., ил.

ГОСТ 24950-81. Отводы гнутые и вставки кривые на поворотах линейной части стальных магистральных трубопроводов. Техн. условия. Госкомитет СССР по строительству. М., 1982.

Зарипов Р. М., Лукьянова И. Э. Анализ напряженно-деформированного состояния синтетического понтона для резервуаров// Изв. вузов. Нефть и газ. Тюмень. 1997. № 5. С. 89-93.

Зарипов Р. М., Коробков Г. Е., Чичелов В. А. Универсальный метод раcчета на прочность магистральных газопроводов // Газовая промышленность. 1998. № 4. C. 44-45.

Коробков Г. Е., Зарипов Р. М., Шаммазов И. А. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния и устойчивости трубопроводов и резервуаров в осложненных условиях эксплуатации. СПб.: Недра, 2009. 409 с.

Мяченков В. И., Мальцев В. П. Методы и алгоритмы расчета пространственных конструкций на ЭВМ ЕС. М.: Машиностроение, 1984. 280 с.

СП 36.13330.2012. Свод правил. Магистральные трубопроводы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85*. М.: Госстрой, ФАУ «ФЦС», 2013. 100 с.

СТО Газпром 2-3.5-454-2010. Правила эксплуатации магистральных газопроводов. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2010. 241 с.

Расчет и обеспечение прочности трубопроводов в сложных инженерно-геологических условиях. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния и устойчивости трубопроводов/ А. М. Шаммазов, Р. М. Зарипов, В. А. Чичелов, Г. Е. Коробков. М.: Изд-во Интер, 2005. Т.1. 706 с.

Расчет и обеспечение прочности трубопроводов в сложных инженерно-геологических условиях. Оценка и обеспечение прочности трубопроводов / А. М. Шаммазов, Р. М. Зарипов, В. А. Чичелов, Г. Е. Коробков. М.: Изд-во Интер, 2006. Т.2. 564 с.

Расчет магистральных газопроводов в карстовой зоне / А. М. Шаммазов, В. А. Чичелов, Р. М. Зарипов, Г. Е. Коробков Уфа: Гилем, 1999. 213 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2017 Р. М. Зарипов, Г. Е. Коробков, Р. Б. Масалимов

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

© 2021 УГНТУ.
Все права защищены.