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.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2017-1-120-127

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.

УФА, УГНТУ, 2017