ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЕРЕКАЧКИ

З. Х. Павлова

Аннотация


В статье рассматривается напряженно-деформированное состояние труб магистрального нефтепровода при изменениях давления в трубопроводе, вызванных изменениями технологического режима перекачки. В условиях изменения режима перекачки нефти включением (отключением) магистральных насосных агрегатов в работу (из работы) происходит резкое повышение давления в полости нефтепровода. Резкое повышение давления в нефтепроводе приводит к локальному увеличению радиуса трубы и возникновению местного изгиба её стенки. Напряжения изгиба и кольцевые напряжения, возникающие в стенке трубы нефтепровода, носят локальный характер. Исследовано напряженно-деформированное состояние в сечении сопряжения участков трубопровода с разными внутренними давлениями. В результате исследований получены расчетные формулы для определения в стенке трубы наибольших напряжений изгиба и суммарных кольцевых напряжений, а также максимальных эквивалентных напряжений в зависимости от значений внутреннего давления в трубопроводе и его изменений, геометрических характеристик трубы и механических свойств её металла. Стандартами на строительство трубопроводов разрешено использовать трубы с ограниченными отклонениями по толщине стенки трубы от номинальных размеров. В сечении соединения труб с разными толщинами стенок под действием внутреннего давления возникают дополнительные напряжения. В связи с этим рассмотрены напряженное состояние в сечении, где имеется совпадение изменений давления и толщин стенки труб. Получены расчетные формулы для определения напряжений изгиба, суммарных кольцевых и максимальных эквивалентных напряжений, учитывающих влияние разнотол щинности стенок труб, значений внутреннего давления в полости трубопровода и его изменений, геометрических характеристик трубы и механических свойств её металла. Указанные зависимости напряжений представлены в виде таблицы и графиков. Дан анализ уровня напряжений в стенке трубы на конкретных при мерах. Показано, что в исследованных условиях в стенке трубы возникают, значительные по величине, локальные напряжения изгиба и кольцевые напряжения, снижающие ресурс труб нефтепровода, а в ряде случаев, представляющие опасность прочности и надежности сооружения. Указана необходимость разработки технологических и технических мероприятий по снижению напряжений в стенке труб и обеспечению безопасной эксплуатации магистральных нефтепроводов в условиях изменения технологического режима перекачки.

Ключевые слова


магистральный трубопровод;коррозия;изоляционное покрытие;адгезия;дефект;человеческий фактор;трещина;corrosion;insulating coating;adhesion;defect;the human factor;the crack;

Полный текст:

PDF

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2014 З. Х. Павлова

УФА, УГНТУ, 2017