НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ РЕМОНТИРУЕМОГО УЧАСТКА ТРУБОПРОВОДА

Надежность бесперебойной эксплуатации магистральных трубопроводов является актуальной проблемой на этапе их эксплуатации. Решение этой задачи заключается в  разработке  эффективной  системы  предупреждения  поломок  и  аварий  магистральных трубопроводов как при проектировании и эксплуатации, так и при выборочном ремонте. Изменение прямолинейного, не нагруженного изгибающими моментами расположения приводит к изменению напряженно-деформированного состояния трубопровода. При этом нужно определить и контролировать напряженно-деформированное состояние в процессе проведения ремонтных работ.

Приведена математическая модель деформирования участка трубопровода в вязкоупругой постановке с учетом ползучести грунтов и моментального напряженного состояния трубопровода с целью оценки напряжений и несущей способности ремонтного участка трубопровода в зависимости от времени. Расчет напряженно-деформированного состояния трубопровода включает определение осевых (продольных) и окружных (кольцевых) напряжений с учетом осенесимметричного деформирования и выполнен на основе полубезмоментной теории оболочек. Для обоснования достоверности данных выполнено сравнение результатов расчета с результатами решений аналитическими методами для различных случаев (деформация длинномерного участка трубопровода только под влиянием поперечного действия; деформация длинномерного участка под влиянием продольного напряжения; деформация длинномерного участка трубопровода, который лежит на упругом основании, под влиянием поперечного действия). Результаты сравнения показали, что погрешность расчетов не превышает 3 %.

С использованием разработанной модели выполнен анализ изменения напряженнодеформированного состояния участка трубопровода, который показал увеличение прогиба пролета по сравнению с решением задачи в упругой постановке. Расчетами также показано, что для корректной оценки условий эксплуатации трубопровода необходимо учитывать изменение ореола реологических процессов почв. На основании комплексного расчета трубопровода определены напряжения и зависимость прогиба трубопровода от времени для двух почв с различными реологическими свойствами.

1. Проблем и міцності трубопровідного транспорту / Ю. Є. Якубовський [i iнш.]. –СПб. : Недра, 2003. – 200 с.

2. Грудз, В. Я. Обслуговування і ремонт газопроводів / Грудз, В. Я. [i iнш.]. – Івано-Франкiвськ : Лілея-НВ, 2009. – С. 553–555.

3. Майоров, В. В. Повышение ресурса эксплуатационной надежности магистральных трубопроводов ОАО «Белтрансгаз» / В. В. Майоров // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2013. – № 5. – С. 76–81.

4. Галкін, В. О. Аналіз математичних моделей / В. О. Галкін. – М. : Бином. Лабораторія знань, 2011. – С. 82–86.

5. Мусхелишвили, Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости / Н. И. Мусхелишвили. – М.: Наука, 1966. – С. 707.

6. Мусхелишвили, Н. И. Сингулярные интегральные уравнения / Н. И. Мусхелишвили. – М.: Наука, 1968. – С. 511.

7. Магістральні газопроводи. Ремонт дуговим зварюванням в умовах експлуатації : ГБН В.3.1-00013741–12:2011. – Київ : Mінрегіонбуд України, 2011. – С. 40–48.

8. Строительные нормы и правила. Магистральные трубопроводы: СНиП 2.05.06–85: взамен СНиП II-45-75: введ. 01.01.86. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. – 52 с.

9. Махненко, В. И. Ремонт магистральных трубопроводов сваркой без вывода их из эксплуатации / В. И. Махненко, В. С. Бут, О. И. Олейник // Проблемы прочности. – 2009. – № 5. – С. 86–100.

10. Бут, В. С. Основные направления развития технологии ремонта магистральных трубопроводов в условиях эксплуатации под давлением / В. С. Бут, О. И. Олейник // Автоматическая сварка. – 2007. – № 5. – С. 42–50.