Удосконалення методів ремонту трубопроводів на основі оцінки їх напружено-деформованого стану

Abstract

Дисертація присвячена вивченню закономірностей напружено-деформованого стану ділянок газопроводів у процесі їх ремонту з застосуванням компенсаційних муфт. Виконано аналітичні дослідження механічних характеристик напружено-деформованого стану в процесі ремонту трубопроводу в траншеї, експериментальні дослідження корозійно-мехпанічних випробуваннь трубопровідних сталей, запропоновано використання компенсаційних муфт для зниження напружено-деформованого стану ділянки трубопроводу при проведенні ремонтних робіт.

Диссертация посвящена изучению закономерностей напряженно-деформированного состояния участков газопроводов в процессе их ремонта с применением компенсационных муфт. Выполнено аналитические исследования механических характеристик напряженно-деформированного состояния в процессе ремонта трубопровода в траншее, экспериментальные исследования коррозионно-мехпанических испытаний трубопроводных сталей, предложено использование компенсационных муфт для снижения напряженно-деформированного состояния участка трубопровода при проведении ремонтных работ. Исследованы изменения напряженно-деформированного состояния ремонтного участка трубопровода выполнены на основе как традиционной стержневой теории, так и полубезмоментной теории тонких оболочек при взаимодействии конструкций с грунтом при переменном коэффициенте постели во времени на краях ремонтного котлована. Исследование ползучести грунтов позволили усовершенствовать математическую модель взаимодействия оболочки трубопровода с окружающей средой с целью прогнозирования надежности. Предложено и научно обосновано применение метода земляных перемычек в процессе капитального ремонта линейных участков газопровода в траншее. Обнаружено, что даже в наиболее безопасной среде скорость коррозии весьма значительна, и уменьшение толщины стенки, с учетом локализации процесса и может составлять от 1 до 1,25 мм / год. Определены основные факторы, предопределяющие характер и скорость протекания процессов внутренней коррозии трубопроводов, а именно - наличие ощутимых механических напряжений, химический состав и движение коррозионной среды. Разработана методика расчета участка трубопровода позволяет оценить его прочность в период проведения ремонтных работ при различных характеристиках грунта, длине ремонтного котлована и действующих осевых усилий. Выявлено, что начальные несовершенства геометрических форм на краях полумуфт существенно изменяют значения напряжений в трубопроводе. Предложен и аналитически исследован метод разгрузки НДС участка трубопровода с применением компенсационных муфт. Для приварной муфты напряжения вдоль образующей от изгиба на 30% больше по сравнению с обжимной муфтой, где закрепление осуществляется через мягкую прокладку.

The diesis is devoted to studying patterns of stress-strain state in the areas of pipeline repair using compensating couplings. Analytical study of the mechanical characteristics of the stress-strain state in the process of repairing the pipeline in the trench, experimental studies of corrosion-mehpanichnyh test pipeline steels, suggested the use of compensatory joints to reduce stress-strain state section of the pipeline during repair work.