Удосконалення технології ремонту польових магістральних трубопроводів

Abstract

Дисертацію присвячено удосконаленню технології ремонту польових магістральних трубопроводів із застосуванням дугового паяння як альтернативи дуговому зварюванню для приєднання розтрубних елементів до труби. Експериментальними дослідженнями встановлено, що при дуговому паянні труб ПМТП-150 з використанням присадкових матеріалів на основі міді забезпечується достатня міцність з’єднань та корозійна стійкість металу шва, а руйнування захисного цинкового покриття в прилеглих до шва ділянках є незначним та підпадає під дію анодного захисту. Досліджено напружено-деформований стан паяних з’єднань труб ПМТП-150 при навантаженні внутрішнім тиском та визначено раціональну форму оброблення кромок, що дозволить зменшити величину кільцевих напружень у перехідній ДІЛЯНЦІ між швом і основним металом до 21%. Розроблено нову технологічну схему ремонту труб та спроектовано пересувний трубо-ремонтний комплекс, що дозволить скоротити витрати та час ремонту.

Диссертацию посвящено усовершенствованию технологии ремонта полевых магистральных трубопроводов с применением дуговой пайки как альтернативы дуговой сварки для присоединения раструбных элементов к трубе. Проведенный анализ проблем эксплуатации труб полевых магистральных трубопроводов (ПМТП) показал, что чаще всего при эксплуатации и монтаже повреждаются раструбные элементы труб, поэтому возникает проблема их замены. Существующая технология присоединения раструбных элементов к трубе не может обеспечить целостность защитного цинкового покрытия та коррозионную стойкость шва, поэтому альтернативой может стать дуговая пайка. Исследованиями механических свойств сварных и паяных соединений труб ПМТП-150 установлено, что прочность соединений, выполненных дуговой пайкой, есть на уровне основного метала и зависит от формы разделки кромок. Установлено закономерности влияния температурного цикла сварки и пайки на характер повреждения защитного цинкового покрытия. Доказано, что при дуговой пайке труб ПМТП-150 с использованием присадочных материалов из сплавов на основе меди обеспечивается коррозионная стойкость метала шва, а разрушение защитного цинкового покрытия в прилегающих ко шву участкам незначительно и подпадает под действие анодной защиты. Проведенные экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния паяных соединений труб подтвердили, что за счет изменения формы разделки кромок максимальная величина кольцевых напряжений уменьшилась на 21%.

The thesis deals with the repair technology improvement for field main pipelines by means of arc brazing as an alternative to arc welding for joining sockets and the pipe. The experimental investigations have shown that in case of arc brazing of PMTP-150 pipes with the use of copper-based fillers the joint strength is equal to the strength of the base metal, the corrosion resistance of joint metal is ensured, there is the minor destruction of zinc coating in the areas adjacent to the joint, which is anodically protected. The stress and strain state of brazed joints of PMTP-150 pipes has been studied with internal pressure load, the rational form of grooving has been defined, which will help to reduce the circular stress by 21% in the transition area between joint and base metal. The new pipe repair flow chart has been developed, the mobile pipe repair complex has been designed, which will help to reduce expenses and repair time.