sbornik_FTT_2015_1__1

320

УДК 622.692.4: 624.131

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЙ И ВЫРАБОТКА КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО СНИЖЕНИЮ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ В ЗОНАХ АКТИВНЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ РАЗЛОМОВ ПРИ ПОДВИЖКАХ ГРУНТА

Е.А. Тигулев, Ф.М. Мустафин, УГНТУ, г. Уфа

В последнее время количество исследований в области влияния сейсмических воздействий на протяженные подземные сооружения, такие как магистральные трубопроводы, резко возросло. Это связано с общей концепцией повышения надежности эксплуатации магистральных трубопроводов (МТП - далее) и, соответственно, повышения требований к ним, особенно для таких сложных участков как сейсмические районы и зоны активных тектонических разломов (АТР - далее). Последствия сейсмического воздействия согласно [2] могут быть как явными, так и латентными, скрытыми. Таким образом, любые сейсмические воздействия и подвижки грунтов в зоне АТР влияют на повышение напряженно-деформированного состояния (НДС - далее) участка трубопровода, вскрывая его уже существующие проблемы типа коррозионных включений и повреждений механического характера - вмятины, риски, задиры.

Задачами исследования, проведенного в рамках подготовки дипломной работы и совершенствования разработок кафедры "Сооружения и ремонта ГНП и ГНХ", были определение оптимальный грунтовых условий, их влияние на НДС участка магистрального трубопровода при подвижках грунта в зоне АТР, проверка эффективности усовершенствованных конструктивных решений кафедры по прокладке МТП в таких особых условиях. В качестве модели взаимодействия в системе "трубопровод-грунт", учитывая использование программного комплекса SolidWorks для конечно-элементного моделирования, было выбрано квазистатическое [1] взаимодействие или так называемая модель Кель- вина-Фойгта, описывающая незатухающую ползучесть. В работах [3,5] проведено сравнение расчетных данных, полученных в результате применения реологической модели Кельвина-Фойгта, с экспериментальными данными и пока-

323

4.Патент № 2447348 Российская Федерация, МПК F1611/028. Способ прокладки трубопроводов в сейсмических районах / Мустафин Ф.М., Шаммазов А.М., Гаскаров А.И., Наваррете Д.Д.Х., и др. № 2010111591/06; заявлено 25.03.2010;опубл. 10.04.2012, Бюл. № 10. - 6с.

5.Наваррете Д.Д.Х., Мустафин Ф.М. Экспериментальные исследования взаимодействия трубопроводов, проложенных в сейсмических опасных районах, с различными видами грунтов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - 2011. - №4. - С. 9 - 12.

УДК 621.642.03

АНАЛИЗ НДС РЕЗЕРВУАРА ПРИ УСЛОВИИ МЕСТНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОМЕТРИИ СТЕНКИ (ВМЯТИНА)

Д. В. Тимченко, А. А. Герасименко, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург

Резервуары вертикальные стальные (РВС) для хранения нефти и нефтепродуктов относятся к опасным производственным объектам. Для исключения возникновения аварийных ситуаций во время эксплуатации резервуаров проводят оценку их технического состояния. Согласно результатам проведенной технической диагностики, обнаруженные дефекты классифицируются на три группы, в зависимости от возможной дальнейшей безопасной эксплуатации РВС. Хлопун, вмятина и потеря устойчивости в стенке резервуара относятся к предельным дефектам [1] и подлежат немедленному устранению.

Целью работы является оценка влияния вмятины на напряженнодеформированное состояние (НДС) стенки резервуара для обоснования возможности продления сроков безопасной эксплуатации до планового вывода в ремонт.

НДС резервуара определялось с помощью метода конечных элементов (МКЭ) в программном комплексе SIMULIAAbaqusв условиях статического нагружения.

Объектом исследования является РВСП-5000 со следующими параметрами: материал - Вст3сп; высота - 12 м; диаметр - 22,813 м; восемь поясов высо-

325

2 Руководство по безопасности вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Серия 03. Выпуск 69. - М.: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2013. - 240 с

УДК 629.113.001(075.8)

ТЯГАЧ ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Э.Л. Топалов, Д.Н. Галдин, Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж

Одной из проблем ОАО «Газпром» на 2015г. является: для обеспечения проезда ОАГ и бригад ЛЭС к участкам МГ, расположенным в труднодоступных местах в любую погоду для ТО оборудования и выполнения оперативных задач необходим гусеничный вездеход.

Гусеничные вездеходы не являются эффективным средством, т.к активно разрушают почвенно-растительную систему, оставляя на долгие годы незарастающие каверны.

В качестве альтернативы предлагается транспортное средство высокой проходимости (ТСВП) на пневмокатковом движителе.

При проектировании современных высокоэкономичных транспортных средств высокой проходимости требуется количественная и качественная оценка выходных параметров. Для решения задач этого вида используется сравнение по основным критериям эффективности значительного числа вариантов разработанных технических решений для выбора наиболее оптимального решения, обеспечивающего максимум положительных свойств [1]. В данной работе сокращение затрат при разработке новой конструкции движителя осуществлено на основе системного подхода к исследованию рабочего процесса.

Воздействие движителя на грунт вызывают деформации. Деформационное смещение частиц грунта зависит от сил сцепления и от расстояния. В случае деформирования грунта движителем возникают ее оба вида: упругая и пластическая. Исследования несущих свойств отдельных грунтов показывают, что

327

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств / Дж. Вонг -

М.:Машиностроение, 1982. 284 с.

2. Топалов Э.Л. Тягачи. Теория эксплуатационных свойств: монография / Э.Л. Топалов. Воронеж: ГОУВПО ВГТУ. 2008. 198 с.

УДК 622.691.4.004.67

РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ СТАЛЬНЫХ ОБЖИМНЫХ МУФТ ДЛЯ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ

А.Г. Федоров, филиал ООО «ГазЭнергоСервис», г. Ухта,

А.С. Попков, ООО «Газпром трансгаз Ухта», г. Ухта

Одним из актуальных вопросов применения сварных муфт является оценка их силовой эффективности при совместной работе с дефектным участком трубопровода, когда на систему «труба-муфта» воздействует внутреннее давление среды [1].

Неизбежные геометрические несовершенства при производстве труб и сварных муфт существенным образом снижают значение коэффициента муфт, а без должного прижатия муфт к трубе при проведении ремонта какого-либо усиления дефекта не происходит вовсе, т.е. муфта не работает.

Чтобы повысить силовую эффективность муфт необходимо снизить значение радиального зазора.

Снижение зазора между муфтой и трубой можно обеспечить путем правильной часовой ориентации муфты на трубопроводе.

В данной работе путем физического моделирования муфтовых конструкций и способа ремонта с их использованием, определяли коэффициент усиления, обеспечиваемый муфтами, установленными:

-с произвольным положением полумуфт;

-с выбором оптимального положения, на трубопроводе, путем вращения полумуфт вокруг оси трубопровода.

Экспериментальную часть работы проводили на специальном стенде, со-

328

стоящем из ручного гидропресса и измерительных приборов (манометр, индикаторы измерения перемещений часового типа). Сборка муфт произведена методом сварки, моделируя таким образом реальную технологию производства работ на трассе с максимальным приближением.

Выбор оптимального положения муфты, производился путем измерения кривизны сопрягаемых поверхностей муфты и трубы и определения часовой ориентации полумуфт на трубе.

Расчет кривизны выполнялся при помощи специально разработанного устройства - измерителя кривизны [2].

Полученные данные обрабатывались при помощи специально разработанной в среде MS Excel программы.

В качестве критерия выбора оптимального положения муфты на трубопроводе рассматривалось среднеквадратичное отклонение радиусов кривизны муфты и трубы, измеренных в различных окружных точках, которое должно стремиться к минимуму.

Выводы:

Предложен критерий эффективности установки стальных сварных муфт - среднеквадратичное отклонение радиусов кривизны муфты и трубы, измеренных в различных окружных точках, которое должно стремиться к минимуму.

Разработана программа для оптимального подбора окружного положения муфты относительно трубопровода с учетом особенностей кривизны сопрягаемых поверхностей и расположения дефекта.

Выполнены лабораторные испытания фрагмента трубопровода с муфтами, установленными с произвольной ориентацией относительно трубы и с рекомендованной ориентацией. Показано, что усиливающий эффект муфты установленной выбором оптимального положения может быть спрогнозирован по конструктивным параметрам системы «труба-муфта».

329

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Александров Ю.В., Шарыгин В.М. Попков А.С. Анализ силового взаи-

модействия стальных муфтовых конструкций с ремонтируемым участком трубопровода/ Газовая промышленность. - 2010 - №12. С.54-57

2. Пат. №95096 RU, МПК G01B5/213 Устройство для измерения радиуса кривизны цилиндрической поверхности крупногабаритных деталей, Попков А.С., Шарыгин В.М., Агиней Р.В., заявл. 02.04.201, опубл. 10.06.2010.

УДК 622.692.4.07(252.6)

КОНСТРУКЦИИ АНКЕРНЫХ УСТРОЙСТВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТРУБОПРОВОДОВ

Р.Р.Хасанов, Д.А. Гулин, С.М. Султанмагомедов, УГНТУ, г. Уфа

Вразное время при строительстве магистральных газонефтепроводов применялись различные виды анкерных устройств.

Отмененные ведомственные строительные нормы [1] на проектирование

истроительство магистральных и промысловых трубопроводов, прокладываемых на болотах, обводненной, заболоченной местности и на многолетнемерзлых грунтах, рассматривал различные конструкции анкеров. В частности, винтовые анкерные устройства (ВАУ), стержневого и раскрывающегося (АР) типов

ивмораживаемые устройства дискового типа. Для каждой конструкции была определена область применения.

Вактуализированной редакции первого документа [2] предусматривается модернизированная версия винтового анкера с измененной режущей кромкой винтовой лопасти - ВАУ-М. Также появляются винтовые вмораживаемые анкерные устройства ВАУ-В. О конструкциях АР и стержневого типа не упоминается.

Свод правил [3] указывает о целесообразности выбора анкеров раскрывающегося типа. Применение таких конструкций должно подтверждаться тех- нико-экономическим расчетом. Кроме того, документ содержит параметры свайного анкерного устройства раскрывающегося типа.