2. Понятие о формуле размерности, критериях и числах подобия

Пусть имеется какой либо физический параметр у. Выражение единицы его измерения через основные единицы измерения называется размерность данного параметра и обозначается как [ ]. Это выражение записывается в виде формулы, называемой формулой размерности. Она позволяет определить во сколько раз изменится численное значении параметра у, если перейдет от одной системы основных единиц измерения к другой, отличающейся от первой только масштабами основных единиц.

Формула размерности – символическое уравнение вида: где (у)- производная единица измерения, х1,х2-основные единицы измерения; n1.nm – действительные числа определения соотношения м/у производной единицей измерения и основными и соответствующие м/у численными значениями первичных и вторичных значений. Числа подобия – безразмерный степенной комплекс составленный из велечин существенных для данного процесса. Критерий подобия – число подобия, составленное только из заданных параметров математического описания процесса. Метод подобия устанавливает связь м/у различными константами подобия данного физического процесса и суть метода заключается в получение критериев подобия исходя из диф. уравнений описывающих явление переноса с соотв. Условиями одназначности.

№ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13

1. Гидравлические испытания линейной части действующих нефтепроводов

Действующие МН при эксплуатации испытывают как статические, так и повторно-статические малоцикловые нагрузки, которые могут быть причиной усталостного разрушения трубопровода. В зонах сварочных швов, участках, воспринимающих нагрузку от давления грунта нагрузки, близки к пределу пропорциональности, а в местах концентрации напряжений они близки к пределу прочности, что приводит к ускорению разрушения от усталости металла труб.

Эксплуатационная надежность МН обеспечивается применением эффективных методов испытаний труб на заводах-изготовителях, гидравлических испытаний в период строительства, а также в период эксплуатации при проведении переиспытаний МНП.

Каждая труба на отечественных трубных заводах должна проходить кратковременные гидравлические испытания (не менее 20 с) гидравлическим давлением, при котором в трубе создается напряжение, равное 80 % от нормативного предела текучести металла σ_т для бесшовных труб и 95 % σ_т для всех остальных труб.

Предпусковые испытания на первом этапе проводятся после сварки на стапеле или площадке до нанесения изоляции для участков путепроводов при переходе через водные преграды. Второй этап испытаний проводится после укладки, но до засыпки, а третий - испытания одновременно с прилегающими участками. Испытательное давление в наиболее высокой точке трассы принимается не менее 1,1 р_раб для участков категорий III—IV, 1,25 Рр_аб для участков I и II категорий, 1,5 р_ра6 для трубопроводов категории В (р_раб - рабочее давление трубопровода).

Гидравлические переиспытания нефтепроводов должны проводиться:

на нефтепроводах, на которых по различным причинам не может проводиться внутритрубная диагностика (конструктивные особенности, недостаточный режим перекачки и др.); перед вводом в работу нефтепроводов, которые были выведены из эксплуатации на срок 3 года и более без освобождения от нефти, независимо от того, проводилась на этих нефтепроводах перед выводом их из эксплуатации внутритрубная диагностика или не проводилась; перед вводом в работу нефтепроводов, которые были выведены из эксплуатации на срок 1 год и более с освобождением от нефти, независимо от того, проводилась на этих нефтепроводах перед выводом их из эксплуатации внутритрубная диагностика или не проводилась.

Протяженность испытываемых участков определяется исходя из максимального и минимального испытательного давления и не должна превышать 30-40 км.

Давление переиспытания и испытания, как правило, рассчитывается так, чтобы по результатам испытаний и устранения выявленных дефектов трубопровод готов был к работе на проектных давлениях. Давление гидравлического испытания в нижней точке испытываемого участка МН определяется по формуле

(1.92) где R - расчетное значение напряжения, которое определяется по формуле R = kσ_T , (1.93) где к - коэффициент, устанавливающий испытательное давление при гидравлических испытаниях в зависимости от заданного уровня долговечности трубопровода на период после испытаний; к - 0,8 для бесшовных труб и 0,95 для всех остальных труб; σ_т - нормативный предел текучести стали тру­бы, МПа.

Прочность трубопровода зависит от относительной глубины дефекта (рис. 1.30) w = h/δ, где h - глубина дефекта; δ -толщина стенки трубы.

Сниженное рабочее давление по результатам испытаний определяется по формуле

(1.94) где р*_сп - испытательное давление, определяемое по формуле (1.92); р_раб - проектное рабочее давление.

Испытания предусматривают следующие основные этапы:

1. Освобождение нефтепровода от нефти и очистку его полости от отложений перед испытаниями.

2. Заполнение испытываемого участка водой магистральными насосами НПС или наполнительными агрегатами.

3. Повышение давления в трубопроводе до испытательного опрессовочными агрегатами.

4. Выдержка МН под испытательным давлением и наблюдение за показаниями приборов контроля давления и температуры воды.

Выявленные при испытаниях дефекты должны быть уст­ранены в порядке, предусмотренном действующими нормативными документами.

Результаты гидравлических испытаний МН на прочность и герметичность признаются удовлетворительными, если во время испытаний не произошло разрывов, видимых деформаций, падения давления, а в основном металле, сварных швах, корпусах арматуры, разъемных соединениях и в местах приварки патрубков не обнаружено течи.