2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.31897/pmi.2018.6.643 pmi-13152 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/13152 Нефтегазовое дело Oil and gas Numerical modeling of a stress-strain state of a gas pipeline with cold bending offsets according to in-line inspection Численное моделирование напряженно-деформированного состояния участка газопровода с отводами холодного гнутья по данным внутритрубной диагностики Korobkov G. E. Коробков Г. Е. Korobkov G. E. korobkov45@mail.ru Уфимский государственный нефтяной технический университет (Уфа, Республика Башкортостан, Россия) Ufa State Petroleum Technological University (Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia) Yanchushka A. P. Янчушка А. П. Yanchushka A. P. korobkov45@mail.ru Уфимский государственный нефтяной технический университет (Уфа, Республика Башкортостан, Россия) Ufa State Petroleum Technological University (Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia) Zakiryanov M. V. Закирьянов М. В. Zakiryanov M. V. mars.zakiryanov.1988@mail.ru Уфимский государственный нефтяной технический университет (Уфа, Республика Башкортостан, Россия) Ufa State Petroleum Technological University (Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia) 21 12 2018 2018 234 643 646 27 06 2018 31 08 2018 21 12 2018 © 2018 Г. Е. Коробков, А. П. Янчушка, М. В. Закирьянов © 2018 G. E. Korobkov, A. P. Yanchushka, M. V. Zakiryanov 2018 Г. Е. Коробков, А. П. Янчушка, М. В. Закирьянов G. E. Korobkov, A. P. Yanchushka, M. V. Zakiryanov Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/13152

Знание текущего напряженно-деформированного состояния какого-либо участка или конструкции трубопровода позволяет принимать обоснованные решения по их эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту, а также по прогнозированию технического состояния. Рассматривается задача определения характеристик напряженно-деформированного состояния участка газопровода, имеющего отводы холодного гнутья (ОХГ) по данным внутритрубной диагностики (ВТД). Гнутая часть ОХГ характеризуется наличием остаточных напряжений и деформаций в стенке отвода, которые вносят долю своего влияния в общий уровень напряженно-деформированного состояния газопровода, работающего под действием внешних и внутренних нагрузок. Используя результаты внутритрубной диагностики, численным моделированием и решением определено изменение значений продольных напряжений и показана необходимость учета остаточных напряжений в зоне упругопластических деформаций отводов холодного гнутья.

Knowledge of the current stress-strain state of any section of the pipeline allows you to make informed decisions on its operation, maintenance and repair, as well as on the prediction of the technical condition. The task of determining the characteristics of the stress-strain state of a gas pipeline section that has cold bend offsets (CBO) according to in-line inspection (ILI) is considered. The bent part of CBO is characterized by the presence of residual stresses and deformations in the wall of the offset, which contribute to the overall level of the stress-strain state of the gas pipeline operating under external and internal loads. Using the results of in-line diagnostics, numerical modeling and a solution, the change in the values of longitudinal stresses, is determined and the need to take into account residual stresses in the zone of elastic-plastic deformations of cold bend offsets is shown.

 Ключевые слова газопровод отвод холодного гнутья моделирование метод конечных элементов напряжения Keywords gas pipeline cold bend offsets modeling finite element method stresses Aleksandrov Yu.V. Identification of factors initiating the development of damage to gas pipelines due to SCC. Praktika pro-tivokorrozionnoi zashchity. 2011. N 1, р. 22-26 (in Russian). Birger I.A. Residual stress. Moscow: MAShGIZ, 1963, р. 233 (in Russian). Zainullin R.S. Ensuring the efficiency of oil pipelines and pressure vessels. Sbornik nauchnykh statei. IPTER, MNTTs «BESTS». Ufa, 1999, р. 110 (in Russian). Tagirov M.B., Mustafin F.M., Askarov R.M., Bakiev T.A. Investigation of the stress-strain state of a potentially dangerous section of the main gas pipeline. Transport i khranenie nefteproduktov i uglevodorodnogo syr'ya. 2017. N 2, р. 9-14 (in Russian). Shabalov I.P., Velikodnev V.Ya., Kotova I.S., Kalenskii V.S. Mathematical modeling of forming cold bend offsets, optimi-zation of the technological process, analysis of limit states. Sbornik trudov XXIII mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, 12-18 sentyabrya 2016 g. Sevastopol'skii gosudarstvennyi universitet. Sevastopol', 2016. Vol. 2, р.172-175 (in Russian). Makhutov N.A. Deformation criteria for fracture and calculation of structural elements for strength. Moscow: Mashinostroenie, 1981, р. 272 (in Russian). Usmanov R.R., Chuchkalov M.V., Askarov R.M. Development of technology for identifying and repairing potentially dangerous sections of gas pipelines on the basis of transverse stress corrosion cracking. Territoriya Neftegaz. 2014. N 12, р.74-77 (in Russian). Seleznev V.E., Aleshin V.V., Klishin G.S., Fotin S.V. Numerical analysis of the fire hazard of gas pipelines. Moscow: Edi-torial URSS, 2004, р. 328 (in Russian). Chuchkalov M.V. Development of methods for detecting, inhibiting and preventing stress corrosion cracking on main gas pipelines: Avtoref. dis. … d-ra tekhn. nauk. OOO «Gazprom transgaz Ufa». Ufa, 2015, р. 51 (in Russian). Bathe K.J., Almeida C.A., Ho L.W. A simple and effective pipe elbow element – some nonlinear capabilities. Computers and Structures. 1983. Vol. 17 (N 5-6), p. 659-667. Riagusoff I.T., Kenedi P., L.Guimarães de Souza, Pacheco P.L. Modeling of pipe cold bending: a finite element approach. VI National congress of mechanical engineering. 2010. URL: https://www.researchgate.net/publication/282861951 (date of access 31.01.2018). Sözen L., Guler M.A., Görgülüarslan R.M., Kaplan E.M. Prediction of Springback in CNC Tube Bending Process Based on Forming Parameters. 11th International LS-DYNA Users Conference. Deaborm, USA, 2014, p. 7-20. Śloderbach Z. Generalized model of strains during bending of metal tubes in bending machines. Journal of Theoretical and Applied Mechanics. 2014. N 52 (4), p. 1093-1106. Xu J., Yang H., Li H., Zhan M. Significance based optimization of processing parameters for thin walled aluminum alloy tube NC bending with small bending radius. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012. N 22, p.147-156.