Оценка влияния внутреннего давления, вызывающего дополнительный изгиб трубопровода
- 1 — д-р физ.-мат. наук профессор Уфимский государственный нефтяной технический университет
- 2 — д-р техн. наук профессор Уфимский государственный нефтяной технический университет
- 3 — д-р техн. наук профессор Уфимский государственный нефтяной технический университет
- 4 — канд. техн. наук Уфимский государственный нефтяной технический университет
Аннотация
В статье обоснован учет воздействия внутреннего давления, вызывающего дополнительный изгиб трубопровода. По утверждению некоторых ученых, ошибочно используется понятие эквивалентного продольного осевого усилия (ЭПОУ) S x , которое зависит от рабочего давления, температурных напряжений и совместных деформаций трубопровода с грунтом. Однако авторы статьи используют понятие ЭПОУ S x при построении математической модели напряженно-деформированного состояния (НДС) сложного участка магистрального трубопровода, а также раскрывают его при анализе результатов расчета прочности и устойчивости трубопровода. Анализ НДС рассчитываемого участка нефтепровода осуществлен для двух постановок задачи при различных значениях параметров эксплуатации. В первой постановке учитывается воздействие внутреннего давления, вызывающего изгиб трубопровода, а во второй пренебрегается этим воздействием. Показано, что за счет действия эквивалентного продольного осевого усилия S x при p 0 = 9,0 МПа, Dt = 29 °C расчетное экстремальное значение прогиба увеличивается на 54, а расчетные экстремальные значения изгибных напряжений от пролетного изгибающего момента возрастают на 74 %, расчетные значения экстремальных изгибных напряжений от опорного изгибающего момента увеличиваются в два раза по сравнению с соответствующими характеристиками НДС трубопровода. В случае пренебрежения воздействием внутреннего давления, вызывающего дополнительный изгиб трубопровода, погрешность расчета экстремального значения прогиба составляет 35 %, а экстремального значения изгибных напряжений от пролетных изгибающих моментов равна 44 % и экстремального значения изгибных напряжений от опорных изгибающих моментов составляет 95 %.
Литература
- Ainbinder A.B., Kamershtein A.G. Calculation of trunk pipelines for durability and stability. Мoscow: Nedra, 1982, p. 340 (in Russian).
- Glazkov A.S., Klimov V.P., Gumerov K.M. Longitudinal-transverse bending of the pipeline in areas of soil changes. Problemy sbora, podgotovki i transporta nefti i nefteproduktov. 2012. N 1 (87), p. 63-70. DOI: 10.17122/ntj-oil-2012-1-63-70 (in Russian).
- Godunov S.K. Orthogonal sweep method for solving systems of difference equations. Zhurnal vychislitelnoi matematiki i matematicheskoi fiziki. 1962. Vol. 2. N 6, p. 972-982 (in Russian).
- Gumerov K.M., Silverstov S.A. To assessment of longitudinal stability of trunk pipeline. Problemy sbora, podgotovki
- i transporta nefti i nefteproduktov. 2017. N 1 (107), p. 60-68. DOI: 10.17122/ntj-oil-2017-1-60-68 (in Russian).
- Gumerov K.M., Rakova L.N., Bularova V.M. Longitudinal stability of pipelines: Sbornik trudov Mezhdunarodnoi molodezhnoi nauchnoi konferentsii “Naukoemkie tekhnologii v reshenii problem neftegazovogo kompleksa”. Ufa, 19-24 dekabrya 2016 g, р. 193-197 (in Russian).
- Ilgamov M.A. Fluctuations of elastic shells containing liquid and gas. Мoscow: Nauka, 1969, p. 181 (in Russian).
- Ilgamov M.A. Static problems of hydroelasticity. Kazan: Institut mekhaniki i mashinostroeniya RAN, 1994, p. 208 (in Russian).
- Korobkov G.E., Zaripov R.M., Shammazov I.A. Numerical modeling of stress-strain state and stability of pipelines and reservoirs in complicated conditions. St. Petersburg: Nedra, 2009, p. 408 (in Russian).
- Myachenkov V.I., Maltsev V.P. Methods and algorithms for calculating spatial structures on ES computer. Мoscow: Mashinostroenie, 1984, p. 280 (in Russian).
- Bakhtizin R.N., Zaripov R.M., Korobkov G.E., Masalimov R.B. Ensuring the durability of underground section
- of the pipeline in karst zone when installing various types of compensators. Neftyanoe khozyaistvo. 2018. Vol. 3, p. 82-84. DOI: 10.24887/0028-2448-2018-3-82-84 (in Russian).
- Petrov I.P., Spiridonov V.V. Above ground installation of the pipelines. Мoscow: Nedra, 1973, p. 472 (in Russian).
- Shammazov A.M., Zaripov R.M., Chichelov V.A., Korobkov G.E. Calculation and ensuring the durability of pipelines in difficult engineering and geological conditions. Vol. 1. Numerical modeling of stress-strain state and stability of pipelines. Мoscow: Inter, 2005, p. 705 (in Russian).
- Bakhtizin R.N., Zaripov R.M., Korobkov G.E., Masalimov R.B. Calculated justification for return of the pipeline to project position and ensuring its durability by changing its design. Izvestiya Ufimskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk. 2017. N 1, p. 9-16 (in Russian).
- Bakhtizin R.N., Zaripov R.M., Korobkov G.E., Masalimov R.B., Usmanov I.F. Estimated justification for installation of supporting compensators in karst zone on a potentially hazardous section of gas pipeline. Gazovaya promyshlennost. 2018. N 3 (765), p. 72-77 (in Russian).
- Svetlitskii V.A. Pipelines and hoses mechanics. Мoscow: Mashinostroenie, 1982, p. 280 (in Russian).
- SP 36.13330.2012. Trunk pipelines. Updated edition of SNiP 2.05.06-85. Мoscow: Gosstroi, FAU “FTsS”, 2013, p. 92
- (in Russian).
- Feodosev V.I. Selected tasks and questions on resistance of materials. Мoscow: Nauka, 1973, p. 400 (in Russian).
- Filin A.P. Applied mechanics of a solid deformable body. Vol. 2. Мoscow: Nauka, 1978, p. 616 (in Russian).
- Tang D.M., Ilgamov M.A., Dowell E.H. Buckling and post-buckling behaviour of a pipe subjected to internal pressure. Journal of Applied Mechanics. 1995. Vol. 62. Iss. 3, p. 595-600. DOI: 10.1115/1.2895987