ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анализ характеристик и параметров эксплуатационных локальных повреждений из "Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов" Таким образом, формирование и развитие макро- и микроразру-щений, общих и локальных пластических деформаций при тяжелых авариях с первичными и вторичными повреждающими факторами чрезвычайно усложняет анализ предельных состояний, делая его крайне важным для их предотвращения. [c.325] Научные основы анализа эксплуатационных повреждений приведены в гл. 3-6 разд. I. [c.325] В процессе изготовления и Транспортировки сосудов, труб, строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов возможно образование дефектов, сравнимых по размерам с толщиной стенки конструкции. К дефектам, изменяющим геометрическую форму и являющимся источниками разрущения, относятся различного рода гофры и вмятины (см. пп. 1.3.1, 3.1-3.3). [c.325] Наличие продольных сил, возникающих от внутреннего давления, температуры, а также влияния радиуса изгиба, обусловливает продольно-поперечный изгиб трубопровода. Перемещение трубопроводов в плане и пространстве способствует образованию гофров. [c.325] Симметричный кольцевой гофр — повреждение под действием продольных сжимающих напряжений от действия внутреннего давления и температуры. Перемещение трубопровода происходит вдоль своей оси. Верщина гофра представляет собой окружность с центром, совпадающим с центром трубы (рис. 4.1, а). [c.325] Симметричный полукольцевой гофр — повреждение, появляющееся от продольно-поперечного изгиба трубопровода. Верщина максимального симметричного полукольцевого гофра представляет собой полуокружность и смещена от центра трубы на высоту гофра (рис. 4.1, б). Разрущение гофров происходит по трем основным схемам — по вершине в кольцевом направлении (рис. 4.1, а), по образующей в продольном направлении преимущественно в около-шовной зоне (рис. 4.2, б), по сложной траектории в зоне гофра (рис. 4.2, а, 4.3). [c.326] Потенциально опасными участками для образования гофров являются горячие участки, арки, всплывшие участки. Например, на северном газопроводе между двумя последовательными станциями наблюдались арки длиной 80, 100, 150 м, прогиб длиной до 480 м всплывшие участки на длине до 10 300 м. [c.326] Вмятины-повреждения появляются при взаимодействии (статическом или динамическом) поверхности трубопровода с твердым телом, не имеющим острых кромок. Вмятины характеризуются плавным сопряжением поверхностей, образующих углубление с поверхностью трубы. При вмятинах сплошность металла трубы не нарушается. Площадь вмятин не регламентируется. Вмятины глубиной до 50 мм подлежат выпрямлению [65, 67, 150, 226]. На практике обычно вмятины совмещены с дефектами типа задира, забоин, царапины. [c.327] Задир — повреждение внешней поверхности трубы в результате ее динамического взаимодействия с перемещающимся по ней твердым телом. [c.327] Забоины — повреждения, появляющиеся в результате динамического взаимодействия поверхности трубы с твердым телом, имеющим острые края, без касательного по отношению к поверхности стенки трубы перемещения и заметного остаточного местного изгиба тела трубы. [c.327] Линейная часть эксплуатируемых трубопроводов состоит из участков прямых, упруго-изогнутых и кривых вставок. [c.328] В практике строительства трубопроводов широко применяется упругий изгиб по рельефу местности как источник гофрообразова-ния. Упругий радиус оси трубопровода должен быть не менее 800-1000 диаметров трубы. На практике часто приходится делать повороты на значительно больший угол, В работе [9] указывается, что в районах Западной Сибири и средней полосы России на каждый километр требуется до 18 отводов. Нормативными документами допускается использование гнутых отводов, у которых наибольшая высота между вершиной и впадиной гофра, или вмятин не более толщины стенки. Для труб больших диаметров она не должна превышать 10 мм. [c.328] При повороте оси трубопровода на 10-15° и радиусе изгиба р (20 30)Б применяются отводы из труб холодного деформирования. [c.328] Напряженно-деформированное состояние эксплуатируемого трубопровода и в конечном итоге его надежность зависят от степени точности и постоянства его положения на проектных отметках [27, 69]. Для поддержания проектного положения трубопровода в слабо-несущих грунтах применяются многочисленные по конструктивным решениям утяжелители (свыше 50), анкерные устройства. [c.328] Криволинейные трубы служат для рациональной компоновки трубопровода и способны обеспечивать процесс самокомпенсации. [c.328] Вопросам расчета напряженно-деформированного состояния криволинейных труб занималось большое число исследователей. Карманом в 1911 г. [278] теоретически решена задача о большей податливости криволинейной трубы по сравнению с прямой. Причиной повышенной податливости при изгибе кривой трубы является сплющивание ее поперечного сечения. При сплющивании меняется линейный закон распределения продольных напряжений и возникают местные поперечные изгибные напряжения. Карман в своем решении основывался на теории о минимуме потенциальной энергии деформации. Лоренц рассмотрел эту задачу на основе теоремы о наименьшей работе. [c.328] Задача об определении несущей способности цилиндрических оболочек авторами [265, 269, 277] решалась в предположении геометрической линейности при малых прогибах. В нелинейной постановке (перемещения и давление не связаны линейной зависимостью) эта задача рассматривалась в [92]. Нагружение колен в результате самокомпенсации за предел упругости трубопроводов среднего диаметра (220 мм) рассматривается в [216]. [c.328] Для низколегированных сталей формула справедлива при гибкостях X 100-80. [c.329] В [92] проведены исследования модельных труб с целью уточнения несущей способности труб при центральном сжатии в зависимости от их гибкости. На базе теоретических и экспериментальных исследований делается вывод о возможности принятия за предельное состояние достижения металлом предела текучести. [c.329] Кларком и 3. Рейсснером [272] решена задача о плоском изгибе торообразной оболочки. На основе уравнений теории оболочек даны решения о пространственном изгибе криволинейной трубы [43, 254]. В данных работах не учитывалось влияние внутреннего давления на изгиб трубы. [c.329] Вернуться к основной статье