ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ И ДЛИТЕЛЬНОМ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ Прочность труб большого диаметра магистральных нефтеи продуктопроводов из "Прочность при изотермическом и неизотермическом малоцикловом нагружении " Сформулированные выше основные закономерности малоциклового деформирования и разрушения необходимы в связи с разработкой методов оценки прочности элементов конструкций. Для обоснования расчетной процедуры и уточнения запасов прочности в инженерной практике проводятся мснытанвя моделей и натурных элементов. Основными задачами, которые решаются в таких испытаниях, являются сопоставление расчетного и экспериментального распределения деформаций и напряжений (особенно в зонах концентрации с учетом поциклового перераспределения), а также изучение условий достижения предельного состояния по разрушению (образованию трещины). При этом для оценки прочности в условиях циклического упругопластического деформирования необходимы данные о кинетике деформированного состояния конструкции, а также кривые малоцикловой усталости материала при однородном напряженном состоянии. [c.135] В связи с освоением новых месторождений нефти в различных районах нашей страны возрастает значение магистральных трубопроводов как средства транспортировки продуктов добычи нефти в пределах Советского Союза и за рубеж. При этом вопросы надежности магистральных нефтепроводов приобретают в современных условиях первостепенную роль в деле обеспечения бесперебойной и экономичной эксплуатации систем. [c.136] Магистральный нефтепровод представляет собой сложное инженерное сооружение. Надежная работа трубопровода зависит от ряда факторов и в значительной степени связана с обеспечением прочности сварных труб большого диаметра (свыше 403 мм), по которым осуществляется транспортировка рабочего продукта с помощью серии насосных перекачивающих станций (НПО), выполняющих перекачку под давлением порядка 50—70 кгс/см . [c.136] Казалось бы, удовлетворение условиям статической прочности труб большого диаметра должно обеспечивать работу трубопроводов без разрушений. Однако практика эксплуатации показывает наличие определенного процента выхода из строя труб по мере наработки ресурса. Один из примеров этому — многократные разрушения трубопровода Куйбышев — Брянск после 8-летней эксплуатации [40]. [c.137] Разрушения труб в эксплуатации по своему внешнему виду соответствуют разрушениям под действием внутреннего давления при статическом нагружении до разрыва. При этом трещины, как и при статическом разрыве, образуются в продольном направлении [10]. Характерно, что появление эксплуатационных трещин, как правило, происходит в зоне сварного соединения. Длина разрывов в процессе эксплуатации, как и при статическом разрыве, может составлять до нескольких метров. Однако рассмотрение характера мест разрушения показывает существенные отличия эксплуатационных разрывов труб от разрывов при статическом нагружении. Основной особенностью эксплуатационных разрывов является отсутствие значительных пластических деформаций [10] как в месте разрыва, так и по периметру трубы. Излом имеет выраженные зоны очага разрушения и дорыва. [c.137] Наиболее вероятной причиной подобных разрушений является накопление повреждений и развитие исходных дефектов, приводящие к появлению и распространению усталостных трещин от повторных воздействий внутреннего давления в процессе эксплуатации. Так, по данным работ [3, 134], некоторые участки магистральных нефтепроводов могут испытывать в среднем 300—350 циклов повторных нагружений в год, вызванных различными технологическими и эксплуатационными факторами (отключение НПО из-за отказов электрооборудования, автоматики, отказов механического оборудования, изменение режимов перекачки и т. д.). [c.137] Нагружение конструкций с числом циклов от 10 до 10 относится к малоцикловому нагружению [239] и приравнивать его в общем случае к статическому нельзя, особенно если величины действующих номинальных напряжений достаточно высоки и близки к пределу пропорциональности материалов, как это наблюдается в трубах магистральных трубопроводов, уложенных в грунт. В таких условиях в процессе эксплуатации из-за повторных воздействий нагрузки возможно малоцикловое разрушение сварных труб большого диаметра. [c.138] В существующих в настоящее время нормативных материалах при расчете труб на прочность не учитываются в явном виде характеристики малоциклового разрушения, а также такой фактор, как концентрация напряжений и обусловленное этим появление упругопластических деформаций от эксплуатационных нагрузок. Это вызывает необходимость проведения специальных экспериментальных исследований работы сварных труб большого диаметра при уровнях внутреннего давления, соответствующих эксплуатационным, с целью определения особенностей сопротивления их деформированию и разрушению при статическом и повторностатическом нагружениях. [c.138] На базе Института машиноведения и Горьковской научно-исследовательской лаборатории испытания материалов (НИЛИМ) была поставлена работа [1, 5], посвященная исследованию напряженно-деформированного состояния и прочности труб магистральных трубопроводов, используемых для транспортировки под давлением нефти и нефтепродуктов, и разработке метода оценки их долговечности в эксплуатационных условиях. [c.138] Вернуться к основной статье