ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эксплуатационные условия работы магистральных трубопроводов из "Прочность при изотермическом и неизотермическом малоцикловом нагружении " Основные положения расчета на прочность труб магистральных нефтепроводов. Будем рассматривать вопрос расчета на прочность трубопроводов только от воздействия внутреннего давления в трубах. Именно так рассчитываются на прочность подземные трубопроводы, не подвертаюпщеся дополнительным внешним силовым воздействиям. Такой расчет прочности трубопровода осуществляется по критерию предельного состояния при статическом нагружении труб внутренним давлением до разрыва [206]. [c.139] Коэффициент ki учитывает однородность при разрыве стали и ДЛЯ сварных труб из низколегированной стали принимается равным 0,8. Коэффициент т отражает условия работы при разрыве трубы и в данном случае равен 0,8 т — коэффициент условий работы трубопровода, для основной массы трубопроводов (III и IV категорий) равен 0,9. [c.139] Условие прочности (3.1.2), гарантирующее от развития чрезмерных пластических деформаций, при выполнении условия (3.1.1) обычно удовлетворяется автоматически, так как для легированной трубной стали сТт/ в 0,64. [c.140] Рассмотренный расчет на прочность по методу предельного состояния [88, 89] не учитывает возможной неравномерности в распределении напряжений и концентрации напряжений в сварной трубе вследствие отклонения сечения от правильной геометрической формы [60] из-за наличия усиления сварного шва, смещения кромок в нем, овальности и т. п. Предполагается, что если указанные зоны концентрации напряжений возникают в стенках трубы, то они сглаживаются за счет местной пластической деформации, и это не отражается на общей несущей способности трубы, которая определяется ее прочностью на разрыв от воздействия внутреннего статического давления. Указанное положение об отсутствии влияния концентрации напряжений на несущую способность труб при статическом нагружении было проверено рядо.м экспериментальных исследований. [c.140] Таким образом, магистральные трубопроводы приравниваются к обычным строительным конструкциям, работающим при статическом нагружении, что дает возможность вести их расчет на прочность по предельному состоянию, за которое принимается разрушение труб под воздействием статического внутреннего давления. Расчет по предельному состоянию обосновывает снижение запаса Прочности труб и, следовательно, способствует экономии металла при строительстве трубопроводов. [c.140] Ответ на этот вопрос может быть получен лишь на основе анализа условий работы трубопроводов. [c.140] Опубликованных данных о частоте отключений НПС на действующих трубопроводах очень мало. Приведем сведения, которыми мы располагаем на основе литературных данных и изучения вопроса, проведенного Горьковской лабораторией испытания материалов [40]. [c.141] По данным Куйбышевского управления нефтепровода Дружба на НПС Соседка только в первом полугодии 1970 г. было 143 остановки агрегатов. [c.141] В табл. 3.1.1 приведены сведения, полученные Горьковской НИЛИМ о количестве остановок насосов НПС за 1971 и 1972 гг. по Урало-Сибирскому управлению, а также причины остановок. Количество остановок насосов НПС из расчета на одну НПС в 1971 г. составило от 200 до 704, а в 1972 г. — от 224 до 716 [40]. [c.141] Из анализа приведенных данных следует, что трубопровод в процессе эксплуатации подвергается переменной нагрузке низкой частоты. Количество пусков и остановок (количество циклов), определяющее долговечность трубопроводов, составляет порядка 4-10 —1,4-10 за срок службы трубопровода (20 лет). Поэтому при рассмотрении вопросов прочности трубопровода следует исходить из того, что он подвергается не статической нагрузке, а повторно-статической малоцикловой нагрузке. [c.141] Анализ данных о разрушениях действующих нефтепроводов. В обзоре [10] представлены все виды разрушения трубопроводов Урало-Сибирского управления с 1950 по 1970 гг. Отмечается, что одним из основных видов разрушений нефте- и продуктопроводов являются разрушения вдоль труб как в зоне сплавления продольного сварного шва, так и по основному металлу. Причем наибольшее количество случаев разрушений за 20 лет зарегистрировано во втором десятилетии этого периода. Так, например, за период с 1961 по 1970 гг. произошло 68 случаев разрушений, или 80% от общего числа подобных разрушений (72) за весь 20-летний период с 1950 г. [c.141] Данное положение в какой-то степени можно объяснить тем, что, начиная с 1957 г., в связи с переходом к расчету подземных трубопроводов по предельному состоянию, определяемому прочностью труб на разрыв от внутреннего статического давления, рабочее давление во всех эксплуатирующихся трубопроводах было повышено. Так, например, для трубопроводов с рабочим давлением 50—55 кгс/см , начиная с 1957 г., оно было повышено до 64 кгс/см . [c.142] С другой стороны, по нашему мнению, это обстоятельство может быть следствием проявления малоцикловых разрушений действующих трубопроводов, накопивших усталостные повреждения в трубах при повторно-статическом воздействии рабочего давления начальной и особенно повышенной величины в связи с пусками и остановами агрегатов [134]. [c.142] Отметим еще также данные комплексной лаборатории нефтепровода Дружба о разрушениях одного из участков этого трубопровода длиной 450 км из труб диаметром 600 мм [42]. После ряда лет эксплуатации на этом участке произошло 19 разрывов трубопровода, причем 14 разрывов произошло в период 1968—1970 гг., когда система защиты трубопровода исключила случаи аварий в переходных процессах из-за превышения рабочего давления, и. [c.143] им для всех случаев разрушений трубопроводов в процессе эксплуатации, имеющих вид разрывов в продольном направлении по основному металлу или в околошовной зоне продольного сварного шва трубы, является отсутствие заметного уменьшения толщины стенки трубы у кромок разрыва, а также отсутствие остаточной деформации по периметру трубы. По внешнему виду поверхности излома в средней части по длине трещины можно отметить характерную начальную (очаговую) зону разрушения. В этой зоне трещина имеет признаки разрушения без следов пластической деформации. Остальная часть трещины имеет следы пластической деформации в зоне дорыва. Механические свойства металла труб вблизи от линии разрыва и вдали от нее оказываются практически одинаковыми, находясь в пределах исходных нормативных характеристик. [c.144] Характерно, что после образования начальной трещины (очага разрушения) разрушение в результате наличия запаса упругой энергии, аккумулированной системой труба — рабочая среда, может приобретать динамический характер. Так образуется разрыв трубы с длиной трещины 500—15О0 мм и с раскрытием кромок трещины шириной до 400 мм. [c.144] Вернуться к основной статье