Вход
  1. Главная
  2. Журналы
  3. «Газовая промышленность»
  4. Газовая промышленность 11.2023
Газовая Промышленность 11.2023

Научная статья

УДК 539.4::622.692.4.053
(UDK 539.4::622.692.4.053)

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь
Купить журнал

РЕМОНТ И ДИАГНОСТИКА (REPAIR AND DIAGNOSTICS OF MAIN PIPELINES, COMPRESSOR PLANTS AND PUMPING STATIONS)

АНАЛИЗ ПРОЧНОСТИ ТРУБ ГАЗОПРОВОДА С ДЕФЕКТАМИ ОВАЛЬНОСТИ

(STRENGTH EVALUATION OF GAS LINE PIPES WITH OVALITY DEFECTS)

В статье представлены результаты анализа прочности труб газопровода с дефектами овальности, обнаруженными при внутритрубном техническом диагностировании после завершения строительства. Для обеспечения безопасной эксплуатации подземного участка этого газопровода были проведены расчеты напряженно-деформированного состояния в упругой и пластической постановках задачи. Результаты расчета в упругой постановке в соответствии с нормативной документацией показали, что как для максимальной абсолютной овальности, равной 210 мм, так и для минимальной, равной 100 мм, максимальные кольцевые напряжения превышают предел прочности. Аналогичные расчеты в упругой постановке методом конечных элементов из-за неопределенности граничных условий были выполнены для плоского напряженного и плоского деформированного состояния. Хотя в результате и был сделан вывод о более низком уровне максимальных напряжений, тем не менее они превышали предел прочности в случае плоского деформированного состояния и предел текучести в случае плоского напряженного состояния. Так как расчеты выполнялись в упругой постановке задачи, для определения фактического уровня кольцевых напряжений, превышающих предел пропорциональности, был проведен уточняющий расчет прочности труб с овальностью поперечного сечения в пластической постановке. Полученные данные подтвердили наличие значительного уровня напряжений, превосходящего допускаемый как для плоского деформированного, так и для плоского напряженного состояния (отличие в результатах расчетов максимальных напряжений не превышало 4 %). На основании результатов исследований прочности труб с овальностью поперечного сечения они были отбракованы и заменены новыми трубами.

This article presents the results of strength evaluation of gas line pipes with ovality defects detected during an in-line inspection after construction. In order to ensure safe operation of the underground section of this gas pipeline stress analysis in elastic and plastic modes was carried out. The results of the analysis in the elastic mode in accordance with applicable standards and specifications showed that both for the maximum absolute ovality equal to 210 mm and for the minimum one equal to 100 mm, the maximum hoop stresses exceed the ultimate strength. Similar finite element analysis in elastic mode was performed due to the indeterminacy of boundary conditions for plane stress and plane strain condition. Although the results concluded that the maximum stresses were lower, they nevertheless exceeded the ultimate strength in the case of the plane strain condition and the yield strength in the case of the plane stressed condition. Since the calculations were performed in the elastic mode, in order to determine the actual level of hoop stresses exceeding the proportional limit, a refining stress analysis was performed for pipes with ovality of cross section in the plastic mode. The results confirmed a high level of stress exceeding the allowable stress for both plane strain and plane stress conditions (calculation results for maximum stress did not differ by more than 4 %). Based on the results of strength evaluation of pipes with ovality of cross section, they were rejected and replaced with new pipes.

ГАЗОПРОВОД, ДЕФЕКТ, ДИАМЕТР, КОЛЬЦЕВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, ОВАЛЬНОСТЬ, ПОПЕРЕЧНОЕ СЕЧЕНИЕ, ПРЕДЕЛ ТЕКУЧЕСТИ, РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ, ТРУБА

GAS PIPELINE, DEFECT, DIAMETER, HOOP STRESS, OVALITY, CROSS SECTION, YIELD STRENGTH, CALCULATION MODEL, PIPE

И.И. Велиюлин, д.т.н., ООО «ЭКСИКОМ» (Москва, Россия), i.veliyulin@eksikom.ru

В.И. Городниченко, к.т.н., ФАУ «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора

Н.Е. Жуковского» (Жуковский, Россия), vigorodnichenko@yandex.ru

В.В. Харионовский, д.т.н., ООО «Газпром ВНИИГАЗ» (Санкт-Петербург, Россия), v_kharionovsky@mail.ru

I.I. Veliyulin, DSc in Engineering, EKSIKOM LLC (Moscow, Russia), i.veliyulin@eksikom.ru

V.I. Gorodnichenko, PhD in Engineering, Central Aerohydrodynamic Institute named after Professor

N.E. Zhukovsky (Zhukovsky, Russia), vigorodnichenko@yandex.ru

V.V. Kharionovsky, DSc in Engineering, Gazprom VNIIGAZ LLC (Saint Petersburg, Russia), v_kharionovsky@mail.ru

Герке В.Г., Григорьев Б.А., Егоров И.Ф. и др. «ИНФОТЕХ» – информационная основа мониторинга технического состояния объектов ЕСГ // Диагностика-2002: сб. тез. двенадцатой междунар. деловой встречи. М.: ИРЦ Газпром, 2002. Т. 3. С. 13–19.

Р 51-31323949-42–99. Рекомендации по оценке работоспособности дефектных участков газопроводов. М.: ВНИИГАЗ, 1998. 67 с.

СТО Газпром 2-3.5-454–2010. Правила эксплуатации магистральных газопроводов // ООО «Газпром трансгаз Самара»: офиц. сайт. URL: https://samara-tr.gazprom.ru/d/textpage/8e/142/sto_2_35_454_2010-2.pdf (дата обращения: 08.10.2023).

Велиюлин И.И., Городниченко В.И., Харионовский В.В. Система управления целостностью и обеспечение промышленной безопасности газопроводов с повреждениями // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2022. № 9–10. С. 32–41.

СНиП 2.05.06–85. Магистральные трубопроводы. М.: Госстрой, 1988. 50 c.

СП 36.13330.2012. Магистральные трубопроводы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.06–85* // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200103173 (дата обращения: 08.10.2023).

СП 86.13330.2022. Магистральные трубопроводы // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200111111 (дата обращения: 08.10.2023).

Салюков В.В., Бегеев Т.К., Городниченко В.И. Экспертная система анализа технического состояния газопроводов с дефектами // Надежность и ресурс газопроводных конструкций: сб. науч. тр. / науч. ред. В.В. Харионовский. М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2003. С. 110–119.

Голован В.И., Гришин В.И., Дзюба А.С. и др. Проектирование, расчеты и статические испытания металлокомпозитных конструкций. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2022. 408 с.

Ушаков А.Е., Гришин В.И. Методы расчета местной прочности авиационных конструкций. М.: Арктика, 1999. 252 с.

Филин А.П. Прикладная механика твердого деформируемого тела. М.: Наука, 1975. Т. 1. 832 с.

Митрохин А.М., Чубунов М.В. Определение предельно допустимых значений овальности трубы по условию недопустимости пластических деформаций // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2012. № 1 (29). С. 34–36.

Прочность, устойчивость, колебания: в 3 т. / под ред. И.А. Биргера, Я.Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968. Т. 1. 831 с.

Гришин В.И. Применение метода дискретных элементов к расчету панелей за пределом упругости // Труды ЦАГИ. 1972. Вып. 1401. С. 77–89.

Gerke VG, Grigoriev BA, Egorov IF, et al. INFOTECH: Information basis for monitoring the technical condition of Unified Gas Supply System facilities. In: OAO Gazprom (open joint stock company) Diagnostics-2002: Proceedings of the 12th International Business Meeting. Vol. 3, 23–26 April 2002, Belek, Turkey. Moscow: Gas Industry Information and Advertising Center; 2002. p. 13–19. (In Russian)

Gazprom. R 51-31323949-42–99 (guidelines). Guidelines for assessing the performance of defective sections of gas pipelines. Moscow: VNIIGAZ; 1998. (In Russian)

Gazprom. STO Gazprom 2-3.5-454–2010 (company standard). Rules for the operation of main gas pipelines. Available from: https://samara-tr.gazprom.ru/d/textpage/8e/142/sto_2_35_454_2010-2.pdf [Accessed: 8 October 2023]. (In Russian)

Veliyulin II, Gorodnichenko VI, Kharionovsky VV. Integrity management system and ensuring industrial safety of gas pipelines with damages. Oil and Gas Territory [Territorija “NEFTEGAS”]. 2022; (9–10): 32–41. (In Russian)

Ministry of Construction of Oil and Gas Industries. SNiP 2.05.06–85 (building codes and regulations). Main pipelines. Moscow: State Committee for Construction in the Soviet Union; 1988. (In Russian)

Federal Agency for the Construction, Housing and Utilities. SP 36.13330.2012 (code of practice). Trunk pipelines. Revised edition of SNiP 2.05.06–85. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200103173 [Accessed: 8 October 2023]. (In Russian)

Ministry of Construction, Housing and Utilities of the Russian Federation. SP 86.13330.2022. Main (Trunk) pipelines. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200111111 [Accessed: 8 October 2023]. (In Russian)

Salyukov VV, Begeev TK, Gorodnichenko VI. Expert system for analyzing the technical condition of gas pipelines with defects. In: Kharionovsky VV (ed.) Reliability and service life of gas pipeline. Moscow: Gazprom VNIIGAZ; 2003. p. 110–119. (In Russian)

Golovan VI, Grishin VI, Dzyuba AS, Zamula GN, Limonin MV, Dudarkov YI, et al. Design, Calculations, and Static Tests of Metal Matrix Composit Structures. Moscow: TECHNOSPHERE [TEKHNOSFERA]; 2022. (In Russian)

Ushakov AE, Grishin VI. Methods for Calculating the Local Strength of Airframes. Moscow: Arctic [Arktika]; 1999. (In Russian)

Filin AP. Applied Mechanics of a Solid Deformable Body. Vol. 1. Moscow: Science [Nauka]; 1975. (In Russian)

Mitrochin AM, Chubunov MV. Determination of maximum permissible values for pipe non-circulating on a condition of the plastic deformations is not permitted. Pipeline Transport: Theory and Practice [Truboprovodnyy transport: Teoriya i praktika]. 2012; 29(1): 34–36. (In Russian)

Birger IA, Panovko YaG (eds). Strength, Stability, and Vibrations. Vol. 1. Moscow: Mechanical Engineering [Mashinostroenie]; 1968. (In Russian)

Grishin VI. Application of the Discrete Element Method to the Calculation of Panels Beyond the Limit of Elasticity. TsAGI Science Journal [Trudy TsAGI]. 1972; (1401): 77–89. (In Russian)
Назад к журналу
NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

О нас

 

 

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57