Вход
  1. Главная
  2. Журналы
  3. Территория "Нефтегаз"
  4. Территория "Нефтегаз" 3-4.2024
Территория Нефтегаз 3-4.2024

Научная статья

EDN: HMQDAQ

УДК 622.691.4
(UDK 622.691.4)

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь

ДИАГНОСТИКА (DIAGNOSTICS)

ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ УЧАСТКОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ C ОТВОДАМИ ХОЛОДНОГО ГНУТЬЯ

(HEALTH ASSESSMENT SPECIFICS FOR POTENTIALLY UNSAFE MAIN GAS PIPELINE SECTIONS WITH COLD BENDS)

В процессе управления техническим состоянием и целостностью газотранспортной системы одним из наиболее важных этапов оценки работоспособности участков магистральных трубопроводов является определение уровня напряженно-деформированного состояния стенки трубы. Основную информацию для проведения подобного анализа получают в результате внутритрубного технического диагностирования, на основе которого выявляются и классифицируются потенциально опасные участки по оцененному радиусу упругопластического изгиба участка труб. В то же время для кривых вставок (сегментные отводы, отводы холодного и горячего гнутья) категорирование по уровню напряженно-деформированного состояния стенки не проводится, что выступает фактором неопределенности при оценке технического состояния, определении работоспособности элементов трубопровода с дефектами.
В рамках данной работы выполнен анализ нормативных требований и рекомендаций, применимых для проведения проверочных расчетов на прочность и устойчивость трубопроводов с кривыми вставками. В целом участки магистральных трубопроводов с отводами холодного гнутья малоизученны с точки зрения напряженно-деформированного состояния ввиду ряда причин, обусловленных как технологией их изготовления, так и особенностями эксплуатации. Поэтому совершенствование методологии управления техническим состоянием и целостностью газотранспортной системы в части определения напряженно-деформированного состояния кривых вставок, в том числе отводов холодного гнутья в составе длительно эксплуатируемых магистральных трубопроводов, остается актуальным вопросом.
В работе предложен новый способ выявления потенциально опасных участков магистральных трубопроводов с отводами холодного гнутья, включающий расчет изменения изгибных деформаций в стенке отводов на основе изменения радиусов их кривизны по данным внутритрубного технического диагностирования, показавший практическую применимость на линейной части магистральных трубопроводов.

Health and integrity management for a gas transmission system has an analysis of pipe wall stress-strain state as one of the most important stages of assessment of good working order of main gas pipeline sections. Data for such analysis is mostly gathered from PIG inspections which are used to detect any potentially unsafe pipeline sections and classify them on the basis of the assessed radius of elastoplastic bending of a pipeline section. However, dog leg sections (miter bends, hot and cold bends) are not classified according to wall stress-strain levels thus creating uncertainty in the assessment of pipeline health and analysis of good working order of defective pipeline components.
The study for this paper includes an analysis of regulatory requirements and guidelines applicable to verification strength and stability analyses for pipelines with dog leg sections. In general, main gas pipeline sections with cold bends are understudied in their stress-strain state due to a number of reasons related both to their fabrication technology and operation specifics. Therefore, improvement of the methodology for health and integrity management of a gas transmission system as regards the analysis of stress-strain state of dog leg sections, including cold bends, comprised in main gas pipelines in extended service, is still a relevant issue.
This paper suggests a new way to identify potentially unsafe sections of main gas pipelines with cold bends, which includes a calculation of variations in bending strains in bend walls based on variations in curvature radii as provided by pigging, and which has already shown its practical applicability for linear sections of main gas pipelines.

МАГИСТРАЛЬНЫЙ ГАЗОПРОВОД, ОТВОД ХОЛОДНОГО ГНУТЬЯ, НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ, ОСТАТОЧНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, РАДИУС КРИВИЗНЫ

MAIN GAS PIPELINE, COLD BEND, STRESS-STRAIN STATE, RESIDUAL STRESS, CURVATURE RADIUS

Г.Е. Коробков1, e-mail: korobkov45@mail.ru;

М.В. Закирьянов2, e-mail: mars.zakiryanov.1988@mail.ru;

И.М. Исламов2, e-mail: mildarislamov@mail.ru


1 ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» (Уфа, Россия).
2 ООО «Газпром трансгаз Уфа» (Уфа, Россия).

G.E. Korobkov1, e-mail: korobkov45@mail.ru;

M.V. Zakiryanov2, e-mail: mars.zakiryanov.1988@mail.ru;

I.M. Islamov2, e-mail: mildarislamov@mail.ru


1 Ufa State Petroleum Technological University (Ufa, Russia).
2 Gazprom transgaz Ufa LLC (Ufa, Russia).

Коробков Г.Е., Закирьянов М.В., Исламов И.М. Особенности определения технического состояния потенциально опасных участков магистральных трубопроводов c отводами холодного гнутья // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2024. № 3–4. EDN: HMQDAQ. С. 82–90.

Korobkov GE, Zakiryanov MV, Islamov IM. Health assessment specifics of potentially unsafe main gas pipeline sections with cold bends. Oil and Gas Territory [Territorija “NEFTEGAS”]. 2024; (3–4): 82–90. EDN: HMQDAQ. (In Russian)

Трифонов О.В., Силкин В.М., Черний В.П. и др. Прогнозирование напряженно-деформированного состояния магистрального газопровода «Сила Сибири» на участках развития опасных инженерно-геокриологических процессов на основе математических моделей // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». 2020. № 2 (44). С. 34–50.

Закирьянов М., Калюжный С., Коньков Н. Проектирование и строительство газотранспортной системы на региональном уровне // 10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет: 4-й ежегод. докл. М.: Ассоциация «Глобальная энергия», 2023. С. 112–116.

ГОСТ 24950–2019. Отводы гнутые и вставки кривые на поворотах линейной части стальных трубопроводов. Технические условия // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200163877 (дата обращения: 28.02.2024).

Нестеров Г.В., Задубровская О.А., Гаврилов Д.А., Пошибаев П.В. Экспериментальные исследования по изучению возможности изготовления отводов холодного гнутья с увеличенными углами изгиба // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10, № 2. С. 127–137. DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-2-127-137.

Шабалов И.П., Великоднев В.Я., Настич С.Ю., Каленский В.С. Применение концепции Digital twin для трубной продукции на примере отвода холодного гнутья в условиях строительства современных магистральных газопроводов // Газовая промышленность. 2017. № 12 (761). C. 62–69.

Есиев Т.С., Войдер К.А., Глухов М.Г. Анализ влияния холодной пластической деформации, возникающей в процессе изготовления, на механические свойства основного металла и металла сварных соединений отводов холодного гнутья из спиральношовных труб // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». 2014. № 1 (17). С. 98–104.

Докутович А.Б., Коваленко С.В., Кузнецов А.Н. и др. О возможности прогнозирования различных видов стресс-коррозионных повреждений магистральных газопроводов ПАО «Газпром» // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». 2016. № 3 (27). С. 64–78.

Закирьянов М.В. Совершенствование методов оценки напряженно-деформированного состояния потенциально опасных участков газопроводов с отводами холодного гнутья: дис. … канд. техн. наук. Уфа: УГНТУ, 2019. 140 с.

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: 28.02.2024).

СП 33.13330.2012. Расчет на прочность стальных трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 2.04.12–86 // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200092599 (дата обращения: 28.02.2024).

ГОСТ Р 55989–2014. Магистральные газопроводы. Нормы проектирования на давление свыше 10 МПа. Основные требования // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200110075 (дата обращения: 28.02.2024).

СТО Газпром 2-2.1-318–2009. Инструкция по проектированию трубопроводов с компенсацией продольных деформаций. М.: ВНИИГАЗ, 2009. 28 с.

СТО Газпром 2-3.5-1076–2016. Инструкция по изготовлению отводов холодного гнутья в заводских и трассовых условиях. СПб.: Газпром экспо, 2018. 66 с.

СТО Газпром 2-2.1-249–2008. Магистральные газопроводы. М.: ВНИИГАЗ и др., 2008. 150 с.

ОАО «Газпром». Рекомендации по оценке прочности и устойчивости эксплуатируемых МГ и трубопроводов КС: утв. начальником Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ОАО «Газпром» 24.11.2006 // ПАО «Газпром»: офиц. сайт. URL: https://www.gazprom.ru/ (дата обращения: 05.03.2024). Режим доступа: по особым условиям в локальной сети владельца.

Р 526–84. Рекомендации по определению гибкости и напряженного состояния криволинейных участков трубопроводов. М.: ВНИИСТ, 1984. 25 с.

Камерштейн А.Г., Рождественский В.В., Ручимский М.Н. Расчет трубопроводов на прочность. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1969. 440 с.

Филин А.П. Прикладная механика твердого деформируемого тела: сопротивление материалов с элементами теории сплошных сред и строительной механики. М.: Наука, 1978. Т. 2. 616 с.

Закирьянов Р.В., Яровой А.В., Исламов И.М. и др. Оценка достоверности и перспективы применения результатов внутритрубной технической диагностики на участках упругопластических изгибов магистральных газопроводов // Газовая промышленность. 2023. № 3 (846). С. 98–108.

Патент № 2790906 Российская Федерация, МПК F16L 57/00 (2006.01), F16L 57/02 (2006.01). Способ выявления потенциально опасных участков магистральных трубопроводов c отводами холодного гнутья: № 2022107305: заявл. 21.03.2022: опубл. 28.02.2023 / Закирьянов Р.В., Яровой А.В., Огнев Е.Р. и др.; заявитель ООО «Газпром трансгаз Уфа» // Yandex.ru: патенты. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2790906C1_20230228 (дата обращения: 28.02.2024).

Trifonov OV, Silkin VM, Cherniy VP, Morin IYu, Volodin PA, Yefimov VM et al. Predictive mathematical modelling of stress-strain behavior for power of Siberia pipeline sections subject to dangerous engineering-geocryological processes. Scientific-Technical Collection Book “Gas Science Bulletin” [Nauchno-tekhnicheskiy sbornik “Vesti gazovoy nauki”]. 2020; 44(2): 34–50. (In Russian)

Zakiryanov M, Kalyuzhnyy S, Konkov N. Design and construction of regional gas transmission systems. In: Global Energy Association 10 Breakthrough Ideas in Energy for the Next 10 Years. Мoscow: Global Energy Association; 2023. p. 112–116. (In Russian)

Euro-Asian Council for Standardization, Metrology and Certification. GOST 24950–2019 (state standard). Bent branches and elbows at line bends for steel pipelines. Specifications. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200163877 [Accessed: 28 February 2024]. (In Russian)

Nesterov GV, Zadubrovskaya OA, Gavrilov DA, Poshibaev PV. Experimental studies on the possibility of manufacturing cold bends with increased bending angles. Science & Technologies: Oil and Oil Products. Pipeline Transportation [Nauka i tekhnologii truboprovodnogo transporta nefti i nefteproduktov]. 2020; 10(2): 127–137. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2020-10-2-127-137. (In Russian)

Shabalov IV, Velikodnev VYa, Nastich SYu, Kalenskiy VS. Application of the Digital twin concept for pipe products by the example of the cold bending in the conditions of construction of the modern main gas pipelines. Gas Industry [Gazovaya promyshlennost’]. 2017; 12(761): 62–69. (In Russian)

Esiev TS, Voyder KA, Glukhov MG. Analysis of the impact of cold plastic deformation occurring in the process of manufacture on mechanical properties of the main metal and metal of welded joints of cold-bended branches from helical pipes. Scientific-Technical Collection Book “Gas Science Bulletin”. 2014; 17(1): 98–104. (In Russian)

Dokutovich AB, Kovalenko SV, Kuznetsov AN, Nemchin YuV, Shapiro VD. On the possibility to predict various stress corrosion damages of PAO Gazprom gas mains. Scientific-Technical Collection Book “Gas Science Bulletin”. 2016; 27(3): 64–78. (In Russian)

Zakiryanov MV. Improving methods of assessment of stress-strain state of potentially unsafe pipeline sections with cold bends. PhD thesis. Ufa State Petroleum Technological University; 2019. (In Russian)

Federal Agency on Technical Regulating and Metrology (Rosstandart). SP 36.13330.2012 (code of practice). Trunk pipelines. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200103173 [Accessed: 28 February 2024]. (In Russian).

Rosstandart. SP 33.13330.2012. Stress calculation of steel pipelines. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200092599 [Accessed: 28 February 2024]. (In Russian).

Rosstandart. GOST R 55989–2014. Trunk gas pipelines. Design standard for pressure over 10 MPa. Basic requirements. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200110075 [Accessed: 28 February 2024]. (In Russian).

OAO Gazprom (open joint stock company). STO 2-2.1-318–2009 (company standard). Guidelines on design of pipelines with longitudinal strain compensation. Мoscow: VNIIGAZ; 2009. (In Russian)

PJSC Gazprom. STO 2-3.5-1076–2016. Guidelines on fabrication of cold bends in factory and field conditions. Saint-Petersburg: Gazprom Expo; 2018. (In Russian)

OAO Gazprom. STO 2-2.1-249–2008. Main gas pipelines. Moscow: VNIIGAZ; 2008. (In Russian)

OAO Gazprom. Guidelines on assessment of strength and stability of trunk pipelines and compressor stations in service approved by the Head of Gas Transmission, Underground Storage, and Use Department of OAO Gazprom on 24 November 2006. Available from: https://www.gazprom.ru/ [Accessed: 5 March 2024]. (Accessible under specific conditions in the owner’s local area network; in Russian)

All-Union Research Institute for Construction, Operation of Pipelines and Fuel and Energy Complex Facilities (VNIIST). R 526–84 (recommended practice). Guidelines on evaluation of slenderness and stressed condition of curved pipeline sections. Moscow: VNIIST; 1984. (In Russian)

Kamershteyn AG, Rozhdestvenskiy VV, Ruchimskiy MN. Pipeline Strength Analysis. 2nd edition. Moscow: Subsoil [Nedra]; 1969. (In Russian)

Filin AP. Applied Mechanics of Deformable Solid Body: Mechanics of Materials with Elements of Continuum Theory and Structural Mechanics. Vol. 2. Moscow: Science [Nauka]; 1978. (In Russian)

Zakiryanov RV, Yarovoy AV, Islamov IM, Zakiryanov MV, Shashkov MA, Kukushkin AN et al. Assessment of reliability and prospects for the use of the in-line inspection results at elastoplastic bending sections of main gas pipelines. Gas Industry. 2023; 3(846): 98–108. (In Russian)

Zakirianov RV, Iarovoi AV, Ognev ER, Islamov IM, Zakirianov MV, Iusupov RKh. Method for identifying potentially dangerous sections of main pipelines with cold bends. RU2790906 (Patent) 2023.
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