Имитационное моделирование допустимой для безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов нагрузки на околошовные зоны с различной степенью коррозионного повреждения


Аннотация:

Установлено, что эксплуатация трубопроводов по техническому состоянию требует перехода от периодического контроля к непрерывному без остановки технологического процесса. Существенное влияние на прочность конструкции оказывают изменения напряженно-деформированного состояния трубопровода под воздействием эксплуатационных и природно-климатических факторов. Кроме того, вследствие коррозии и механических нагрузок возникают очаги коррозионного растрескивания труб. Зарождение коррозионных трещин и их развитие происходят очень скоротечно и лавинообразно, а характер и скорость распространения труднопрогнозируемы.
Рассмотрена зависимость предела прочности околошовных зон трубопроводов, находящихся в напряженно-деформированном состоянии, от степени коррозионного повреждения. С помощью программного комплекса ANSYS смоделировано коррозионное повреждение околошовной зоны и определен его максимальный уровень для безопасной эксплуатации трубопровода по критерию напряженно-деформированного состояния и предела прочности трубной стали. Методом конечных элементов и компьютерного моделирования найдено точное значение интенсивности напряжений в вершине коррозионной трещины для трубной стали.
В ходе проведенного исследования подтверждены необходимость и возможность повышения безопасности трубопроводного транспорта за счет исследования закономерностей изменения физико-механических свойств основного металла и сварных соединений труб в процессе эксплуатации. Это позволит точнее определять ресурс конструкций в целях снижения вероятности аварии и повышения промышленной безопасности эксплуатации магистральных трубопроводов.

Д.О. Буклешев, аспирант, bukleshev_dima@mail.ru ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет», Самара, Россия


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:

1. Буклешев Д.О. Практическое исследование зависимости скорости коррозии сварных соединений газопроводов от внешних факторов// Технические науки — от теории к практике: материалы LXII Междунар. науч.-практ. конф. — Новосибирск: СибАК, 2016. — С. 22–32.
2. Семенов Л.А. Математическое моделирование стресс-коррозионной трещины с использованием CAE-систем// Науковедение. — 2015. — Т. 7. — № 2. — С. 1–16.
3. Касьянов А.Н. Оценка работоспособности околошовных зон кольцевых сварных соединений магистральных трубопроводов: дис. … канд. техн. наук. — М.: ОАО «Оргэнергогаз», 2012. — 151 с.
4. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. — М.: Металлургия, 1976. — 473 с.
5. Овчинников И.Г., Бубнов С.А. Применение программного комплекса ANSYS к расчету толстостенного трубопровода, подвергающегося высокотемпературной локальной водородной коррозии// Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия «Математика. Механика. Информатика». — 2011. — Т. 11. — № 3–2. — С. 100–102.
6. Буклешев Д.О., Яговкин Н.Г. Математическое моделирование образования напряжений в околошовных зонах газопроводов и их поведения при нагрузках при помощи программного продукта ANSYS// Территория «НЕФТЕГАЗ». — 2016. — № 10. — С. 14–18.
7. Исследование влияния коррозионных дефектов на прочность трубопроводов/ В.А. Ворков, Е.О. Капралова, М.А. Федотенко, А.В. Агафонов// Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2012. — Т. 14. — № 1 (2). — С. 529–533.
8. Горяинов Д.С., Балакиров С.Н., Гусев А.А. Моделирование и исследование процесса лазерной сварки стали У10А// Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2015. — Т. 17. — № 1. — С. 231–236.
9. Stanley G. Pipeline diagnosis emphasizing leak detection: An Approach and Demonstration. URL: http://gregstanleyandassociates.com/PipelineMonitoringApproach.pdf (дата обращения: 06.12.2017).
10. Zaffino K. In-line Inspection Technology to Detect, Locate, and Measure Pipeline Girth Weld Defects. URL: http://www.energy.ca.gov/2015publications/CEC-500-2015-028/CEC-500-2015-028.pdf (дата обращения: 06.12.2017).
11. Péterfalvi F. Modernizing the leakdetection system for MOL’s oil-products pipelines — Part 1// Pipeline Science and Technology. — 2017. — Vol. 1. — № 2, September 2017. — P. 153–160.
12. API Standard 1104. Welding of Pipelines and Related Facilities. URL: https://pubs.aws.org/Download_PDFS/API-21edition-2013-PV.pdf (дата обращения: 06.12.2017).

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее

DOI: 10.24000/0409-2961-2018-2-12-17
Год: 2018
Номер журнала: Февраль
Ключевые слова : магистральный трубопровод коррозия металла напряжения в околошовной зоне распределение напряжений запас прочности деформация металла
Авторы:
  • Буклешев Д.О.
    Буклешев Д.О.
    аспирант, bukleshev_dima@mail.ru ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет», Самара, Россия

Купить журнал