авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Моделирование технического состояния магистральных нефтегазопроводов с учётом эффектов неоднородности

-- [ Страница 3 ] --

Аналитическим путём получена формула, позволяющая рассчитать переходное сопротивление грунта Rгр на длине L по его удельному сопротивлению гр:

, Ом; , . (10)

При определённых соотношениях грунт может оказать большее сопротивление потерям тока, чем изношенное изоляционное покрытие. Этим можно объяснить тот факт, что некоторые трубопроводы продолжают работать с очень сильно изношенным изоляционным покрытием, не подвергаясь ускоренной коррозии.

Для неоднородного трубопровода разработаны алгоритм и программа, основанные на методе конечных элементов (рисунок 7). Из баланса токов получено следующее итерационное выражение, связывающее потенциалы в узловых точках конечно-элементной сетки:

, (11)

где Rм(i) – продольное сопротивление элемента трубы (i); Rп(i) – полное переходное сопротивление (изоляционного покрытия и грунта).

  Обозначения элементов и величин Пятая глава посвящена разработке-53

Рисунок 7 – Обозначения элементов и величин

Пятая глава посвящена разработке алгоритмов и программ, которые позволяют моделировать распределение электрических потенциалов и токов системы ЭХЗ вдоль неоднородного подземного трубопровода.

Путём моделирования установлены и уточнены некоторые закономерности, позволяющие прогнозировать состояние электрохимической защиты и планировать практические меры, поддерживающие её эффективность.

Установлено, что выборочный ремонт изоляции на участках, где переходное сопротивление опустилось ниже 500 Омм2, позволяет существенно снизить энергозатраты на ЭХЗ и увеличить ресурс защитной системы.

Показано, что на трубопроводах с сильно изношенным изоляционным покрытием установка дополнительных СКЗ малоэффективна и не повышает ресурса системы защиты.

На рисунке 8 в качестве примера приведены прогнозные данные по состоянию электрохимической защиты трубопровода «САЦ-5». В качестве исходных данных использованы результаты магнитометрических исследований, полученные в 2010 году (рисунок 1, значения Rиз). Результаты расчётов показывают, что с увеличением срока эксплуатации защитные (отрицательные) потенциалы уменьшаются по абсолютной величине. Через 58,5 лет с начала эксплуатации наложенный потенциал трубы на расстоянии 5,22 км от точки А достигнет минимального допустимого значения 0,35 В. Когда срок эксплуатации достигнет 75 лет, зона протяженностью 2,2 км не может быть обеспечена активной защитой ни при каких режимах работы СКЗ.

  Динамика изменения поля защитных потенциалов и токов в магистральном-54

  Динамика изменения поля защитных потенциалов и токов в магистральном-55

Рисунок 8 – Динамика изменения поля защитных потенциалов и токов

в магистральном газопроводе «Средняя Азия – Центр»

Основные выводы

1. Разработаны механико-математическая модель взаимодействия неоднородного подземного трубопровода с нестабильным грунтом при различных проявлениях грунтовых изменений, соответствующие алгоритмы и расчётные программы. С помощью модели исследованы закономерности формирования напряженно-деформированного состояния трубопровода в условиях различных грунтовых изменений.

2. В рамках модели выполнен анализ сил и воздействий, оказываемых на трубопровод в нестабильных грунтах; систематизированы расчётные формулы; предложен метод, позволяющий уточнять поперечную реакцию грунта на кривых участках в зависимости от осевой силы N в трубопроводе. Обоснован выбор расчётных напряжений (критериев прочности) для оценки прочности участка трубопровода в условиях сложных грунтовых воздействий: S1 наибольшего кольцевого напряжения на участке; S2 наименьшего продольного напряжения; S3 – наибольшего продольного напряжения;
S4 наибольшего эквивалентного напряжения.

3. Исследованы случаи взаимодействия трубопровода в зонах оползня, просадки, пучения, тектонического сдвига, карстового провала. Во всех случаях получены полные картины распределения всех компонент смещений, деформаций и напряжений в каждом сечении трубопровода. Изучены условия, когда под трубой образуется полость или грунт переходит в пластическое состояние. Во всех случаях потенциально опасными зонами являются середина карста или пучения, а также границы зон сдвига грунта.

4. Разработана физико-математическая модель распределения
электрических потенциалов и токов в трубопроводе с неоднородным изоляционным покрытием в окружении неоднородного грунта. Получены соответствующие дифференциальные уравнения, построены алгоритмы решения и расчётные программы, изучены основные закономерности.

5. Показано, что локальные значения электрического сопротивления изоляции и грунта являются случайными величинами, на которых не следует основываться при разработке методов диагностики и оценки технического состояния системы защиты. Эффективность электрохимической защиты трубопроводов главным образом определяется интегральными переходными сопротивлениями изоляции и грунта. Предложены уточнённые методы определения этих характеристик при обследовании трубопроводов.

6. Путём моделирования установлены и уточнены количественные закономерности, позволяющие прогнозировать состояние электрохимической защиты и планировать практические меры, тем самым поддерживать её эффективность на стареющих неоднородных трубопроводах. Установлено, что выборочный ремонт изоляции на участках с переходным сопротивлением ниже 500 Омм2 позволяет существенно снизить энергозатраты и увеличить ресурс системы защиты.

7. Показано, что на трубопроводах с сильно изношенным изоляционным покрытием установка дополнительных станций катодной защиты малоэффективна и не повышает ресурса системы защиты.

Основные результаты работы опубликованы в следующих
научных трудах:

Ведущие рецензируемые научные журналы

1. Глазков А.С., Климов В.П., Гумеров К.М. Продольно-поперечный изгиб трубопровода на участках грунтовых изменений // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. – 2012. Вып. 1 (87). – С. 63-70.

2. Сарбаев Р.Р., Глазков А.С., Валекжанин Д.Ю., Сунагатов М.Ф. Эффективность защитных конструкций типа «труба в трубе» // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. – 2012. Вып. 2 (88). – С. 31-37.

3. Гумеров А.К., Климов В.П., Глазков А.С. Конечно-элементная модель трубопровода с кривыми вставками в сложных грунтовых условиях // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. – 2012. Вып. 3 (89). – С. 80-86.

Патенты

4. Патент на полезную модель № 95782 РФ, МПК F 16 L 51/00. Компенсатор для трубопровода с упругодеформируемыми уплотнителями /
А.И. Гаскаров. А.А. Малышев, А.С. Глазков и др. (РФ). 2009148357/22; Заявлено 24.12.2009; Опубл. 10.07.2010. Бюл. 19.

5. Патент на полезную модель № 106714 РФ, МПК F 16 L 58/00. Сооружение для защиты промыслового трубопровода от коррозии / Р.И. Габдрахманов, А.С. Глазков, Э.В. Мамлиев и др. (РФ). 2010129664/06; Заявлено 15.07.2010; Опубл. 20.07.2011. Бюл. 20.

6. Патент на полезную модель № 111665 РФ, МПК G 01 N 17/04. Сооружение для защиты подземных металлических конструкций от коррозии / К.В. Куценко, А.С. Глазков, Э.В. Мамлиев и др. (РФ). 2011132401/28; Заявлено 01.08.2011; Опубл. 20.12.2011. Бюл. 35.

Прочие печатные издания

7. Глазков А.С., Митюшников В.А. Оценка напряжений в раструбно-замковом соединении труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом // Проблемы строительного комплекса России. Матер. XVI Междунар. научн.-техн. конф. 14-16 марта 2012 г. – Уфа: Гилем, 2012. – С. 165-167.

8. Глазков А.С. Определение переходного сопротивления подземного трубопровода // Проблемы строительного комплекса России. Матер. XVI Междунар. научн.-техн. конф. 14-16 марта 2012 г. – Уфа: Гилем, 2012. –
С. 168-170.

9. Глазков А.С. Напряженно-деформированное состояние трубопровода в зоне сдвига грунта // Проблемы и методы обеспечения надёжности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Матер. научн.-практ. конф. 23 мая 2012 г. – Уфа, 2012. С. 130-131.

10. Глазков А.С. Напряжения в трубопроводе при грунтовых изменениях // Проблемы и методы обеспечения надёжности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Матер. научн.-практ. конф.
23 мая 2012 г. – Уфа, 2012. С. 132-135.

11. Глазков А.С., Климов В.П. К оценке переходного сопротивления изоляционного покрытия подземного трубопровода // Сб. матер. 63-ей
научн.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных УГНТУ:
В 2 кн.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2012. – Кн. 1. – С. 85-87.

12. Глазков А.С., Сарбаев Р.Р. Некоторые особенности распределения напряжений в раструбно-замковом соединении трубопровода // Сб. матер. 63-ей научн.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных УГНТУ: В 2 кн. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2012. – Кн. 1. – С. 83-84.

13. Климов В.П., Глазков А.С. Критерий качества изоляционных материалов трубопроводов // Трубопроводный транспорт – 2012. Матер. VIII Междунар. учебн.-научн.-практ. конф. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2012. –
С. 232-235.

14. Глазков А.С., Валекжанин Д.Ю. Продольно-поперечный изгиб трубопровода с учётом кривых вставок // Трубопроводный транспорт – 2012. Матер. VIII Междунар. учебн.-научн.-практ. конф. – Уфа: Изд-во
УГНТУ, 2012. – С. 220-223.

15. Валекжанин Д.Ю., Глазков А.С. Модель стресс-коррозии на магистральных газопроводах // Энергоэффективность. Проблемы и решения. Матер. XII Всеросс. научн.-практ. конф. 17 октября 2012 г. – Уфа, 2012. –
С. 122-124.

16. Климов В.П., Глазков А.С., Гумеров К.М., Гумеров А.Г. Пути совершенствования изоляционных материалов // Энергоэффективность. Проблемы и решения. Матер. XII Всеросс. научн.-практ. конф. 17 октября
2012 г. – Уфа, 2012. – С. 129-131.

17. РД 39Р-00147105-038-2010. Методика определения остаточного ресурса изоляционных покрытий подземных трубопроводов. – Уфа, 2010. 22 с.

Фонд содействия развитию научных исследований.

Подписано к печати 16.01.2013 г. Бумага писчая.

Заказ № 6. Тираж 100 экз.

Ротапринт ГУП «ИПТЭР». 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.