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 || 4 | 5 |

Разработка методов повышения устойчивости северных газопроводов

-- [ Страница 3 ] --
Вариант Масса грунта mгр для углов
1 = 30 2 = 60
mгр, кг % ко всей массе mгр, кг % ко всей массе
а 5,5 19,4 7,5 26,4
б 4,8 16,9 6,9 24,3
в 0,05 0 0,1 0

Из таблицы видно, что конструкции а и б близки друг к другу по унесенной массе грунта, в то время как конструкция по схеме в снижает массоунос на два порядка.

Результаты данного эксперимента подтвердили эффективность комбинированного способа балластировки газопровода с замкнутыми полостями НСМ и использованием фиксирующих железобетонных утяжелителей по концам каждого блока засыпки (рис. 4).

Натурные исследования способов балластировки проводили на двух опытных участках действующих МГ: Ямбург-Елец 1, км 75; СРТО-Урал, км 146,6. Первый участок длиной около 100 м на 75 км МГ Ямбург-Елец 1 является поворотным в плане (340), здесь балластировку проводили привозным песком, засыпаемым в ковры НСМ, которые затем были завернуты и закреплены. Пригрузы из железобетона на данном участке отсутствовали.

Второй экспериментальный участок длиной 195 м был выбран на болотистом отрезке трассы газопровода СРТО-Урал, характеризуемом высоким уровнем обводненности. На этом участке применили комбинированный способ балластировки. За каждым участком наблюдали порядка трех лет. На первом участке перемещения в плане составили ±0,150,2 м, но по причине существенной погрешности метода измерений удалось только оценить тенденцию перемещений в сторону увеличения кривизны участка. Вертикальные перемещения в пределах погрешности измерений составили ±24 мм. Более заметные перемещения имели место в вертикальной плоскости на втором участке – они колебались в диапазоне 811 мм, но и этот уровень перемещений практически не влиял на напряженное состояние данного участка газопровода.

В целом проведенные исследования показали, что способы балластировки с помощью грунта и НСМ в сложных условиях обводненных и вечномерзлых грунтов обеспечивают устойчивое положение газопроводов.

Четвертая глава посвящена расчетно-экспериментальным исследованиям состояния искривленных участков действующих газопроводов, проложенных на обводненных и заболоченных территориях, находящихся в непроектном положении.

Проблема ремонта и реконструкции газопроводов по обеспечению их устойчивого положения имеет свои особенности, усложняющие по целому ряду причин проведение работ по сравнению со строительством. Среди этих причин выделяется необходимость выполнения диагностики и обследования технического состояния ремонтируемого участка, проведение расчетного обоснования напряженного состояния и устойчивости для определения его пригодности к дальнейшей эксплуатации. Данный принцип может опираться только на достаточные резервы несущей способности труб, которые отработали к моменту ремонта длительные сроки.

Для оценки резервов несущей способности металла труб наиболее достоверные данные могут быть получены в ходе их экспериментальных исследований (трубных катушек, плетей), вырезанных из действующих газопроводов и имеющих дефекты различного происхождения. Когда параметры дефектного состояния трубы не удается выразить аналитически, например, по дефектам структуры металла, тогда действительную прочность трубы определяют по предельному давлению среды. Это давление отражает результат комплексного воздействия на трубу условий эксплуатации.

Сопоставление действительной прочности по предельному давлению среды с прочностью новой бездефектной трубы дает общее представление об изменении свойств металла газопровода в зависимости от срока эксплуатации газопровода.

Для новой бездефектной трубы в соответствии со СНиП 2.05.06-85 можно выделить проектный коэффициент запаса прочности бездефектной трубы кпр, определяемого зависимостью:

кпр=(nк1кн)/m ( 3 )

где n, к1, кн, m – коэффициенты в соответствии со СНиП 2.05.06-85. Показатель реального запаса прочности кдразрпроект, где рразр – экспериментальное значение давления разрушения трубы, рпроект – проектное (рабочее) давление. Аналогично представляется коэффициент запаса по текучести металла трубы, если в качестве предельного состояния выбирается предел текучести:

кпр тек= 0,9 кн/m; кд тек =экв/кц проект ( 4 )

где - эквивалентное напряжение при текучести металла. При выполнении условий кдпроект > 1,0; кд текд проект > 1,0 фактические резервы прочности и текучести выше нормативных требований.

Если имеются дефекты, характеризуемые утонением стенки трубы, коэффициенты кд, кд тек делят на расчетный коэффициент снижения прочности:

, ( 5 )

где - коэффициент Фолиаса; А0, А – площади проекций неповрежденной и остаточной толщины стенки в месте дефекта.

Было испытано девять труб с дефектами формы сечения (гофры, вмятины), коррозионными дефектами и смещениями сварных стыков, вырезанных из действующих газопроводов. Диаметр труб – 7201220 мм, срок эксплуатации 630 лет, материалы труб: сталь 17 ГС, сталь 17Г1С, сталь 17Г2СФ, сталь 09Г2С.

Для всех труб при испытаниях получено неравенство кд > кпроект даже без учета коэффициента .

Давление разрушения составляло 8,012,0 МПа. Давление достижения состояния текучести труб – 9,011 МПа. Резервы несущей способности дефектных труб оказались достаточными для продолжения эксплуатации участков газопроводов после восстановления их устойчивости. Таким образом, результаты испытаний труб позволяют распространить область применения безвырезных технологий ремонта на ремонтируемые участки газопроводов со сроком эксплуатации вплоть до 30 лет.

Анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) участка МГ в непроектном положении является неотъемлемой частью комплекса диагностических работ по определению технического состояния участка и последующего технического решения по восстановлению его устойчивости.

Самый распространенный вид потери устойчивости подземных газопроводов в обводненных и заболоченных грунтах – всплытие участков на длине 150300 м в вертикальной плоскости по причине необеспеченной балластировки. Для определения оптимального количества грунта-балласта, обеспечивающего устойчивость участков, необходимо определить его сопротивление перемещениям трубопровода.

Наиболее достоверные данные по грунтам, определяющие поведение участка при всплытии, получаются из анализа взаимодействия его с окружающим обводненным грунтом. С использованием апробированных методов анализа и введением определенных корректировок имеется возможность интегрально оценить свойства обводненного грунтового основания, в данном случае сопротивление засыпки подъему участка трубопровода. Для этого применяется уравнение энергетического баланса. Очертание симметричной кривой всплывшего участка задается синусоидой:

, ( 6 )

где f - максимальный прогиб, n – показатель степени.

Для несимметричных кривых используется сглаживание данных геодезического нивелирования полиномом шестой степени:

y= a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+ a6x6, ( 7 )

в котором коэффициенты a1, a2, a3, a4, a5, a6 и свободный член a0 определяют по стандартной методике. Для кривой любого очертания уравнение энергетического баланса применительно к пластической модели грунта имеет вид:

, ( 8 )

где - корректирующие коэффициенты относительно синусоиды ( 6 ) при n = 2, для которой ки = кq = =кN =1,0; EJ – изгибная жесткость; qN – сопротивление грунта; N0 – эквивалентное продольное усилие сжатия.

Из уравнения ( 8 ) получаем зависимость сопротивления грунта:

( 9 )

Анализ 18 всплывших участков на газопроводах ООО «Севергазпром» показал, что половина их описывается синусоидой ( 6 ). Все участки работают за пределами устойчивости, когда N0 / Nкр >1, при Nкр = 42 EJ/l2 – критическое Эйлерово усилие (рис.5).

Нагрузка qN изменяется в широких пределах - минус 6001300 Н/м. Знак минус указывает на то, что грунтовая среда создает выталкивающую силу.

Сопоставим распределенные нагрузки при всплытии газопроводов разных диаметров (табл. 2).

  Графики распределения отношения усилий N0/Nкр и нагрузки qN по номерам-12

Рис. 5 Графики распределения отношения усилий N0/Nкр и нагрузки qN по номерам всплывших участков


Таблица 2 - Распределенные нагрузки при всплытии газопроводов разных диаметров

Dн, мм qтр, Н/м qвыт, Н/м qпл, Н/м qNmax,Н/м qгр, Н/м qгр/ qNmax
142016,5 5600 15500 9900 1340 11240 8,4
122012,5 3620 11470 7850 1300 9150 7,0
10209 2200 8020 5820 490 6310 12,9


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 





 
© 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.