причины появления упругих деформаций в грунте

 ,                          (2)

Jх – момент поперечного сечения трубы, определяется с учётом наружного диаметра D и толщины стенки d  по формуле:

E – модуль упругости стали, Па;

v – смещение оси трубы по вертикали, м;

N(z) – нагрузка, действующая в осевом направлении, Н;

q (z) – нагрузка, действующая в поперечном (вертикальном) направлении, Н/м;

где    z – координата вдоль оси трубы, м;

                                (1)

Моделирование напряженного состояния трубопроводов основывается на уравнениях, описывающих состояние упругой балки [1]. Например, в вертикальной плоскости ( рисунок 1 ) это уравнение имеет следующий вид:

Таким образом, пока не разработаны достаточно эффективные методы контроля напряженного состояния действующих трубопроводов. Поэтому приходится довольствоваться методом моделирования напряжённо-деформированного состояния с использованием набора данных, полученных при периодических обследованиях. Среди таких данных наиболее ценными являются планово-высотные координаты трубопровода, измеренные любым из известных методов с некоторым шагом.

Для контроля этих и других нежелательных процессов трубопроводы периодически обследуются различными методами. Например, методами внутритрубной диагностики выявляются дефекты металла труб и сварных соединений. Методами электрометрических измерений выявляются дефекты изоляционного покрытия и места утечки защитного тока. Методами геодезических измерений и аналогичными методами определяются координаты отдельных точек трубопровода и по этим данным определяются произошедшие изменения. Магнитными методами определяются аномальные зоны, которые могут возникать по разным причинам. Одна из возможных причин магнитных аномалий – перенапряжения. Но однозначно утверждать или отрицать, что магнитные аномалии вызваны именно перенапряжениями, пока не удаётся, поскольку могут быть и другие причины.

При нормальных условиях эксплуатации трубопровод ни в одном сечении не должен выходить за пределы упругого состояния. Поэтому при проектировании трубопроводов и расчётах рабочих нагрузок исходят из упругой модели. Однако при строительстве и эксплуатации иногда возникают нештатные ситуации, когда в отдельных сечениях напряжения и деформации превышают соответствующие пределы упругости, что приводит к пластическим деформациям. Одной из причин появления таких перенапряжений являются изменения в грунте ( размыв грунта в руслах рек, карстовая активность, мерзлота, тектонический разлом и сдвиг ). На воздушных участках, устроенных на опорах, грунтовая активность приводит к смещениям опор, что в свою очередь вызывает перераспределение напряжений и перегрузку в некоторых сечениях.

Предложена расчётная методика, основанная на методах конечных разностей, переменных параметров упругости, последовательных приближений, позволяющая применить упругую модель к решению упругопластической задачи о напряженно-деформированном состоянии участка трубопровода в сложных инженерно-геологических условиях. Методика может быть использована при оценке безопасности трубопроводов в сложных инженерно геологических условиях.

Автор: УДК 622.692.4 А.К. Гумеров, к.т.н., старший научный сотрудник ГУП «ИПТЭР», e-mail: Gumerov@list.ru А.В. Фролов, инженер ООО «Башнефть-Геопроект», e-mail: afrlv@yandex.ru М.Ф. Сунагатов, к.х.н., гене-ральный директор Экспертно-производственного центра «Трубопроводсервис», e-mail: Pipelines@mail.ru. Р.Р. Шафиков, начальник отдела ЭАЦ «Оргремдигаз» ДОАО «Оргэнергогаз»

Моделирование напряжённо-деформированного состояния трубопровода за пределами упругости

» » Моделирование напряжённо-деформированного состояния трубопровода за пределами упругости

 Чужой компьютер

Загрузка. Пожалуйста, подождите...

Территория Нефтегаз

Моделирование напряжённо-деформированного состояния трубопровода за пределами упругости » Нефтегаз