Хладостойкость и надежность трубопроводов Крайнего Севера

• Автор: Левин, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 430 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
1.1. Применение механики разрушения к анализу прочности и надежности элементов трубопроводных систем
1.2. Конструктивно - технологические особенности проектирования трубопроводов в условиях Крайнего Севера
1.2.1. Природно-климатические условия трассы магистральных газопроводов Республики Саха (Якутия)
1.2.2. Обзор нормативно - регламентирующей документации проектирования трубопровода
1.2.3. Этапы строительства и ввода в эксплуатацию трубопроводной сети ЯКУТГАЗПРОМ
1.3. Особенности эксплуатации трубопроводов в условиях Крайнего Севера
1.4. Анализ отказов и показателей эксплуатационной надежности магистральных газопроводов
ГЛАВА 2. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
2.1. Исследование несущей способности линейной части магистральных газопроводов, эксплуатируемых в условиях Севера
2.2. Методика и результаты определения напряженно-деформированного состояния непроектных участков магистрального газопровода
2.3. Натурные исследования перемещений трассы магистрального газопровода при пучении грунтов
2.4. Моделирование условий работы подземного трубопровода в болотистой местности
2.5. Натурные испытания на разрушение отрезка трубы с дефектом типа полугофр
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙ-
КОСТИ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТРУБОПРОВОДОВ СЕВЕРНОГО ИСПОЛНЕНИЯ
3.1. Оценка трещиностойкости трубных сталей северного исполнения
3.2. Статистический анализ характеристик трещиностойкости трубных сталей
3.3. Оценка параметров распределения характеристик трещиностойкости низколегированных сталей
Глава 4. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ
4.1. Расчетно-экспериментальное обоснование двухпараметрического критерия на основе J-интеграла
4.2. Статистический анализ относительных характеристик трещиностойкости в рамках двухпараметрического подхода
4.3. Расчет на трещиностойкость трубопроводов по двухпараметрическому критерию
Глава 5. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ВЯЗКО-ХРУПКОГО ПЕРЕХОДА
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ХРУПКОСТИ
5.1. Параметры оценки вязко-хрупкого перехода
5.2. Статистический анализ параметров, характеризующих хрупкое разрушение
5.3. Температура хрупкости трубных сталей и трубопроводов, северного исполнения

Глава 6. НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТРУБ И ОЦЕНКА НЕСУЩЕЙ
СПОСОБНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ
6.1. Стенд для низкотемпературных испытаний труб и сосудов давления
6.2. Компьютерно - измерительный комплекс и программное обеспечение стенда низкотемпературных испытаний
6.3. Результаты натурных испытаний и оценка несущей способности труб и сосудов давления
Глава 7. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ТОНКОСТЕННЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
7.1. Оценка вероятности разрушения по результатам испытаний стандартных образцов
7.2. Оценка вероятности хрупкого разрушения тонкостенных металлоконструкций (трубопроводы и сосуды высокого давления)
7.3. Определение функции безотказной работы тонкостенных металлоконструкций при низких температурах эксплуатации
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ:
П1 . Методические указания. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Сбор, хранение и подготовка первичной информации для оценки технического состояния и проведения исследования причин отказов и разрушения магистрального газопровода
П2. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Оценка технического состояния непроектных участков магистрального газопровода

Первоначально построенный наземный вариант возник при строительстве газопровода на вечномерзлых грунтах. Считалось, что оттаивание грунтов под воздействием теплового потока от газопровода приведет к потере несущей способности. Недостаточная информация по признакам взаимодействия газопровода с грунтом сыграли решающую роль при сооружении наземным вариантом на опорах и на грунтовую теплоизолирующую подсыпку. Однако, как показала практика эксплуатации, возникают такие осложнения как: подверженность резким суточным и сезонным колебаниям температуры, воздействие осадков, превращение трубопровода в труднопреодолимую преграду (например: для животных, транспорта и т.д.), общая незащищенность газопровода от внешнего механического воздействия. Кроме того, как доказала практика, надежность надземной схемы в условиях Севера оказывается ничуть не выше, а в некоторых случаях и ниже надежности подземной схемы прокладки.
Одной из сложнейших задач надежной эксплуатации магистральных газопроводов проблема обеспечения прочности, включающая в себя комплекс задач, связанных с определением усилий в элементах конструкции, определением физико-механических характеристик несущей способности материала конструкции и их изменением при длительном действии нагрузок. В настоящее время существует несколько методов расчета предельного состояния, при котором полностью исчерпывается прочность конструкции и происходит ее разрушение, а также методы оценки необходимого и достаточного запаса несущей способности, обеспечивающей не разрушае-мость трубопровода весь расчетный период эксплуатации, основные результаты которых обобщены в работах [2,18,38,66,67,71,80,82,101, 213,214] .