Разработка методологии оценки работоспособности магистрального трубопровода по критерию надежности на этапах проектирования и эксплуатации

• Автор: Алероев, Бекхан Султанович
• Шифр специальности: 05.15.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1994
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 445 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Аннотация .
Введение

ГЛАВА I. ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ

МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ гу

НА СОБСТВЕННОЕ ИССЛЕДОВШЕ .

1.1. Объект исследования и особенности его работы

1.1.1. Надежность и долговечность основные

свойства инженерных сооружений.

1.1.2. Внешние и внутренние возмущения магистральных трубопроводов, как случайные величины

и случайные функции

1.1.3. Классификация предельных состояний линейной части магистрального трубопровода исследование их влияния на общие характеристики надежности и долговечности .
1.1.4. Вопросы метсогии по разработке структруных схем надежности .
1,2. Состояние вопроса по теме исследования.
Г.З. Формулирование задачи на собственное исследование. .
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I
ГЛАВА 2. ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ НАДЕЖНОСТИ ССЮ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ НАДЕЖНОСТИ.
2.1. Выбор и обоснование ССН линейной части магистрального трубопровода л.ч.м.т., как многопараметрической системы и ее трансформация в связи с различными типами задач
Стр.
2.2. Критерии оптимального распределения нормирования надежности между элементами ССН
2.3. Расчет коэффициентов запаса элементов ССН на заданную надежность
2.4. Исследование влияния размеров конструкции на
ее прочность и надежность .
2.5. Методы оценки проектной и эксплуатационной надежности линейной части магистрального трубопровода в точной и упрощенной постановках
2.6. Математические модели для переходных вероятностей из одного предельного состояния в другое. Аппроксимация функции надежности, как системы с накоплением повреждений
ВЫВОДЫ ПО ГЛАШ 2.
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ, УСТОЙЧИВОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА. МОДИФИКАЦИЯ ИХ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАСЧЕТАМ НАДЕЖНОСТИ
3.1. Предварительные замечания. Расчет на прочность элементов ССН без дефектов .
3.2. Метод определения напряженнодефоршфованного состояния несущих элементов л.ч.м.т. с дефектами различной природы.
3.3. Расчеты на прочность продольных и кольцевых сварных швов
3.4. Метод расчета линейной части магистрального трубопровода на устойчивость и жесткость
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ И ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЕКТНОЙ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА
Стр.
4Л. Обоснование законов распределения параметров предельных состояний несущих элементов линейной части магистрального трубопровода
4.2. Выбор критического уровня надежности и прогнозирование отказов в элементах ССН л.ч.м.т
4.3. Методика расчета проектной надежности и оптимизации коэффицентов запаса прочности
4.4. Методика расчета эксплуатационной надежности
и выбора ее критического уровня, и прогнозирования отказов с последующим планированием сроков инспекционного осмотра и ремонтных работ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 .
ГЛАВА 5. ПРИМЕР РАСЧЕТА И ПРАКТИЧЕСКИЕ ШОМЕВДАЦИИ
5.1. Краткое техническое описание выбранного объекта
исследования магистрального газопровода Оренбург Новопсков и составление его ССН
5.2. Расчет истинного значения проектной надежности и оптимизация коэффициентов запаса по предельным состояним прочности, устойчивости и жесткости
5.3. Расчет эксплуатационной надежности и выбор ее критического уровня .
5.4. Практические рекомендации по прогнозированию отказов и оптимальному планированию сроков инспекционных осмотров и ремонтных работ .о
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Так, для совершенно различных трубопроводов участок км газопровода УренгойУжгород и участок в районе г. Хива линейной части магистрального трубопровода Средняя Азия Центр, перепадДЬоказывается распределенным по нормальному закону II основные статистические характеристики ь i приведены в табл. Поэтому в дальнейшем для любого м. Возмущения, аппрксимируемые случайными функциями. I. Внутреннее давление р Д . Известно, что вцтреннее давление в трубопроводе р не является величиной стабильной, а колеблется в достаточно широких пределах, изменяясь как по длине трубопровода координата ОХ , так и по времени к , т. РХ Д . Закон этого изменения можно установить проведя необходимые статистические исследования на действующих трубопроводах. Так, результаты обработки статистики, собранной нами на участке км. КС Уральск КС АлександрГай для магистрального газопровода ОренбургНовопсков 2бдали возможность аппроксимировать функции РД в виде следующего выражения Р РьС Ра,1. К РФ К РСО ж 6Хр Ь 1. КрСО 0,О5ехРО,М 1. Функция РО0 дает возможность определять номинальные значения математические ожидания внутреннего давления в любом сечении исследуемого участка магистрального газопровода. Ро р 5,2. КР1 5 МПа. Исследования проведенные в работах 2, , 0 также подтверждают такой вывод о представлении внутреннего давления в видестационарного нормального процесса относительно времени . Из рисунка 1. К р 0Ь Для различных газопроводов в качественном отношении совершенно идентична. Это обстоятельство позволяет значительно сократить объем вычислений при определении К рСЬ любого газопровода, сводящий в принципе к нахождению параметров математического ожидания и дисперсии. Рис. Ти автором. ЙаОД является убывающей функцией от и возрастающей по координате Ъ в случае подачи в трубопровод охлажденного газа убывает и по координате
Частота орроз. Наиболее простой структурой функции 4. Так на рис. ОренбургНовопсков между КС Уральск и КС АлександрГай участок 2б км. КС Уральск. Рис. Кривые гистограмма эмпирической и теоретической плотности распределения отказов. Функции частоты отказов чМЮ см. Соответственно на рис. Рис. АП 4,
Таким образом, соотношение 1. Для изучения зависимостей глубина коррозии время, и масса продуктов коррозии время, 6Ш был специально поставлен эксперимент в условиях максимально приближенных к действительным условиям эксплуатации описание самого эксперимента см. Испытанию подвергались образцы, вырезанные из труб ф мм марка стали Г1С и р мм марка стали Х. Тс
1. ММ , Т5 ,5 час. Мфмг Те час. Я 0,, Тг ь мае. Тб ,5час. Рис. Теперь, обобщая все сказанное, детерминированную составляющую в зависимости 1. Т принимаются по выражениям С1. КХШ0,Обг. Ьг , . Таким образом природа случайной функции 0 также полностью определена. Соответствующие зависимостям 1. Снеговая и ветровая Сг нагрузки. Снеговая и ветровая 2. Так на рис. Для аппроксимации распределения рекомендуется 0использовать соотношение
1. Как известно ветровая нагрузка однозначно определяется через пульсации скоростного напора. Исследования Николаенко и Анапольской Л ,I4 показали, что пульсации скоростного напора представляют собою стационарные процессы, причем очень близкие между собою, для различных климатических поясов. СОо,ЗбН I. Математическое ожидание V и дисперсию первом приближении можно принять по рис. Таким образом внутреннее давление, изменение толщины стенки трубы в процессе коррозии, снеговая и ветровая нагрузки являются полностью определенными случайными функциями см. Рис. Ть ч . Рис. Эмпирическое распределение толщины снегового покрова на. Рис. Таблица 1. Классификация возмущений, используемая в задачах надежности л. Внутренний диаметр трубы, мм 0 Принимается номинальным значением И, , автор. Начальная толщина стенки трубы, мм о Принимается номинальным значением , , автор. Коэффициент температурного расширения, 1град. Для всех трубны сталей . II, автор. Радиус упругого изгиба, м р Для всех упругоискривленных элементов Р , автор. Радиус пластического гцутья, м я То же самое, Ян XI, автор. Модуль упругости металла сварного шва, МПа гп о Бс 2.