Определение параметров конструктивной надежности несущих участков магистральных трубопроводов, эксплуатируемых в экстремальных условиях

• Автор: Николаева, Надежда Александровна
• Шифр специальности: 05.15.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Аннотация
Введение

Глава I. Постановка задачи на собственные исследования II

1.1. Описание конструкции. Выбор и обоснование расчетной схемы II

1.2. Анализ работ по исследованию напряженнодеформированного состояния и надежности многослойных оболочек

1.3. Постановка задачи на собственные исследования

Выводы по главе

Глава 2. Напряженнодеформированное состояние многослойного трубопровода при воздействии на него внутреннего давления

2.1. Постановка задачи .

2.2. Решение задачи в упругой постановке .

2.3. Решение задачи с учетом упрутопластических деформаций .
2.4. Влияние собственного веса конструкции трехслойного трубопровода на его напряженнодеформированное состояние
2.5. Примеры расчета
Выводы по главе
Глава 3. Расчет многослойного трубопровода на устойчивость и предельные прогибы
3.1. Предварительные замечания. Расчетные схемы при
определении критической силы .
3.2. Анализ работ по расчетам устойчивости магистральных трубопроводов как стержневых систем. Энергетический метод определения критической
3.3. Аналитический метод определения критической
силы и предельных прогибов
3.4. Расчет приведенных жесткостных характеристик многослойной оболочки
3.5. Примеры расчета
Выводы по главе.
Глава 4. Определение параметров механической надежности
многослойного трубопровода .
4.1. Постановка задачи
4.2. Рабочие зависимости. Их предварительный статистический анализ .
4.3. Исходный статистический материал .
4.4. Сравнительная оценка конструкции по параметр
рам механической надежности
Выводы по главе . III
Заключение.
Литература


Основные положения исследования опубликованы в 4 работах, доложены на 4 Всесоюзных и специализированных конференциях и нашли свою реализацию в НИР 3/ - "Разработка теории прочности и надежности магистральных трубопроводов в Северном исполнении". Глава I. Описание конструкции. Как уже было отмечено во введении, магистральный трубопровод -это сложная герметичная конструкция большой протяженности, работающая под высоким давлением при меняющихся температурных режимах в районах с разнообразными природно-климатическими условиями. Последнее обуславливает то большое число всевозможных воздействий, которым подвергается трубопровод в процессе строительства и эксплуатации. Ши являются: внутреннее давление, температурный перепад, деформации грунта, обледенение трубы, а цри укладке трубопровода на болоте или через водные препятствия - выталкивающая сила воды, скорость ее течения и т. Поэтому, несмотря на то, что за основную расчетную нагрузку при проектировании трубопровода принимается внутреннее давление перекачиваемого продукта (величина которого в основном и определяет напряженно-деформированное состояние трубопровода), конструктивное решение заданной строительной схемы црокладки магистралей, как правило, выбирается с учетом всех возможных воздействий на трубопровод в данных условиях. Именно характер воздействий на трубопровод при прокладке его в слабых грунтах, через водные препятствия и т. Трубопровод "труба в трубе" представляет собой две концентрически (одна внутри другой) расположенные трубы (рис. Рис. Рис. Давление цементно-песчаной смеси на связи в зависимости от времени твердения раствора РТЦ МИНХ и ГП. Несомненный интерес представляет конструкция центрирующего устройства, предложенного СФ ВНИИСТа []; там же разработана технология сооружения трехслойного трубопровода с заполнением межтрубного пространства цементным раствором непосредственно во время монтажа трубопровода на трассе []. Межтрубное пространство трехслойного трубопровода заполняется наполнителем, в качестве которого, как уже отмечалось, может быть применена цементно-песчаная смесь. При затвердевании цемент обеспечивает жесткую связь между обеими металлическими оболочками, образуя монолитную конструкцию, в которой не один, а все три слоя воспринимают усилия от внутреннего давления, температурного перепада и прочих нагрузок и воздействий. Роль заполнителя не ограничивается выполнением только этой функции; одновременно он является теллоизолятором, уменьшая тепловое воздействие трубопровода на окружающую среду. Последнее особенно важно в условиях "вечной мерзлоты", где оттаивание грунта может привести к потере устойчивости трубопровода. Отметим также, что повышенная жесткость на изгиб трехслойного трубопровода будет способствовать увеличению значения критической силы. В случае прокладки трубопровода в водонасыщенной среде существенную роль приобретает утяжеляющее свойство заполнителя, которое способствует удержанию трубопровода на проектной отметке. Минимальная толщина заполнителя, очевидно, будет определяться из технологических условий производства труб данной конструкции, а также из условия обеспечения достаточной пригрузки трубопровода или уменьшения теплообмена между трубопроводом и окружающей средой. В случае использования в качестве заполнителя цементных смесей последнее достигается за счет применения специальных расширяющихся тампонажных цементов (на рис. Расчетная схема для определения возникающих цри этом напряжений в несущих трубах может быть представлена в виде, показанном на рис. Очевидно, что в первом приближении для выяснения несущей способности трехслойной трубы мы можем ограничиться расчетом трубопровода только на внутреннее давление. В связи с этим, для дальнейшего исследования примем схему плоской задачи, с помощью которой и определим распределение напряжений в поперечном сечении трубопровода при действии внутреннего давления как с учетом предварительно-напряженного состояния, вызванного расширением заполнителя, так и без его учета (рис. Дальнейшее уточнение этой расчетной схемы проведено в главе третьей с учетом других предельных состояний.