Совершенствование методов оценки безопасности магистральных трубопроводов с V-образными концентраторами напряжений

• Автор: Гумеров, Айдар Кабирович
• Шифр специальности: 25.00.19, 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ НАПРЯЖННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ С УОБРАЗНЫМИ КОНЦЕНТРАТОРАМИ .
Методика решения задач о распределении напряжений в окрестности острого Уобразного концентратора
Исследование первого частного случая плоской задачи
Исследование второго частного случая плоской задачи
Исследование третьего частного случая антиплоская задача . Общее решение для поля напряжений в окрестности V
образного концентратора
Выводы по разделу 1 .
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ИНТЕНСИВНОСТИ
НАПРЯЖЕНИЙ НА УОБРАЗНЫХ КОНЦЕНТРАТОРАХ
Роль коэффициентов интенсивности напряжений КИН в расчтах прочности конструкций с Уобразными концентраторами
Отработка методов определения КИН на частных задачах.
Элемент конструкции с краевой трещиной.
Элемент конструкции с краевым Уобразным вырезом.
Стыковое соединение элементов разной толщины.
Определение КИН по экспериментальным данным
Особенности коэффициентов интенсивности напряжений.
Размерности
Свойства подобия.
Зависимость от нагрузок
Зависимость от форм. Поправочные функции.
Выводы по разделу 2
З. КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ С
УОБРАЗНЫМИ КОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ
3.1 Методы классической механики сопротивления материалов.
3.2 Методы механики разрушения.
3.2.1 Силовой критерий Кподход
3.2.2 Энергетический критерий вподход.
3.2.3 Локальный деформационносиловой критерий.
3.2.4 Экспериментальная проверка критериев прочности.
3.3 Специальные методы расчта конструкций с Уобразными концентраторами напряжений
3.3.1 Кподход, силовой метод 1 .
3.3.2 Эмпирический метод, основанный на параметре А, метод 2.
3.3.3 Метод эквивалентной трещины метод 3
3.3.4 Обобщнный Кподход метод 4
3.3.5 Энергетический метод метод 5.
Выводы но разделу 3
4 КОЭФФИЦИЕНТЫ ИНТЕНСИВНОСТИ НАПРЯЖЕНИЙ НА
УОБРАЗНЫХ КОНЦЕНТРАТОРАХ
4.1 Стыковые сварные соединения со смещением кромок
4.2 Уобразные дефекты на стенке трубы царапины и риски
4.3 Стыковые соединения элементов разной толщины
4.4 Приварные заплаты и муфты с угловыми швами
4.5 Стыковые сварные соединения на подкладных кольцах
Выводы по разделу 4.
5. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУБОПРОВОДОВ С УОБРАЗНЫМИ
КОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ примеры и практические приложения
5.1 Авария на вантузном узле магистрального нефтепровода НКК .
5.2 Разрушение узла регулирования давления на магистральном нефтепроводе ГрушоваяШесхарис.
5.3 Совершенствование методов ремонта действующих трубопроводов на примере продуктопроводов ШФЛУ.
Выводы по разделу 5
ОБЩИЕ ВЫВО.ДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


На трубопроводах часто встречаются ремонтные конструкции в виде приварных заплат и муфт, которые устанавливаются на дефекты с целью усиления ослабленных участков рисунок 1. Приварка усилительных элементов осуществляется с помощью угловых сварных швов. Переход от углового сварного шва к поверхности трубы имеет Уобразную форму и является концентратором напряжений. Рисунок 1. При сварке рекомендуется переходы выполнять плавными, однако гарантированно обеспечить эту плавность в полевых условиях не удатся. В итоге радиус перехода от сварного шва к поверхности трубы является случайной величиной. Это наиболее неблагоприятный случай, но именно такой случай определяет потенциальную опасность конструкции. Встречаются также другие элементы конструкций с Уобразными переходами. Некоторые из них показаны на рисунке 1. Таким образом, конструкции с Уобразными элементами широко распространены в технике. Практически все такие элементы являются концентраторами напряжений рисунок 1. Однако закономерности напряжнного состояния на Уобразных элементах практически не изучены. Исключение составляют только грещиньт, которые можно рассматривать как один из частных случаев Уобразных элементов, когда угол раскрытия составляет 0. Рисунок 1. Без знания общих закономерностей распределения напряжений в зонах Уобразных элементов невозможно выполнить точные оценки прочности и ресурса сварных соединений, в особенности, если эти соединения имеют отклонения от норм. Это видно хотя бы из того, как выполняется оценка допустимых рабочих давлений трубопроводов по результатам виутритрубной диагностики , , .