Повышение устойчивости трубопроводов компрессорных и газораспределительных станций на основе компенсационных устройств

• Автор: Степанов, Игорь Владимирович
• Шифр специальности: 05.15.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГДАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ проблемы, постановка задач научно-экспериментальных исследований и натурных испытаний
1.1. Анализ внутренних и внешних факторов воздействия на технологические коммуникации КС и ГРС
1.2. Анализ существующих традиционных проектных решений
Глава 2. Проектирование и применение сильфошшх компенсаторов для
газовой отрасли
2.1. Опыт традиционного проектирования технологических трубопроводов КС и ГРС
2.2. Предлагаемые решения. Особенности применения сильфонных
компенсаторов в газовой промышленности
2.3. Выбор расчетной схемы и конструкции сильфонных компенсаторов для
компенсации факторов перемещений и вибраций трубопроводов
Глава 3. Исследование конструкции сильфонного компенсатора и оценка его работоспособности с учетом реальных условий нагружения
3.1. Постановка задачи
3.2. Расчетные оценки прочности выбранной конструкции сильфонного компенсатора в условиях реального нагружения
3.2.1. Методы моделирования напряженно-деформированного состояния и анализа прочности трубопроводных конструкций
3.2.2. Моделирование напряженно-деформированного состояния и оценка прочности основных несущих элементов конструкции сильфонного
компенсатора
3.2.2.1. Расчет сильфона
3.2.2.2. Расчет сварного соединения основания с патрубком
3.2.2.3. Расчет деталей шарнирного узла
Глава 4. Исследование эффективности применения сильфонных компенсаторов для снижения нагрузок в технологических трубопроводах ГРС
4.1. Постановка задачи и выбор метода решения
4.2. Построение расчетных моделей
4.3. Результаты расчетов и оценка эффективности применения сильфонных
компенсаторов
Глава 5. Анализ и обобщение результатов научно-экспериментальных,
стендовых и опытно-промышленных испытаний
Основные выводы и рекомендации
Список литературы <
Приложения
Приложение 1 Техническое задание на создание сильфонных компенсаторов
для коммуникаций ГРС
Приложение 2 Техническое задание на создание сильфонных компенсаторов
для коммуникаций КС
Приложение 3 Рабочая программа опытно-промышленных испытаний сильфонных компенсаторов в обвязке нагнетателя ГЦ

ВВЕДЕНИЕ
Газовая промышленность является одной из стратегических отраслей, определяющих экономическое развитие и безопасность России. Это обусловлено быстрым ростом потребностей в энергоресурсах и невозможностью удовлетворения увеличивающегося спроса в полной мере альтернативными источниками (замораживание развития атомной энергетики, стабилизация добычи нефти и низкие темпы наращивания добычи угля).
В отрасли вопросы обеспечения надежности и безопасной эксплуатации газовых объектов являются наиболее актуальными, и им придается большое значение, особенно, на газотранспортных системах и объектах, срок службы которых практически исчерпан и которые требуют капительного ремонта или реконст рукции. Это сопряжено со значительными капитальными затратами и при создавшейся финансовой ситуации в отрасли представляется крайне проблематичным.
Компрессорные и газораспределительные станции являются важнейшим звеном системы газоснабжения, осуществляющим подготовку и распределение газа между потребителями в России и СНГ. В настоящее время в России эксплуатируется более 380 компрессорных станций (КС) и порядка 3500 газораспределительных станций (ГРС), из которых 45% находится в эксплуатации свыше 20 лет и нуждается в оценке технического состояния их оборудования, в его реконструкции и замене. Ежегодно вводятся в эксплуатацию около 50 ГРС. Большое количество ГРС проходят полную или частичную реконструкцию с заменой отдельных видов оборудования и расширением возможностей эксплуатируемого оборудования в связи с изменением параметров давления и расхода.
Как показала практика эксплуатации, конструкции технологических трубопроводов КС и ГРС не обеспечивает длительную безаварийную работу,

Во всех перечисленных конструкциях сильфонных компенсаторов основной деталью является гибкий элемент - сильфон, представляющий собой тонкостенную гофрированную эластичную и высокопрочную оболочку вращения. Применяемые в промышленности сильфоны по своему назначению разделяются в основном на три вида: измерительные, разделительные, компенсаторные. Способность сильфона изменять свою длину при наличии разности наружного и внутреннего давлений широко используется в приборостроении как чувствительный элемент. Сильфон, изготовленный из тонкостенной трубной заготовки (большого диаметра), обладает столь высокой чувствительностью, что применяется для замера давлений порядка сотых долей атмосфер. С другой стороны, многослойный сильфон, изготовленный из пакета тонкостенных труб, обладает достаточной прочностью для замера давлений порядка сотен тысяч атмосфер. Если в приборостроении применяются сильфоны с диаметром от 6 до 160 мм при толщине стенки 1г=0,08-0,4 мм, то сильфоны компенсаторные достигают в диаметре 3000 мм и более.
Наряду с однослойными сильфонами в промышленности применяют многослойные сильфоны, имеющие высокую надежность и компенсирующую способность. Недостатком многослойных сильфонов является повышенный гистерезис в результате проскальзывания слоев.
В настоящее время при разработке конструкций гибких элементов-сильфонов применяют различные профили гофров и соответствующие им армирующие кольца. На рис.2.3 приведены виды профилей гофров, широко используемых при различных давлениях и перемещениях.
Ввиду недостаточной изученности работы сильфонов с различным профилем гофров в литературе нет единого мнения о точных границах их применения по давлению и перемещению.