Методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности труб магистральных газопроводов

Шарыгин, Александр Михайлович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности труб магистральных газопроводов
ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности труб магистральных газопроводов"

На правах рукописи

ШАРЫГИН АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ

МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕМОНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ТРУБ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

Специальность: 25.00.19. - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва —2004

ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ БЕСПЛАТНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

профессор Халлыев Назар Халлыевич

доктор технических наук

профессор Чабуркин Владимир Фёдорович

доктор технических наук

профессор Романов Константин Игоревич

Ведущее предприятие - ОАО «Гипрогазцентр»

Защита состоится "_"_200_г. в_час. мин, в аудитории _на заседании диссертационного совета Д.212.200.06 при Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина по адресу: Ленинский проспект, 65, Москва ГСП-1,119991.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина.

Автореферат разослан "_"_200_г.

Учёный секретарь

диссертационного совета д.т.н., профессор_

С. Г. Иванцова

-шзЧ з ^

3 4012 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы.

Несущая способность газотранспортных систем в первую очередь определяется состоянием линейной части магистральных газопроводов, имеющих тенденцию к ухудшению в силу целого ряда факторов. Так, высокий уровень напряжений в стенках трубопроводов (0.6-^0.7) большие сроки эксплуатации (20-г30 лет и более), воздействие природно-климатических факторов приводят к появлению дефектов на макро и меж-зёренном уровне, а также к развитию неизбежно имеющихся в металле скрытых дефектов и трещин.

Газопроводы в субарктических широтах пересекают болота, заболоченные местности, участки с зонами вечной мерзлости, и в силу того, что, как правило, это газопроводы большого диаметра (1220*1420) мм они обладают повышенной плавучестью и при недостаточной балластировке возможны всплытия отдельных участков, вызывающие появление вмятин и гофр. Подобного рода геометрические нарушения формы, а также дефекты типа царапин, рисок, задиров, забоин, могут появиться и при случайном нарушении правил транспортировки или регламента строительных работ. Постоянная необходимость в энергетическом сырье, большой ущерб от аварийных остановок предопределяют необходимость разработки и проведения предупредительного комплекса мероприятий для обеспечения несущей способности газопроводов путём исключения разрушений. В этом комплексе значительное место должны занимать конструктивно-технологические методы устранения ослабляющего влияния геометрических нарушений формы и дефектов стенок труб на прочность и долговечность трубопроводных систем. Практика восстановления несущей способности газопроводов в последнее время всё чаще опирается на методы ремонта по безвырезной технологии, что позволяет исключить остановку транспорта газа. Широкому и повсеместному применению безвырезной технологии препятствуют: во - первых, недос7атрк^^^^|фяяЭННШ1 мето-

дик учёта опасности всевозможных нарушений геометрии и дефектов стенок на несущую способность газопроводов, отремонтированных тем или иным видом усиливающей конструкции; во - вторых, дефицит исследований по эффективности усиливающих конструкций, по анализу силовой работы оболочечных муфт и экспериментальных исследований неметаллических защитных конструкций.

Таким образом, требуется усовершенствование методик учёта деструктивного влияния на прочность газопровода нарушений геометрии, дефектов в стенках труб и деградации материала труб. Достичь этого возможно за счёт более точного описания геометрии дефектных зон, исследований характера силового взаимодействия усиливающего устройства и трубы газопровода с применением более сложных моделей механического поведения материалов трубы и защитной конструкции. Поскольку газопроводы являются высоконагруженными системами, в них и особенно, в окрестности дефектов, возникают запредельные деформации и напряжения, приводящие нередко к разрушению, в то же время механизм разрушения трубных сталей ещё до конца не выяснен. Решение перечисленных задач требует привлечения и развития положений таких наук как нелинейная строительная механика, механика разрушения, статистические методы в строительной механике, надёжность машин и др.

В связи с вышеизложенным и учитывая, что сложившаяся к настоящему времени практика восстановления несущей способности дефектных участков газопроводов основана на подходах, носящих частный характер, опирающихся на инструкции по применению конкретного типа защитной конструкции, часто не позволяющих оценить степень повышения несущей способности отремонтированного участка, необходимо создать методологию проектирования оптимальных усиливающих конструкций.

Цель работы.

Разработка методологии проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности участков магистральных газо-

проводов, имеющих геометрические нарушения формы и дефекты стенок

трубы.

В соответствии с поставленной целью, в диссертационной работе

решены следующие задачи:

• Создана методика определения разрушающей нагрузки на основе статистических методов множественной линейной и нелинейной регрессий для газопроводов с протяжёнными дефектами гладкого и трещинопо-добного характера;

• На основе экспериментальной апробации поведения труб магистральных газопроводов разработаны расчётные соотношения для прочностной оценки труб с вмятинами и рекомендации по допустимым размерам вмятин и гофр;

• Предложен критерий опасности очагов возможных аварий, позволяющий сравнивать между собой разнообразные дефекты и повреждения и определять наиболее опасные;

• Разработана классификация усиливающих конструкций для участков газопроводов с дефектами и повреждениями, учитывающая ремонтные технологии и характер очагов возможной аварии;

• Созданы практические методы расчёта ремонтных конструкций, упрочняющих участки газопроводов с геометрическими нарушениями формы поперечных сечений и дефектами в стенках труб.

• На основе экспериментальной апробации поведения труб с ремонтными муфтами, установленными на дефектные места, предложен критерий сопротивляемости усиленного дефектного участка для сравнительной оценки усиливающих устройств;

• Разработана методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности участков газопровода, содержащих геометрические нарушения формы и поверхностные дефекты стенок труб. На основе результатов практической апробации и предложенных критериев созданы расчётные соотношения и алгоритм оценки несущей способности отремонтированного участка газопровода.

Научная новизна.

• На основе методов множественной линейной и нелинейной регрессий разработана методика определения разрушающей нагрузки для труб газопроводов с линейно-протяжёнными поверхностными дефектами осевой ориентации.

• Установлены рубежные значения глубины вмятин и гофр, остаточных деформаций и приращений деформаций, регламентирующих стратегию ремонта труб магистральных газопроводов с вмятинами и гофрами.

• Разработан критерий опасности очагов возможной аварии, позволяющий выполнить сравнительную оценку снижения несущей способности участков магистрального газопровода, содержащего геометрические нарушения формы и дефекты в стенках труб для случаев единичного и комбинированного расположения дефектов.

• Разработаны практические методы расчёта на прочность ремонтных муфтовых и бандажных устройств на основе оригинальных гипотез, позволяющие определиться с конструктивными параметрами и учесть их роль в повышении несущей способности трубопроводов с дефектами.

• На основе впервые разработанного критерия сопротивляемости усиленного дефектного участка предложена методика прямой расчётной оценки повышения несущей способности дефектного участка газопровода, отремонтированного муфтовой или бандажной конструкцией. Выполнена практическая апробация критерия.

На защиту выносятся:

• Методика определения разрушающей нагрузки на основе статистических методов множественной линейной и нелинейной регрессий для труб газопроводов с протяжёнными дефектами гладкого и трещинопо-добного характера.

• Критерий опасности очагов возможной аварии, обеспечивающий сравнительную оценку разнообразных повреждений и выявление наиболее опасного из них.

• Классификация усиливающих конструкций и ремонтных технологий для труб магистрального газопровода, имеющих повреждения.

• Практические методы расчёта усиливающих конструкций с учётом ослабляющего влияния геометрических нарушений формы поперечных сечений и дефектов в стенках труб газопроводов.

• Критерий сопротивляемости усиленного дефектного участка для обоснованного выбора защитных устройств на основе экспериментальной апробации поведения труб с ремонтными муфтами, установленными на дефектные места.

• Методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности дефектных труб магистральных газопроводов включающая: совершенствование моделей интерпретации протяжённых поверхностных дефектов и геометрических нарушений формы типа вмятин и гофр, статистическое и экспериментальное моделирование разрушающей нагрузки для отмеченных типов дефектов, интегральную оценку опасности комбинированных дефектов, определение эффективности применения планируемых ремонтных конструкций по степени повышения несущей способности за счёт усиления дефектного участка.

Практическая ценность работы.

Проведённые исследования и разработки представляют собой лога-чески завершенную методологию проектирования ремонтных конструкций и являются основанием для практической реализации мероприятий при восстановлении несущей способности дефектных участков линейной части магистральных газопроводов. Результаты исследований использовались при разработке следующих нормативно-методических документов газовой отрасли и стандартов предприятия ООО «Севергазпром»: -ВРД 39-1.10-063-2002 «Инструкция по оценке работоспособности и отбраковке труб с вмятинами и гофрами»;

-СТП 8828-168-04 «Методы ремонта дефектных участков газопроводов диаметром 1020+1420 мм стеклопластиковыми муфтами с резьбовой затяжкой»;

-СТП 8828-167-04 «Ремонт дефектных участков газоконденсатопроводов диаметром 530+1420 мм стальными сварными муфтами»; -« Методические рекомендации по оценке разгружающей способности защитных конструкций».

Апробация работы.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Ш научно-технической конференции "Методы решения прикладных задач механики твёрдого тела" (г. Днепропетровск, октябрь 1988г.), на Ш Всесоюзной конференции по нелинейной теории упругости (г. Сыктывкар, сентябрь 1989г.), на XXIV и XXV Международных научно-технических совещаниях по проблеме прочности двигателей (г. Москва, РАН, апрель 1992г., апрель, декабрь 1994г.), на XXVIII (г. Вологда, май 1992г.), на XXX (г. Новгород, май 1994г.) Межреспубликанских семинарах "Актуальные проблемы прочности", а также на I Международной конференции "Актуальные проблемы прочности" (г. Новгород, май 1994г.). Отдельные результаты работы обсуждались в ходе научно-технической конференции "Проблемы развития газодобывающей и газотранспортной систем" (г. Ухта, апрель

1995г.), на XIV Международной конференции по физике прочности и пластичности материалов (г. Самара, май 1995 г.) и на П Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (г. Москва, МГТУ, январь 1994г.). Практические исследования по теме диссертации обсуждены на Международной 51е НТК, посвящённой Белорусской Государственной политехнической академии (г. Минск, ноябрь 1995г.), на I Международной конференции "Научно-технические проблемы прогнозирования надёжности и долговечности металлических конструкций и методы их решения" (г. Санкт-Петербург, ноябрь 1995г.), на Всероссийской научно-технической конференции "Химия, технология и экология переработки природного газа" (г. Москва, ГАНГ, сентябрь 1996г.) и на Международной конференции "Проблемы освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции" (г. Ухта, февраль 1998г.).

Результаты теоретических работ представлены на XVI Международной конференции по математическому моделированию в механике деформируемых тел (г. Санкт-Петербург, июнь 1998 г.), на Ш и IV Международных конференциях "Научно-технические проблемы прогнозирования надёжности и долговечности металлических конструкций и методы их решения" (г. Санкт-Петербург, октябрь 1999г, июнь 2001г.). Доклады по ряду решённых автором научно практических задач отрасли заслушаны на научно-технической конференции "Европейский север России. Проблемы освоения и устойчивого развития." (г. Ухта, сентябрь 1999г.), на II Региональной научно-технической конференции "Актуальные проблемы геологии нефти и газа" (г. Ухта, апрель 1999г.), на I Международной конференции "Техническое обслуживание и ремонт линейной части газопроводов" (Словакия, октябрь 2000г.), на IV Международном семинаре "Современные проблемы прочности им В.А. Лихачёва" (Великой Новгород, сентябрь 2000г.), XXXVI Международном семинаре "Актуальные проблемы прочности" (г. Витебск, сентябрь 2000г.), на 4й научно-технической конференции, посвящённой 300-летию инженерного образования в России "Актуальные проблемы состояния нефтегазового комплекса в России" (г. Моек-

ва, РГУ нефти и газа, январь 2001г.), на конференции «Новые технические решения при ремонте, реконструкции и строительстве линейной части магистральных газопроводов и газораспределительных станций» (Волгоград, май 2002г.).

Публикация.

Основное содержание работы опубликовано в 37 научных работах, в том числе содержащих три обзора, два патента на изобретение и 3 нормативных документа.

Объём в структура работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, приложения и списка литературы. Общий объём диссертации 234 страницы, в том числе 10 таблиц и 27 рисунков. Библиография содержит 228 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и основные задачи работы, приведены основные научные положения, выносимые на защиту, а также практическая значимость исследований.

В первой главе изложена суть сложившейся в газовой отрасли практики обследования технического состояния газопроводов и оценки опасности повреждений на линейной часта газотранспортных магистралей.

Сложившаяся практика технического обследования и экспертные оценки опасности дефектов способствовала решению главной задачи -бесперебойному снабжению предприятий энергосырьём, но не избавила от новых проблемных вопросов, возникших в процессе эксплуатации газотранспортной системы:

1. средний возраст газопроводов составляет 25 лет, из них 14% приходится на долю газопроводов, эксплуатирующихся свыше 30 лет и 85% на газопроводы со сроком службы от 10 до 30 лет;

2. порядка 16 тыс. км трубопроводов нуждается в переизоляции и ремонте. При этом 50% газопроводов отработали от 15 до 40 лет -срок, при котором плёночное изоляционное покрытие практически полностью теряет свои защитные свойства;

3. по причине потенциальной опасности более 21 тыс. км газопроводов эксплуатируются при пониженных давлениях;

4. ежегодно добавляется из-за потери проектного положения (40-60) км газопроводов, эксплуатируемых в заболоченных районах Севера и Западной Сибири, по причине низкого качества балластировоч-ных работ;

5 растёт количество отказов по причине стресс-коррозионного воздействия с одновременным расширением зоны её появления. Исходя из данного перечня основных проблемных вопросов на магистральных газопроводах ОАО «Газпром», учитывая отдельные аспекты современной концепции ремонта, принятой в отрасли, поставлены задачи исследований. На основе систематизации материалов по теоретической и экспериментальной оценке несущей способности трубопроводов, имеющих геометрические нарушения формы и дефекты стенок трубы, требуется разработать практические рекомендации по оценке прочности газопроводов с геометрическими нарушениями формы сечений типа вмятин и гофр. С этой целью необходимо проанализировать влияние форм поперечного сечения на величину коэффициентов концентрации напряжений для протяжённых дефектов в стенках трубопроводов. При этом требуется создать алгоритм определения разрушающей нагрузки на основе статистических методов множественной линейной и нелинейной регрессий для трубопроводов с протяжёнными дефектами, а также сформировать многофакторный критерий сравнительной оценки опасности очагов возможных аварий, учитывающий, помимо геометрических размеров дефекта, физико-

механические особенности газопроводов. Затем для повышения несущей способности дефектного участка газопровода необходимо выбрать тип ремонтной конструкции, что требует классификации защитных устройств, а для расчета выбранной ремонтной конструкции разработки прочностных методов расчёта и критерия оценки сопротивляемости дефектных участков газопровода усиленных защитными конструкциями. В комплексе решение задач представляет собой методологию проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности участков газопровода, содержащих геометрические нарушения формы и поверхностные дефекты стенок труб.

Во второй главе выполнен сравнительный анализ уровня опасности наиболее распространённых видов повреждений и дефектов, встречающихся на линейной части магистральных газопроводов, а также причин неполной адекватности расчетных соотношений для геометрических несовершенств и протяженных дефектов, называемых в работе очагами возможных аварий.

К основным видам очагов возможных аварий в трубах газопроводов чаще всего относят группу геометрических несовершенств, группу внутренних дефектов в стенках труб и группу поверхностных дефектов. Авторский анализ научных работ по геометрическим несовершенствам формы охватывает их следующие разновидности: равномерное утонение, овальность сечений, локальное отклонение формы от круговой, случай отклонения формы от круговой совместно с утонением стенки на части контура сечения, вмятины, гофры. Часть исследований выполнена для другой подгруппы геометрических несовершенств, возникающих при сопряжении труб: это несоосность, разнотолщинность, различие в диаметрах и овальности соединяемых труб. В результате анализа этих работ подтвердился существующий тезис о сравнительно низком уровне опасности геометрических несовершенств. Определенный вклад в разработку критериев опасности вмятин и гофр сделан В.П. Чернием, его аналитический вариант расчёта решает ряд вопросов с оценкой остаточных деформаций и прираще-

ния деформаций при действии внутреннего давления. Однако, положенная в основу расчётная схема прямоугольной пластины с шарнирным опирани-ем по контуру не позволяет определить изгибные напряжения в месте сопряжения вмятины с трубой, являющимся для некоторых типов вмятин зоной наибольших напряжений. Расчётный анализ вмятин методом конечных элементов, выполненный в ряде работ с применением упрощающих гипотез, указывает на большую опасность вмятин, вытянутых вдоль оси трубопровода. Имеющееся небольшое количество работ по экспериментальному исследованию геометрических несовершенств в основном, направлено на определение разрушающей нагрузки.

В большинстве исследований по дефектам на поверхности и в стенках труб газопроводов в основном рассмотрены разного рода поверхностные дефекты такие как локальные каверны и протяжённые дефекты не-трещиноподобного (гладкого) и трещиноподобного (острого) характера. Анализ напряжённого состояния в окрестности гладких дефектов чаще всего ведётся на основе формул Нейбера и Хардрата-Омана а1 ~ка 'К1> Ка=1 + (аа-1)-Ес-Е^.

Здесь а с -теоретический коэффициент концентрации напряжений в упругой области работы материала;

коэффициенты концентрации напряжений и деформаций в упру-гопластической области;

Ес, -секущие модули для максимальной деформации и для номинальной деформации. Они определяются на основе диаграммы растяжения материала. При определении теоретических коэффициентов, как правило, применяется схематизация дефектов концентраторами правильной геометрической формы, для которых значения а„ известны, либо реально определимы. Это предопределяет главную трудность при оценке опасности очагов вероятных аварий - нахождение а„, что реализуется посредством решения задачи определения параметров напряжённого состояния в предположении упругой работы материала с учётом возмущения, вносимого

дефектом. Коррозионные поражения стенок трубы в виде выемок-каверн аппроксимируются полусферой либо полуэллипсоидом, что позволяет использовать известные решения для ас в пластинах с соответствующими выемками при растяжении. Влияние линейно протяжённых дефектов, как правило, учитываются на основе известного решения Фолиаса для цилиндрической оболочки со сквозной трещиной осевой ориентации. Значения разрушающего окружного напряжения для труб с линейно протяжёнными дефектами различного характера определяются на основе полуэмпирических соотношений, обязательно содержащих поправочный коэффициент Фолиаса. Анализ многочисленных экспериментальных работ по прочности труб с линейно протяжёнными дефектами подтверждает, в целом, правомерность соотношений на основе поправочного коэффициента Фолиаса с удовлетворительной для практики точностью. Основной недостаток рассмотренных полуэмпирических формул заключается как в их привязке к конкретным маркам сталей для определённых соотношений размеров труб и дефектов, так и в не учёте формы поперечного сечения дефекта.

Резюмируя вышесказанное, следует отметить, что помимо знания достоинств и недостатков существующих и вновь создаваемых ремонтных конструкций и технологий требуется улучшить адекватность в оценке опасности очагов возможных аварий, за счет разработки четких критериев оценки для наиболее опасных повреждений из группы геометрических несовершенств - вмятин, а из группы поверхностных дефектов - протяженных дефектов осевой ориентации, а также создания единого критерия для сравнительной оценки опасности разных дефектов и повреждений.

В третьей главе проведен теоретический и практический анализ влияния защитных конструкций на прочность трубопроводов с дефектами, а также выполнено исследование особенностей в силовой работе оболочек усиливающих устройств и дефектной трубы.

Показано, что эффективность установленной стальной муфты без приварки к трубе сильно зависит от величины технологического зазора, неизбежно имеющегося из-за отклонений контактирующих поверхностей

трубы и самой муфты от формы правильной круговой цилиндрической оболочки. Применение оболочечных муфт позволяет избежать проблемы контакта неправильных поверхностей, но, в свою очередь, требует приварки муфт к трубе, что сопровождается появлением уже других, весьма не простых проблем. Появляется и дополнительная проблема с заполнителем межтрубного пространства. При использовании жидкого заполнителя необходимо обеспечить герметичность на весь срок службы оболочечной муфты, если же использовать бетон или песчано-цементный заполнитель, возникают проблемы из-за растрескивания цементного камня.

Установлено, что применяемые соотношения для оценки несущей способности усиленной трубы получены на основе решения задачи о многослойной оболочке для случаев плоского деформированного состояния (ПДС) и плоского напряженного состояния (ПНС) без учета краевого эффекта на кромках муфтовой оболочки. Решение с учетом краевого эффекта имеется только для муфты типа «А», а для оболочечной муфты с коническими переходниками приводится решение методом конечных элементов (МКЭ). Однако, следует иметь в виду, что применение этого численного метода при варьировании несколькими параметрами затруднительно. Вместе с тем практически не встречается работ по расчету трубопроводов с дефектами при усилении защитными устройствами. Только в работах Ве-лиюлина И.И. и Баренбойма И.И. решался вопрос о несущей способности дефектной трубы, усиленной композитными муфтами. В работе первого автора задача решалась в плоской постановке простым суммированием несущей способности трубы с трещиноподобным дефектом и несущей способности слоев, образованных намоткой стекловолокна над дефектом. В работе второго автора при определении давления разгрузки Р„ из условия совместного деформирования окружная деформация муфты определялась только по кольцевым напряжениям, а деформация на ширине дефекта в не усиленной дефектной трубе при пониженном давлении на величину Р„ т.е. здесь тоже использовалось простое суммирование несущих способностей трубы и муфты.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что создание оптимальной ремонтной конструкции при существующем сейчас разнообразии конструкций и технологий должно опираться на методологию проектирования ремонтных конструкций, основанную на прочностных методах расчета усиливающих устройств и расчетного критерия сопротивляемости дефектных участков с защитными конструкциями, апробированных экспериментально.

В четвёртой главе изложена методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности дефектных участков газопроводов по безвырезной технологии.

Существующая практика восстановления несущей способности дефектных участков магистральных газопроводов основана на решении технологических проблем по обеспечению необходимой прочности, как правило, конкретным видом усиливающей конструкции и для определённого типа дефектов. Вместе с тем эти документы не дают возможности выбора рационального варианта защитной конструкции или ремонтной технологии. Частичное решение этой проблемы выполнимо на основе авторской классификации усиливающих конструкций (рис.1). Основана данная классификация на разбивке всех видов защитных и усиливающих устройств в зависимости от технологии изготовления на три больших класса:

- класс усиливающих конструкций на основе сварки;

- класс усиливающих конструкций без применения сварки на трубе;

- класс усиливающих конструкций из композитных материалов.

Внутри каждого класса, в свою очередь, выполнена разбивка в зависимости от вида конструкции или технологии исполнения усиливающих мероприятий с указанием типов дефектов (рис.1), для которых эти конструкции и технологии подходят наилучшим образом. На основе предложенной классификации выбирается технология ремонта или тип усиливающего устройства.

Усиливающие конструкции на основе сварки

Наплавка, заварка дефекта (П)

Вварка заплат (1),(П)

Муфта типа В с зазором и разной формой днищ (IV)

fH»«—«ь-ч^п-чцгщивпи

Сдвоенные муфты типа В (III),(IV)

ггш -щ— I

Муфта типа В с разгружающими кольцами (TV)

Оболочечные конструкции (ni),(IV),(V)

Усиливающие конструкции без применения сварки

Зачеканивание УЗС-1, ВГ-101 (I)

мимкмтшм.^^!

Ремонтная муфта ВНИИГАЗ (I)

Герметизирующий узел с магнитной фиксацией (I)

унжмьжштмиш* »»■». .

Ленточные бандажи и хомуты из металла (П1),(1У)

Запайка низкотемпературным припоем (I)

Проволочно-силовая обмотка ПСО-1 (III)

¿ьть.у.чтмживаи ли« м- г

Стекпопластюсовые конструкции на основе эпоксида

Шпаклёвка стекловолокном

(1),(И)

~*т- ' ЛУЖ.*

Бандаж стекловолокном (П)

Mm M.S.-к..

Усиливающие конструкции из композитных материалов

Проволочный бандаж МФСО-1 (Ш)

■а.- мн-л--*у,.,

Металлонаполненные полимерные материалы, Дурметалл, Стандарт, РАПИД, УНИРЕП, Set Super Repair Putty, Металлополимер, Монолит, Монолит+, Диамант, Порсил (1),(П)

Композитные ленты-обёртки: Clock Spring, КСМ ВНИИСТ, ГАРС, УОЛ-301-1 (IV)

Муфта типа А с зазором заполненным эпоксидным раствором (KMT) (IV),(V)

РАЗНОВИДНОСТИ ДЕФЕКТОВ, УСТРАНЯЕМЫЕ ЗАЩИТНЫМИ КОНСТРУКЦИЯМИ

Локальные сквозные дефекты стенки трубы

Локальные несквозные

дефекты стенки трубы

Обширные несквозные поверхностные дефекты

Обширные поверхностные дефект со сквозными свищами и трещинами

.■■■■> Asa.

у. »WJWMH««^ м..,ямь» I

Анаэробные герметики АН-117, АН-260, АН-8К, AH-IV (I)

У**»- ^^.¿«»«^.^M^iAU^WMKi^ г<

Комбинированные (дефект геометрии и повреждении стенок трубы)

Рис.1 Защитные конструкции для дефектных участков трубопроводов

Рис. 2 - Методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности дефектных участков магистральных газопроводов по безвырезной технологии

Следующий этап-проектирование оптимальной ремонтной конструкции требует разработки методов для сравнения сопротивляемости дефектных участков с усиливающими устройствами (рис. 2). Реализация этого этапа становится возможной на основе критерия сопротивляемости усиленного дефектного участка, разработанного автором:

Кс = Кн х Кум хКдд х Кд, (1)

где Кн =Рр/(Рр-<70) - коэффициент относительного снижения внешней нагрузки; Рр - рабочее давление в газопроводе;

- сжимающее давление на стенке газопровода за счёт предварительного обжатия, создаваемого защитной конструкцией; кшх = У(<т! X " коэффициент снижения максимальных напряжений за счёт установки защитной конструкции; (<т^) - максимальное эквивалентное напряжение в трубе газопровода с дефектом без усиливающей конструкции; (<г!)у -максимальное эквивалентное напряжение в трубе газопровода с дефектом после установки защитной конструкции; Квд =(<гэ)вд/(стэ^г - коэффициент снижения общего уровня напряжений; (<7э)щ - эквивалентное напряжение в стенке трубы газопровода вдали от дефекта под установленной защитной конструкцией; (<7э)ад - эквивалентное напряжение в той же точке для бездефектного не усиленного участка газопровода; к л = [<ТрА1Р -(<7э)ед]- коэффициент влияния дефекта;

<тР/1У, = 0,5 х (егв + о>) -разрушающее напряжение для трубной стали в вершине дефекта.

В (1) Кн учитывает возможность разгрузки зоны дефекта за счёт усиливающей конструкции, Ки1Х отражает главное предназначение усиливающей конструкции - это уменьшение локального пика напряжений, создаваемого дефектом и являющегося основной причиной возможного разрушения. В (1) Кш показывает способность усиливающей конструкции к

снижению общего уровня напряжения вдали от дефекта под установленной защитной конструкцией, что необходимо учитывать, поскольку повышенный уровень напряжений способствует зарождению новых микроочагов возможных аварий. Коэффициенты Кн и Квд могут быть определены с инженерной точностью на основе методов расчёта усиливающих конструкций при установке на неповреждённой трубе. Определение коэффициента Кщх затруднительно, поскольку отсутствуют аналитические методы расчёта трубопроводов с дефектами при установленной защитной конструкции. В данном случае предлагается два подхода. Первый подход -использовать численные методы для упрощённых расчётных схем, например, рассчитывать методом конечных элементов для вариантов (ПДС) и (ПНС), второй подход - основан на том, что при технически грамотном варианте усиления практически исключается выгиб кромок дефекта и для таких случаев можно считать, что дефект находится на плоской поверхности. Тогда коэффициенты интенсивности напряжений можно определить без учёта поправочной функции Фолиаса, что существенно упрощает задачу, сводя её к расчёту плоской пластинки с выемкой на поверхности и подвергаемой воздействию растягивающих напряжений, уменьшенной величины за счёт усиливающих конструкций. Коэффициент Кд в формуле (1) зависит от величины разрушающего давления для материала в вершине концентратора и значения пикового напряжения, что позволяет по степени превышения ими номинальных напряжений учесть потенциальную опасность дефекта.

Основополагающим этапом при использовании критерия сопротивляемости является оценка опасности повреждений и дефектов. Выполненный анализ работ, посвящённых исследованию снижения прочности дефектных участков магистральных газопроводов, даёт основания считать наиболее опасными следующие очаги вероятных аварий: из группы геометрических несовершенств - вмятины и гофры, а из группы поверхностных дефектов - линейно-протяженные повреждения осевой ориентации. Однако в оценке степени влияния вмятин и гофр на эксплуатаци-

онную надёжность трубопровода существуют определённые противоречия. Так, в инструкции ВНИИГАЗа по освидетельствованию, отбраковке и ремонту труб в процессе эксплуатации и капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов регламентируется вырезка дефектных участков с вмятинами, а в строительных нормах СНиП-42-80* допускается правка вмятин с глубиной до 3.5 процента от наружного диаметра труб. Результаты эксплуатации трубопроводов с вмятинами в течение 20-=-30 лет и более без отказов, данные, полученные Черняевым К.В., Васиным Е.С. в ходе натурных испытаний, экспериментальные исследования труб с вмятинами, выполненные Фокиным М.Ф., Трубицыным В.А., также противоречат излишне консервативной оценке прочностного ресурса труб с вмятинами. Полигонные испытания десяти труб с вмятинами, выполненные в ОАО «Севергазпром», подтверждают изложенное выше. Совокупность результатов этих полигонных испытаний явилась основой для разработки с участием автора эмпирических соотношений, определяющих перемещения дна вмятин и коэффициенты концентрации напряжений. После оптимизационных расчётов мультипликативных моделей формул для перемещений дна вмятин и коэффициента концентрации напряжений на основе метода нелинейного регрессионного анализа были построены следующие эмпирические зависимости в виде показательных функций:

д Б" =1012Л»* -10 ; а<7 = 108»4* -00778 ,

где Я - параметр относительной глубины повреждения;

АН = ДА--параметр относительного радиального перемещения центра;

А - глубина вмятин (гофр) по центру относительно кругового контура;

= - приведённый диаметр размера повреждения в плане;

ДА-изменение глубины в центре вмятины (гофра);

8 -толщина стенки трубы;

/„, - длина зоны нарушения геометрии в окружном направлении; - длина зоны нарушения геометрии по оси трубы.

В развитие экспериментального подхода автором предложен практический метод расчета перемещений и напряжений в гофрах и вмятинах газопроводов, в котором вмятина аппроксимируется частью сферической оболочки с радиусом

где R - 0,5/5, - радиус внешней поверхности трубы газопровода; R^ = 0,5[££(4/0)~' + /0] - радиус кривизны вмятины в поперечном сечении, перпендикулярном оси трубы и проходящем через вершину вмятины; = - приведенный диаметр вмятины; /о = /„-/«»- стрела подъема оболочки с радиусом R^;

/, = Jf|^l-cos(arcstn(/)ew))j - стрела подъема свода трубы на

окружном размере вмятины /„- наибольшая глубина над вершиной вмятины, отсчитываемая от наружной поверхности неде-формированной трубы.

Усилия взаимодействия на стыке вмятины и трубы определялись из условий равенства радиальных перемещений и углов поворота. Далее сферическая оболочка, аппроксимирующая вмятину, при известных краевых условиях рассчитывалась при помощи приближенного уравнения Геккеле-ра для краевого эффекта, в результате чего, для вертикального перемещения вершины вмятины, в случае действия давления Р, получено:

W = fi\PR+ b^(l-cosa)+|B(e) -X[{X+r)B{a)+yC{a)} },

где P = Rc*/E.h\ H(l+//)sina]/2cosa; Я=[з(1 -УХД^Г'р5; 5(a)-sm laicos a- eos А • j; С(а)=sin 2а sin Xa • ',

X = 0,175i»(/^-R^l&R^maijR^h-jRhyj1;

E,fi,h - модуль Юнга и коэффициент Пуассона для материала трубы и толщина стенки трубы; а - угловой размер сферической оболочки.

По известным перемещениям определяются силовые факторы и напряжения в любой точке вмятины. Практическая апробация полученных соотношений показала удовлетворительное для практики совпадение с результатами испытаний, причем наибольшее расхождение получилось для вариантов с параметром оболочки х = tga^Rcф / Л < 2,5, поэтому дополнительно был разработан модифицированный метод расчета перемещений и напряжений в гофрах и вмятинах газопроводов. Этот метод основан на точном решении Мейснера для краевого эффекта, требующего вычисления функций Бесселя. Данная трудность разрешена автором на основе численной аппроксимации графиков, построенных Бидерманом В.Л. В результате решения уравнений Мейснера получены соотношения для перемещений и напряжений в точках контура вмятины и в вершине вмятины. Сравнение результатов на основе модифицированного метода с экспериментальными данными показало улучшение адекватности предложенной модели.

Разработанные эмпирические соотношения, аналитический метод расчёта вмятин Черния В.П. , авторские методы расчёта вмятин, а также результаты экспериментальных исследований и полигонных испытаний явились основой для разрешения сложившихся противоречий в нормативных документах по оценке опасности вмятин и гофр. Для окончательной проверки и апробации контрольных параметров документа в ОАО «Север-газпром» были проведены специальные полигонные испытания с регистрацией основных параметров НДС (перемещения центров вмятины, деформации) и всесторонней проверкой состояния материала труб. Схема испытательного стенда представлена на рис.3. Для испытаний была отобрана плеть, состоящая из двух отрезков труб (£>н х<? = 1220x12.5) мм, бывших в эксплуатации 30 лет. Плеть, состоявшая из отрезков труб длиной 6.5 м и 7.56 м, имела остаточный прогиб в виде излома-гофра на месте кольцевого стыка, включающего три нетипично гигантские вмятины с размерами 1200x800x109, 500x500x52, 520x550x51. После опрессовки давлением 6,4 Мпа, ступенчатого подъёма до 6 Мпа и циклического нагружения (100 циклов 0-5,5Мпа) выполнялось доведение до разрушения. Разрушение

Вода

,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,.,

2.97°

Рн*б =1220x12.5

ЙЛЧ- 2.07° ЛМ

65 М

7.56н

ВидА

Развёртка

Рис. 3 Схема испытательного стенда.

произошло при давлении РРАЗР =11МПа, причём очаг разрушения расположился вне вмятины и прошёл через полосу коррозионного поражения металла. Проведённый контроль методами вихретоковой и ультразвуковой дефектоскопии не обнаружил трещин в зоне вмятин, исключая сварной стык. Контроль металла в зоне максимальных деформаций также не выявил трещин, расслоений и других внутренних дефектов. Полученные результаты послужили основой для разработки с участием автора ведомственного руководящего документа по вмятинам и гофрам для ОАО «Газпром».

Иная ситуация сложилась с другой категорией опасных очагов возможных аварий, входящих в группу поверхностных дефектов - линейно-протяжённых повреждений осевой ориентации. Расчетные формулы для этих повреждений, используемые в инструкциях и руководящих документах, схематично отражая в той или иной мере данные натурных испытаний и эксплуатационных разрушений, имеют и более существенный недостаток, чем излишне консервативная оценка опасности этих повреждений, в-частности, по причине недостаточной изученности механизма разрушения труб с дефектами. Вместе с тем, к настоящему времени, накоплен большой объём экспериментальных результатов и данных об эксплуатационных разрушениях трубопроводов с дефектами, что позволяет, не вникая в суть механизма разрушения, построить расчётные соотношения, наилучшим образом коррелированные с результатами испытаний.

Имеющийся большой объём экспериментальных данных по прочности трубопроводов с поверхностными линейно-протяжёнными дефектами, послужил основой для разработки алгоритма определения разрушающей нагрузки и коэффициента снижения прочности дефектной трубы на основе статистического метода множественной линейной и нелинейной регрессий. Разрушающее давление для газопроводов принято функцией отклика, зависящей от следующих факторов: -относительной толщины стенки трубы Я = Зн/Он; -относительного предела прочности 1т = <тв/Е;

-относительной глубины дефекта 3 = ; -относительной длины дефекта I = 1/Д,,

где 8„,ИН- номинальная толщина стенки и наружный диаметр трубы; ав,Е - предел прочности и модуль Юнга трубной стали;

<1,Ь - глубина и длина дефекта. Весь массив экспериментальных данных может быть представлен в виде

[х]х{*} = {у}, (2)

где [х] - матрица значений факторов для всех экспериментов; {й} -вектор-столбец, определяемых коэффициентов уравнения регрессии;

{к} - вектор-столбец значений функции отклика. Тогда из решения матричной системы (2) для вектора-столбца коэффициентов уравнения регрессии получаем

{ь}ФтШ{у}\ о)

где [х^ - матрица, транспонированная к матрице М;

"-1" - означает операцию обращения перемноженных матриц. Окончательно, величина разрушающего давления для труб с дефектами определяется соотношением

Ррлзг =Ь0+Ь,3 +Ь2а+Ь33+Ь41, (4)

где Ь0,Ь1гЬ2,Ь3,ЬА-коэффициенты уравнения регрессии, найденные по соотношению (3). Проверка значимости множественного уравнения регрессии (4) выполнялась по критерию Фишера. Разработанный алгоритм обеспечил построение статистически значимых соотношений для гладких коррозионных дефектов с 99% доверительной вероятностью, а для трещиноподобных дефектов с 95% доверительной вероятностью.

Большое разнообразие геометрических нарушений формы и дефектов в стенках трубы, а также встречающееся их совпадение создало проблему разработки критерия опасности повреждений, учитывающего по возможности влияние не только механических нарушений, но и ряд других факторов, влияющих на несущую способность линейного участка магистрального газопровода. В плане решения этой проблемы разработан обоб-

щённый критерий опасности очагов возможных аварий - определяемый, как скалярная норма вектора дефицита работоспособности {VDR} = {XuX2,X3>...,Xj, где XI - относительное отклонение iro отклика от проектного значения; "Т" - обозначает операцию транспонирования. Влияние нескольких однородных обстоятельств или так называемых факторов может быть выражено некой функцией отклика. В простейшем случае - отклик представляется одним числом, т.е. это будет коэффициент, отражающий влияние однородной группы факторов. Скалярная норма вектора {кшг} определяется из соотношения

LD = \£»JX„X,t

где N - количество групп однородных факторов, учитываемых при оценке опасности очага поражения;

{Х„Х) - скалярное произведение компонент вектора {KDÄ}. Среди основных групп факторов, определяющих опасность дефекта, для которых в первом приближении возможна количественная оценка влияния на несущую способность газопроводов в виде числового отклика-коэффициента, можно отметить:

- коэффициент несовершенства конструкций (KHK), определяемый наличием геометрических нарушений формы и дефектов стенок трубы;

- коэффициент деградации материала (КДМ), определяемый степенью снижения основных механических характеристик трубной стали, влиянием масштабного фактора и уровнем запасённой упругой энергии в материале;

- коэффициент жёсткости нагрузки (КЖН), определяемый характером внешней нагрузки (статическая, изменяющаяся или циклическая);

- коэффициент утонения стенки (КУС), определяемый степенью утонения стенки за счёт коррозии и других причин.

Коэффициент несовершенства конструкции определится по формуле

^1=ФгхФ д,

где фг,фл - максимальные коэффициенты концентрации напряжений для геометрического нарушения формы и для дефекта стенки трубы в опасной точке. Коэффициент деградации материала предлагается находить согласно зависимости

^2=Ч,МХ<РэХФо,

где <рм =1.138(£/0)ГО1 + 0.09623 - коэффициент учёта масштабного фактора;

= 2.]Он х8 - приведённый диаметр трубопровода; - наружный

диаметр и толщина стенки трубы; <рэ =1-0.02188сг -0.1578ст2;

Фэ = 1 - 0.429ог2 - 0.1335ст - коэффициенты учёта уровня запасённой упругой энергии в материале для не трещиноподобных и трещиноподобных дефектов соответственно; гт = а¡аЛ1 - относительная величина действующего напряжения в конструкции; сг02 - предел текучести материала, <р0 - коэффициент снижения базовой характеристики материала.

Для не трещиноподобных дефектов в качестве базовой характеристики используется предел прочности при статической нагрузке, предел выносливости при циклической нагрузке, сниженный предел прочности при малоцикловой нагрузке, а, в случае трещиноподобных дефектов, используется показатель трещиностойкости материала. Сниженные значения базовых характеристик трубных сталей в зависимости от срока эксплуатации могут определяться на основе неразрушающих методов экспресс-анализа, методов микромеханики, а также на основе опубликованных результатов исследований по данному вопросу.

Коэффициент жёсткости нагрузки предлагается определять для основного вида воздействия в длительно работающих газопроводах по соотношению

Кз=<?нх<?р,

где Фя =Рэкс1рпр - коэффициент эксплуатационной нагрузки.

РЖ,РПР - эксплуатационное и проектное значения внутреннего давления в трубопроводе; фя = 4Ршх/(ЗРшх - коэффициент размаха нагрузки; Ртх'Рщ/ - максимальное и минимальное значение внутреннего давле-

ния во время эксплуатации. Коэффициент утонения стенки находится из зависимости

К4=<рк+ч>у,

где <рк=1-и/8п - коэффициент коррозионного износа;

V - скорость коррозии металла (мм/год)- интегральная характеристика, определяемая по степени уменьшения толщины стенки, т.е. в предположении электромеханического растворения металла с постоянной скоростью; / - срок эксплуатации участка газопровода; 8П - проектная толщина стенки трубы; <ру-ахЗп - коэффициент уменьшения толщины стенки; а - относительное уменьшение толщины стенки, допустим при образовании гофра. Тогда компоненты вектора дефицита работоспособности определятся из соотношений

X, -1-Х,, где ' = 1,2,4; X] Введение коэффициента у3, вызвано тем, что при пониженном давлении показатель опасности должен уменьшаться, т.е. уг = 8ЮЫ(къ -1).

Апробация критерия опасности очагов возможных аварий выполнена на трёх разных дефектах: первый - нарушение формы поперечного сечения - вмятина (800x84x84), второй - продольный надрез (476x4x4), третий - полоса язвенной коррозии (1160x40x2). Для этих повреждений известны из полигонных испытаний разрушающие давления и соответственно коэффициенты снижения прочности за счёт дефектов составили: 0,977, 0,973, 0,954. Расчётные значения уровня опасности по предлагаемому критерию равны: 0,441, 0,445 , 0,594 соответственно, что хорошо согласуется с результатами полигонных испытаний. Следовательно, один из вспомогательных этапов методологии проектирования необходимый при использовании критерия сопротивляемости готов для применения. Однако, критерий сопротивляемости усиленного дефектного участка газопровода явится практическим инструментом оценки эффективности ремонта разными конструкциями лишь после разработки прочностных методов расчёта усиливающих устройств.

В пятой главе проведено расчётно-экспериментальное исследование усиливающих конструкций и апробация критерия сопротивляемости дефектных участков усиленных защитными конструкциями.

Практическое использование критерия сопротивляемости дефектного участка, усиленного защитной конструкцией, в дополнение к рассмотренным ранее этапам методологии проектирования ремонтных конструкций, потребовало создания расчётных методик для усиливающих устройств, применяемых при восстановлении несущей способности участков с дефектами. При решении этого вопроса был разработан метод расчёта простейшего варианта защитной конструкции из класса усиливающих конструкций без применения сварки на трубе - хомутной конструкции состоящей из двух сегментов, стягиваемых болтами. Отличие данного метода от общеизвестных - в учёте сил трения на поверхности контакта полухомутов с внешней поверхностью трубы на протяжении всего процесса стягивания болтов. Необходимость учёта сил трения потребовала выяснения закона распределения контактного давления, что было установлено методом конечных элементов из анализа характера силового взаимодействия полухомутов с трубой. Процесс деформирования полухомутов при затяжке болтов рассматривался в два этапа: первый этап до касания полухомутов в одной точке, второй этап - до полного закрытия зазора между полухомутами. При этом учитывались все компоненты перемещений от изгибающих моментов, продольных и поперечных сил. Полученное соотношение для усилия затяжки в болтовых соединениях, полностью закрывающего зазор между полухомутами, позволяет определить величину контактного давления, следовательно, оценить снижение напряжений в стенках трубы и проверить прочность всех элементов конструкции.

Применяемые для ремонта дефектов на линейной части газопроводов металлические защитные устройства, как правило, представляют собой металлические сварные кожуха из отрезков газопроводных труб. В качестве расчётной схемы для этих конструкций выбрана осе симметричная цилиндрическая оболочка и поскольку основная нагрузка, чаще всего, осе сим-

метрична, то для построения решений использовалось дифференциальное уравнение нормальных прогибов замкнутой цилиндрической оболочки при осе симметричной нагрузке

+ =

АГ,

где Д У, = ЛГ, =2яШгаДГф;

Л, А - радиус внешней поверхности и толщина стенки оболочки;

? - проекция внешних поверхностных сил на нормаль к оболочке;

Л^, - равнодействующая всех сил на ось цилиндрической оболочки;

ЛГ0 -продольное усилие в поперечных сечениях трубопровода;

Лг, - продольное усилие от температурного воздействия;

а,ДГф - коэффициент температурного расширения трубной стали и перепад температур в среднем слое трубы;

Е,/и - модуль Юнга и коэффициент Пуассона материала оболочки;

£> = ЕИ}/\2(\ - р2) - цилиндрическая жесткость оболочки. Решением данного уравнения будет функция, состоящая из решения однородного уравнения - ¡У* и частного решения - IVе, обычно определяемого по безмоментной теории оболочек т.е. & ^Ф* .

Из применяемых металлических защитных устройств на основе сварки чаще других применяют муфты типа "В" и муфты с разгружающими кольцами. Метод расчёта муфты "В" получается относительно простым на основе гипотезы совместной силовой работы. Изгиб муфтовой обечайки и трубы газопровода рассматривается, как изгиб цилиндрической оболочки с их суммарной толщиной, что обеспечивается фланговыми сварными швами крепления муфты к трубе (рис. 4).

Дифференциальное уравнение для прогибов трубопровода на участке, усиленном муфтой типа "В", запишется в виде

ах 1)т

где рт = Ао = А + 3М;Р- внутреннее давление в трубе;

Рис.4. Трубопровод, усиленный муфтой типа «В»

а) общий вид муфты;

б) расчетная схема муфты с нагрузками.

а)

б)

Рис.5. Трубопровод, усиленный муфтой с разрушающими кольцами

а) общий вид муфтовой конструкции;

б) расчетная схема и нагрузки, действующие на элементы конструкций.

DT =£/¿[l2(l-//J)]"' - цилиндрическая жёсткость трубопровода; Общий интеграл этого дифференциального уравнения имеет вид:

WT = -PR2(E/Iq)'' - W" + С, sin ßTxsbßTx+C2 sin ßTxchß,x+C3 cosßTxshßTx+C4 cosßTxchßT.

где »V = RabJv -fiNT(2«Ehoy1.

Постоянные С, *С4 определяются из граничных условий:

1. При i = 0; »7=0; W"=0~, 2.При * = /; Jl/(/)=-M0; ß(/)=-ß0.

Из первого блока граничных условий получаем С2 = С3 = 0; Применение второго блока граничных условий приводит к системе уравнений, позволяющих связать постоянные С„С4 с усилиями Q0,M0. Определение величин д0, М0 осуществляется из условий равенства линейных и угловых перемещений на границе усиленной части трубы и не усиленной wr(i)=w(i) и w;(i)=w'(i).

ß0 = РВ- BIßf1; Мй = 0.5РВ ■ В2 ■ ß-2, где 7 = W';Д1 = As(ßT)+tivA(ßT); В2 = AiM+^Mßr);

в = [7-i+emjv"

Л ißr )=cos 2$./ + ch2 ßTl ■ A6(ßr) = ch2ßrl-cos2ßTl ;A6(ßT) = sb2ßTI-fän2ßTI; Найденные значения усилий g0, Ma позволяют выполнить прочностной расчёт трубопровода, муфты и сварного шва.

При разработке метода расчёта трубы газопровода, усиленного муфтой «А» из класса усиливающих конструкций без применения сварки на трубе, необходимо знать закон распределения контактного давления на участке взаимодействия муфты с трубой, который был установлен из анализа силового взаимодействия цилиндрических оболочек методом конечных элементов и представлен на рис.6. Дифференциальные уравнения для оболочки муфты и трубы под муфтой имеют вид :

d dx

1111Рк I °

В)

Чо

к2 Ч„ ОЛ8Чо х

Рис.6. Трубопровод, усиленный муфтой «А»

а) общий вид муфты и основные размеры;

б) расчетная схема муфты и трубопровода; д Гэпюра контакта давления

dx т

-Р+д0\ 1-0.55^-

-L-^2nR2DTy\

ит

где « = [з(1-^)/(л2А2)Г; £ =

От = х [12(1 - /у2)]"1 - цилиндрическая жёсткость трубы, осевые и температурные усилия в сечениях трубы и муфты. После подстановки общих решений уравнений в граничные условия при х=0 получаем С2 = С3 = 0 для оболочки муфты и трубы. Подстановка во второй блок граничных условий при х = /(граница сопряжения участков) приводит к системе уравнений относительно решение которой по-

зволяет их выразить относительно параметра контактного давления - . Величина параметра ^определяется из условия ^„(0) = ^(0) и равна

5М

1 + 2.2 __

+F(a)r\

здесь F{a)- слагаемое второго порядка малости, учитывающее взаимовлияние оболочек муфты и трубы.

Метод расчёта муфты с разгружающими кольцами, несмотря на использование готового решения для муфты "В", существенно усложняется из-за необходимости учёта силовой работы разгружающих колец. Основная трудность состоит в том, что в сечении, проходящем по сварному шву, состыкованы три различных оболочки и к тому же возникает необходимость учёта контактного давления на поверхности взаимодействия разгружающих колец с газопроводом (Рис.5). Однако прямой аналитический путь определения параметра контактного давления приводит к чрезвычайно громоздким уравнениям. Поэтому для нахождения параметра предлагается приближённый подход, и, уже с приближённым значением д0, определяются все силовые факторы, выполняются необходимые прочностные расчёты.

Из класса усиливающих конструкций на основе сварки хорошо зарекомендовали себя при устранении комбинированных дефектов оболочеч-

ные защитные конструкции. Различаются они между собой чаще всего типом соединительного элемента муфтовой обечайки с трубопроводом. Вначале рассматривался метод расчёта оболочечной конструкции с пластинчатым соединительным элементом. Для трубопровода и муфтовой обечайки дифференциальные уравнения с учётом давления в газопроводе и в межтрубной полости при наличии продольных сил и температурного воздействия приняли вид:

ах

где ДА/?„,£>„ - соответствующие характеристики трубы и муфты;

Р,РГ давление в трубопроводе и в межтрубной полости соответственно; Рос = 2яй£АаД7>-' + Ы0+М2; Р,? = 2яЯЕЗмаАТ^-1 + N.; - продольные усилия в стенках трубы и муфты на данном участке; -продольная сила за счёт давления Р| в межтрубной полости. После подстановки общих решений для нормальных прогибов муфтовой оболочки и трубы в граничные условия получены функциональные зависимости прогибов от усилий , М, (стык оболочки муфты с пластиной) и б0,М0(стык пластины с трубопроводом). Усилия на контуре пластины б0, М0 (внутренний контур) и {?,, М, (внешний контур) связывались между собой на основе известных решений для кольцевых пластин. Решение трёх взаимосвязанных систем уравнений позволяет определить усилия на стыках - необходимые для прочностного расчёта конструкции.

При разработке методики расчёта, подобной муфте типа «А», оболочечной конструкции с коническими переходниками потребовалось учесть совместную работу муфтовой обечайки и взаимодействующей с ней трубы газопровода через усечённую коническую оболочку. Параметры конических оболочек позволяют их считать относительно длинными и, следовательно, пренебречь взаимовлиянием торцов при учёте краевых эффектов. Из граничных условий и уравнений совместности перемещений, в которых жёсткость конической оболочки учитывалась через коэффициенты

<Ь4

1яИ

влияния, были найдены постоянные интегрирования, необходимые для определения усилий и расчёта на прочность элементов конструкции. Разработанная методика расчёта муфты с коническими переходниками применима и для оболочечных защитных конструкций со сферическими переходниками, поскольку коэффициенты влияния для конической и сферической оболочек определяются идентично (рис.7 а).

При усилении изогнутого участка линейной части газопровода применяются защитные конструкции, изготовленные из коротких отрезков труб с косыми срезами торцов и конических переходников (рис. 7 б, в). Аналитический расчёт такой конструкции представляет большую проблему, поэтому были использованы упрощающие гипотезы, что позволило получить приближённые соотношения для внутренних усилий и определить напряжения.

Решение проблемы количественной оценки сопротивляемости трубы с установленной ремонтной конструкцией, выполнено методом конечных элементов для трёх вариантов усиления: муфтой типа "А", муфтой типа "В" с заполнением межтрубной полости бетоном и стеклопластиковым бандажом. В качестве дефектов рассматривались поверхностные линейно протяжённые дефекты осевой ориентации с прямоугольным и треугольным профилем поперечного сечения (рис.8). Представленные графически на рис.8в, значения максимальных коэффициентов концентрации напряжений в продольном и поперечном сечениях участка трубы с дефектом узкого прямоугольного профиля, показывают существенное снижение этих значений по сравнению с не усиленной дефектной трубой.

Проведён анализ экспериментальных исследований ремонтных конструкций, с искусственно созданными дефектами, выполненных при участии автора в ООО «Севергазпром». Испытательный стенд представлял собой трубную плеть общей длиной ¿=12.03 м, состоящую из трёх катушек трубы с £>ях<? = 1220x12 мм. Каждая катушка имела дефект в виде продольного надреза шириной порядка 10 мм и глубиной (5.28-5.85) мм

Рис. 7. Защитные оболочные конструкции

а) оболочная конструкция с прямолинейной осью;

б) оболочная конструкция с криволинейной осью;

в) типовой элемент оболочечной конструкции с криволинейной осью

а)

^ У

А-А

И. 11-11,111-111

///-///

133г>

086(11)

0,51ц 0,5 /

Рис. 8. Трубопровод с дефектом, после ремонта

а) расположение дефекта и ремонтной конструкции;

б) профиль дефекта и типы усиливающих конструкций;

в) коэффициенты концентрации напряжений для разных типов усилений.

На первой катушке установлена экспериментальная стеклопластиковая муфта (ЭСМ), состоящая из двух отформованных половин стягиваемых болтами, на второй катушке композиционно-спиральная муфта (КСМ) и на третьей катушке штатная композиционно-спиральная лента (КСЛ). При испытаниях в режиме ступенчатого нагружения выполнялся контроль деформаций тензорезисторами, измерение прогибов индикаторами и регистрация изменений кривизны. Помимо ступенчатого нагружения выполнялись циклическое нагружение и предельное нагружение до разрушения усиливающих конструкций. Анализ результатов испытаний выявил наибольшую эффективность ЭСМ, обеспечивающей восстановление прочности в 92% от прочности бездефектной трубы и разрушившейся при давлении Р, =10.6 МПа, что даёт коэффициент усиления по отношению к расчётному разрушающему давлению-Ку=1,5. Примерно одинаковые показатели у муфт КСМ и КСЛ- восстановление прочности 70% и 76% и разрушающие давления Р2 = 7.7 МПа и Рг = 8.0 МПа, коэффициенты усиления Ку=1,05 и Ку=1,10. Для сопоставления выполнена расчётная оценка сопротивляемости труб с протяжёнными дефектами, после ремонта муфтами: муфтой ЭСМ - дефект (437x110x5,28), муфтой КСМ - дефект (240x10x5,85), муфтой КСЛ - дефект (240x10x5,85). В результате расчётов получены значения сопротивляемости для усиления муфтами: ЭСМ -Кс=1,548, КСМ - 1(^=1,04, КСЛ - Кс=1,09. Отклонения от экспериментальных значений усиления муфтами составляют несколько процентов, что свидетельствует о практической значимости предложенного критерия.

Таким образом, разработанный критерий сопротивляемости отражает реальную несущую способность трубы с дефектом после ремонта, что позволяет сравнивать способы ремонта, выбрать оптимальный вариант и выполнить на основе разработанных соотношений расчёт конструктивных элементов и спроектировать рациональную усиливающую конструкцию.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Разработана и апробирована методология оценки степени опасности геометрических нарушений формы и дефектов в стенках труб, базирующаяся на специально созданном многофакторном критерии оценки опасности повреждений и дефектов, компоненты которого определяются как на основе известных методик, так и вновь созданных:

- для вмятин и гофр - эмпирических формулах и аналитических методах расчёта;

- для поверхностных линейно-протяжённых дефектов - на соотношениях, полученных на основе методов регрессионного анализа.

2. Осуществлены ранжирование и классификация для защитных устройств и ремонтных технологий на основе анализа существующей системы восстановления несущей способности дефектных труб магистральных газопроводов, позволяющие выполнить первый этап проектирования - выбор типа ремонтной конструкции.

3. Созданы методы прочностного расчёта муфт и защитных оболочечных конструкций, закреплённых на трубе линейного участка газопровода, на основе теории осе симметричных цилиндрических оболочек с применением оригинальных гипотез.

4. Исследовано влияние усиливающих конструкций и технологий ремонта на несущую способность дефектной трубы магистрального газопровода, рассматриваемые как сложная система «труба-дефект-муфта», что повышает адекватность расчётных оценок и обеспечило разработку критерия сопротивляемости отремонтированного дефектного участка газопровода.

5. Выполнена экспериментальная апробация критерия оценки опасности дефектов и критерия сопротивляемости отремонтированного дефектного участка газопровода.

6. Разработана методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности труб магистральных газопроводов, содержащих локальные дефекты стенок и геометрические несовершенства

по безвырезной технологии, учитывающие геометрические размеры дефекта (тип и вид, площадь проекции, остроту концентрации, глубину залегания), размеры трубы и обечайки усиливающей конструкции, физико-механические характеристики трубной стали и материала обечайки защитного устройства, а также величину рабочего давления.

7. На основе исследований:

- разработан и утвержден ведомственный руководящий документ по < оценке работоспособности и отбраковке труб с вмятинами и гофрами (ВРД 39-1.10-063-2002) с участием автора, разрешающий либо дальнейшую экс- , плуатацию, либо ремонт труб магистрального газопровода с геометрическими нарушениями формы в виде вмятин и гофр по безвырезной технологии;

- получен экономический эффект в 250 тыс. рублей за счёт безостановочного ремонта изогнутого дефектного участка газоконденсато-провода, выполненного защитной оболочечной конструкцией, созданной на основе разработанных методов расчёта на прочность;

- разработан и утверждён стандарт предприятия по методам ремонта дефектных участков газопроводов диаметром 1200-5-1420 мм стекло- ' пластиковыми муфтами с резьбовой затяжкой.

Основные результаты работы представлены в следующих публикациях: *

1. Шарыгин А.М. Расчёт длинного полого цилиндра нагруженного массовыми силами // Известия вузов. Машиностроение. 1975, №8, с. 169- < 171.

2. Шарыгин А.М. Расчёт осе симметричных упругих тел при циклических нагрузках. // Известия Вузов. Машиностроение, №7,1977, с.24-27.

3. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М., Полозов А.Е. Прочность тепловой изоляции трубопроводов в условиях радиального сжатия. // Сб. научных трудов "Нефтегазовое строительство в условиях Севера". - М.: ВНИИСТ.-1983, с.3-9.

4. ШарыгинА.М. Определение узловых сил в элементах при действии поверхностной и объёмной нагрузок для осе симметричной и плоской задач теории упругости. // Проблемы прочности, Киев, №8, 1983, с.111-114.

5. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М., Полозов А.Е., Ларионов Б.Н. Прочность тепловой изоляции подземного трубопровода при воздействии давления грунта. //Сб. научных трудов "Трубопроводы сжиженного природного газа, материалы и конструкции ". - М.: ВНИИСТ.- 1985, с.22-27.

6. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М. Влияние не соосности труб на напряжённое состояние конструкций типа "труба в трубе". // Сб. научных трудов "Внедрение эффективных ресурсосберегающих технологий при строительстве трубопроводов". - М.: ВНИИСТ, 1989, с.10-13.

7. Шарыгин А.М., Ахтимиров Н.Д. Деформативные свойства конструкций типа "труба в трубе". // Сб. научных трудов "Строительство в сложных природно-климатических условиях крайнего севера".- М: ВНИИСТ, 1991, с.33-36.

8. A.C. №1661536 (СССР). Способ прокладки подземного трубопровода. // А.М. Шарыгин, В.М. Шарыгин. - Опубл. 07.07.91. Б.И. №33. 9. Шарыгин А.М., Шарыгин В.М. Деформативность и прочность конструкций типа "труба в трубе". // Сб. "Научно-технический прогресс в нефтегазовом строительстве. - М.: Инженерный информ. центр, 1991, №12, с.5-7.

10. Шарыгин А.М. Ахтимиров Н.Д. Исследование прочностных характеристик трёхслойной конструкции перехода газопровода под автодорогой. // Газовая промышленность, - М.: Недра, 1992, №8, с.35-36.

11. Шарыгин А.М. Ахтимиров Н.Д. Воздействие ударной нагрузки на подземный переход. // Строительство газопроводов. - М.: Роснефтегаз-строй, 1992, №11, с.28-29.

12. Шарыгин A.M. Расчёт усиленного подземного перехода газонефтепроводов. // Известия вузов. Строительство. - Новосибирск, 1993, №2, с.42-44.

13. Шарыгин A.M., Кучерявый В.И. Оценка надёжности трубопроводов методами линейной механики разрушения.// Изв. Вузов. Строительство.-1993, №2.-с.94-96.

14. Шарыгин А.М., Шарыгин Ю.М. Анализ погрешности при измерении усилия натяжения в канатах // Изв. Вузов. Строительство. - 1994, №2.-С.118-120.

15. Шарыгин A.M. Сопротивление поперечной нагрузке трёхслойной конструкции с эксцентричным расположением труб. // Сб. научных трудов Ухтинского индустриального института "Проблемы освоения природных ресурсов Европейского Севера". - Ухта, 1994, с.42-45.

16. Патент №2062937 (Россия). Трубопровод под насыпью. // А.М. Шарыгин, Н.Д.Ахтимиров, В.Н. Лисин. - опубл. 27.06.96. Б.И. №12.

17. Шарыгин A.M. Нелинейно-упругий анализ деформаций нефтегазопроводов. // Известия вузов. Нефть и газ, 1998, №6, с.95-98.

18. Шарыгин А.М. Повышение надёжности и прочности магистральных газопроводов, ослабленных дефектами механо-коррозионного и сварочного характера.// Аннотированный сборник конкурсных работ аспирантов и специалистов РАО "Газпром". - М.: ВНИИГаз, 1998, с.16-17.

19. Шарыгин А.М., Шарыгин В.М. Численный анализ влияния коррозионных дефектов на прочность трубопроводов. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1999, №4. с. 55-58.

20. Шарыгин А.М., Шарыгин В.М. Статистические модели прочностной оценки трубопроводов, ослабленных дефектами осевой ориентации. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2000. №2. е.. 125-129.

21. Шарыгин А.М., Базарова И.А. Аппроксимация диаграмм трубных сталей // Сб. научн. тр. УГТУ, - Ухта, 2000. №4. с. 67-69.

22. Шарыгин A.M. Дефекты в магистральных газопроводах./Сер. Транспорт и подземное хранение газа.- М.: ООО "ИРЦ Газпром", 2000, с.50.

23. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М. Практический метод расчёта перемещений и напряжений в гофрах и вмятинах газопроводов // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2001, №1. с.128-133.

24. Шарыгин А.М. Модифицированный метод расчёта перемещений и напряжений в гофрах и вмятинах газопроводов.// Проблемы машиностроения и надёжности машин, 2001, № 6, с. 104 -110.

25. Шарыгин A.M. Защитные конструкции для дефекгосодержащих участков магистральных газопроводов./ Сер. Транспорт и подземное хранение газа.- М: ООО «ИРЦ Газпром», 2001, с.68.

26. Макаров Г.И., Шарыгин A.M. Оценка отрицательного влияния очагов ослабления на участках магистральных газопроводов и эффективности их ремонта защитными конструкциями./Сер. Транспорт и подземное хранение газа.- М: ООО «ИРЦ Газпром»,2001,с.52.

27. Шарыгин Ю.М., Шарыгин A.M., Романцов C.B. Повышение прочности дефектных труб, усиленных композитными муфтами с болтовым соединением./НТС Транспорт и подземное хранение газа.- М: ИРЦ Газпром, 2002, №3, с.29-35.

28. Тухбатулин Ф.Г., Харионовский В.В., Черний В.П., Шарыгин A.M. Инструкция по оценке работоспособности и отбраковке труб с вмятинами игофрами. ВРД 39-1.10-063-2002-09-09.М: ОАО «Газпром», 2002, 23 с.

29. Воронин В.Н., Романцов C.B., Шарыгин А.М., Шарыгин В.М. Преимущества и перспективы использования композитных муфт с болтовой затяжкой для ремонта локальных дефектов стенок газопроводов.// Материалы НТС ОАО «Газпром» Новые технические решения при ремонте и строительстве линейной части магистральных газопроводов и газораспределительных станций, Волгоград, май 2002-М.: ООО «ИРЦ Газпром»-Т.1-2002.-С.88-94.

30. Харионовский В.В., Черний В.П., Шарыгин A.M., Шарыгин В.М., Максютин И.В., Результаты исследований участков магистральных газ о-

проводов с вмятинами и гофрами // Надёжность и ресурс газопроводных конструкций.- М.: ВНИИГАЗ, 2003, с.94-109.

31.Шарыгин В.М., Шарыгин A.M., Максютин И.В. и др. Методы ремонта дефектных участков газопроводов диаметром 1200+1420 мм стек-лопластиковыми муфтами с резьбовой затяжкой./ Стандарт предприятия СТП 8828-168-04. - Ухта, 2004, с.28.

32. Романцов С.В., Шарыгин А.М. Оценка усиливающего эффекта от установки стеклопластиковой муфты на участке магистрального газопровода с дефектами.// Проблемы машиностроения и надёжности машин, 2004, №5, с. 104 -107.

33. Романцов С.В., Шарыгин В.М., Шарыгин А.М., Максютин И.В. Усиливающий эффект новых стеклопластиковых муфт с болтовой затяжкой, предназначенных для ремонта магистральных газопроводов./ НТС Транспорт и подземное хранение газа. - М: ИРЦ Газпром, 2004, № 4, с. 1724.

34. Shaiygin А.М., Shaiygin V.M. Numerical analysis of the influence of corrosion defects on the strength of pipelines Journal of Machinery Manufacture and Reliubility, 1999, №4, pp.46-48.

35. Sharygin A.M., Shaiygin V.M. Statistical models of strength evaluation of pipes, weakened by defects of axial orientation. Journal of Machineiy Manufacture and Reliubility, 2000, №2, pp.110-113.

36. Sharygin A.M., Sharygin V.M. A practical method of calculation of displacement and stress in gas pipeline goffering and dents. Journal of Machineiy Manufacture and Reliubility, 2001, №1, pp.97-102.

37. Shaiygin A.M. Modified method of calculation of displacement and stress in gas pipeline goffering and dents. Journal of Machinery Manufacture and Reliubility, 2001, №6, pp.91-97.

Издательство ООО "МАКС Пресс". Лицензия ИД № 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 20.10.2004 г. Формат 60x90 1/16. Усллеч.л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ 1071. Тел. 939-3890,939-3891,928-1042. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В Ломоносова. 2-й учебный корпус, 627 к.

P24S69

РНБ Русский фонд

2005-4 34012

Содержание диссертации, доктора технических наук, Шарыгин, Александр Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДА ЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Состояние практики экспертизы опасности повреждений трубопроводов и их ремонта.

1.2. Анализ методологических основ оценки опасности участков газопроводов с дефектами и проблемы их реабилитации.

1.3. Задачи исследования.

2. ОЧАГИ ВОЗМОЖНЫХ АВАРИЙ В МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДАХ.

2.1. Основные разновидности очагов возможных аварий и подходы к оценке их влияния на прочность трубопроводов.

2.2. Учёт влияния геометрических нарушений формы на прочность газопроводов.

2.3. Влияние поверхностных дефектов на несущую способность трубопроводов.

2.4. Практический анализ трубопроводов с очагами возможных аварий.

2.5. Выводы.

3. ЗАЩИТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ДЕФЕКТНЫХ

УЧАСТКОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ.

3.1. Основные разновидности защитных конструкций.

3.2 Влияние защитных конструкций на прочность трубопроводов с дефектами.

3.3 Практический анализ несущей способности защитных конструкций.

3.5. Выводы.

4. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕФЕКТНЫХ УЧАСТКОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ ЗАЩИТНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ.

4.1. Выбор конструкционно-технологиеских вариантов упрочнения дефектных участков.

I 4.2. Критерий сопротивляемости конструкционнотехнологического варианта упрочнения дефектного участка, усиленного защитной конструкцией.

4.3. Аналитические и экспериментальные исследования опасных очагов возможных аварий.

4.4. Состояние вопроса и задачи расчёта защитных конструкций.

4.5. Выводы.

5.РА СЧЁТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИСЛЕДОВАННЕ УСИЛИВАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ.

5.1. Разработка методов расчёта защитных конструкций.

5.2. Методы расчёта оболочечных защитных конструкций.

5.3. Расчётная оценка напряжений в окрестности дефектов при установке защитных конструкций.

5.4. Экспериментальный анализ усиливающих конструкций.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности труб магистральных газопроводов"

Надёжность эксплуатации газотранспортных систем трудно предсказуемым образом зависит от сочетания большого количества объективных и субъективных причин и в первую очередь определяется состоянием линейных участков магистральных газопроводов, обладающих четко выраженной тенденцией к ухудшению в силу многих факторов. К наиболее значимым из них следует отнести: высокий уровень напряжений в стенках газопроводов, большие сроки эксплуатации, деградацию механических свойств металла труб, наличие дефектов, отрицательное воздействие природно-климатических факторов и т.д.

Металл труб практически постоянно работает в условиях двухосного напряжённого состояния, когда обе компоненты напряжений растягивающие причём кольцевая составляющая достигает (0,6-0,7) от предела текучести, это обстоятельство в сочетании с постоянным воздействием окружающей грунтовой среды приводит развитию коррозионного растрескивания под напряжением (КРН); с другой стороны двухосность напряжённого состояния сильно снижает пороговое значение пластичности металла перед началом разрушения. Так при одноосном растяжении пятикратных образцов остаточное удлинение составляет (20-28)%, а при гидравлических испытаниях до разрушения пластическое удлинение периметра трубы достигает только (2-3)%, что свидетельствует о повышенной чувствительности трубопроводов к всевозможным дефектам [1]. Длительность эксплуатации газопроводов проявляется не только в развитии коррозионных и стресс-коррозионных поражений стенок труб, но и на свойствах самого металла, как правило, происходит охрупчивание сталей; показатели пластичности снижаются, а предел прочности возрастает, что сопровождается ощутимым снижением трещиностойкости трубных сталей.

Результаты статистического анализа причин разрушений за несколько лет показывают, что разработка и совершенствование мер противокоррозионной защиты привели к снижению доли коррозионно-эрозионных дефектов примерно в два раза, однако почти во столько же раз увеличилась доля повреждений, вызванная конструкционными и монтажными причинами [2]. Так, по данным специалистов Баттельского института (США), проводивших исследования разрушений газопроводов в течение 20 лет, было зарегистрировано 133 случая разрушений; из этого числа - 11% разрушений произошло за счёт неоднородности сварных швов, 48% - от различных нарушений геометрии и дефектов (вмятины, гофры, царапины, риски, выемки, дефекты прокатки и т.д.), что составляет большинство, остальные произошли за счёт коррозии и циклического воздействия, приводящего к росту усталостной трещины [3]. К, неизменно имеющимся в металле труб, скрытым дефектам и микротрещинам в процессе эксплуатации добавляются новые дефекты. Газопроводы в субарктических широтах пересекают болота, заболоченные местности, участки с зонами вечной мерзлоты, и в силу того, что это как правило, газопроводы большого диаметра^ 220-1420), а их доля в системе ОАО «Газпром» составляет порядка 61,5% из 150тыс.км[4], они обладают большой плавучестью и при недостаточной балластировке возможны всплытия отдельных участков, вызывающие появление вмятин и гофр. В зонах вечной мерзлоты случаются выходы камней на поверхность и в таких местах препятствующий этому газопровод, получает вмятину. Подобного рода геометрические нарушения формы, а также дефекты типа царапин, рисок задиров могут появиться и при случайном нарушении правил транспортировки или регламента строительных работ. На участках со слабонесущими грунтами возможны изменения проектных положений газопровода, что приводит к появлению дополнительных напряжений, инициирующих возникновение трещиноподобных дефектов в стенках труб, в сварных швах и развитию уже имевшихся дефектов. Дефекты стенок трубы типа микротрещин в условиях переменных напряжений имеют тенденцию к ускоренному росту в районе концентраторов напряжений, что сопровождается их слиянием, ведущим к возникновению магистральной трещины с последующим разрушением[5].

Промышленные регионы и крупные предприятия нуждаются в непрерывной поставке энергетического сырья, это обстоятельство исключает остановку магистрального газопровода и диктует разработку предупредительного комплекса мероприятий для обеспечения эксплуатационной надёжности трубопроводов путём исключения разрушений. В этом комплексе значительное место должны занимать конструктивно-технологические методы устранения ослябляющегого влияния геометрических нарушений формы и дефектов стенок трубы на прочность и долговечность трубопроводных систем. В последние годы для восстановления прочности участков с повреждениями и дефектами всё шире применяются защитные усиливающие конструкции на основе безвырезной технологии ремонта газопроводов. Широкому и повсеместному применению безвырезной технологии препятствуют: во-первых нехватка на данный момент надёжных и всесторонне апробированных методик учёта влияния всевозможных нарушений геометрии и дефектов стенок на прочность газопровода, отремонтированного тем или иным видом усиливающей конструкции; во-вторых не полностью установлена зависимость механических характеристик трубных сталей от срока службы газопровода, от эксплуатации в коррозионных средах, как изменяется долговечность при стресс коррозионных поражениях металла; в-третьих мало исследований по эффективности усиливающих конструкций, по анализу силовой работы оболочечных муфт, по экспериментальным исследованиям долговечности неметаллических защитных конструкций. Для того, чтобы безвырезная технология шире применялась при восстановлении несущей способности участков магистральных газопроводов с повреждениями, необходимо усовершенствовать методики учёта ослабляющего влияния нарушений геометрии, дефектов в стенках труб и деградации материала на прочность газопровода за счёт более точного учёта геометрии дефектных зон, характера силового воздействия, механического поведения материала труб, что становится возможным при использовании таких наук как нелинейная строительная механика, механика разрушения, статистические методы в строительной механике, надёжность машин и др. Анализ современной технической литературы (монографий, учебных пособий и научных статей) убедительно демонстрирует взаимовлияние и проникновение друг в друга отмеченных дисциплин [6,7,8,9,10,19,20,22,23], и их применение при решении технических проблем.

Общие принципиальные вопросы применения вероятностных методов к анализу надёжности ресурса строительных конструкций и сооружений получили развитие на основе трудов В.В. Болотина [6], А.Р.Ржаницына [7], Г.Аугусти, А.Баратти, Ф.Кашиати [8], а надёжности и ресурса газопроводов в фундаментальных работах В.В. Харионовского [4], Иванцова О.М. [9], Завой-чинского Б.И. [10].

Вопросы проектирования магистральных трубопроводов и их расчёта на прочность и устойчивость разработаны докторами технических наук, профессорами П.П. Бородавкиным, A.M. Синюковым [11],[12],[13], сотрудниками ВНИИСТа А.Б. Айнбиндером, А.Г. Камерштейном [14,15].

Проблемы расчёта оболочек с геометрическими нарушениями рассмотрены в работах Х.М. Муштари [16], А.П. Гайдученко, А.Ф. Деменкова, B.C. Гудра-мовича [17,18].

Развитие науки о механике разрушения, в частности, в работах отечественных учёных В.В. Болотина [19,20], Н.А. Махутова [21], Г.П. Черепанова [22], В.З. Партона [23] послужило основой для исследований поведения оболочек, в том числе цилиндрических, с дефектами стенок, что отразилось в большом количестве работ, основополагающими из которых являются работы Секлера Е.Е., Вильямса МЛ. [24], Фолиаса Е.С. [25], Копли Л.Г., Сандерса ЖЛ. [26], Дункана М.Е.[27], а из отечественных работ В.В. Панасюка, М.П. Саврука, А.П. Дацышина [28], [29], И.В. Орыняка [30,31,32] и др.

Из анализа вышеуказанных работ можно сделать вывод, что проблема снижения несущей способности трубопроводов с геометрическими нарушениями формы и дефектами стенок является актуальной со многими нерешёнными вопросами по части восстановления несущей способности таких трубопроводов.

Ряд этих вопросов отражён в работах автора [138,145,147,152,171,172,174,192,207,214,215]. Публикация основных работ автора в журнале "Проблемы машиностроения и надёжности машин", защищает приоритет их идей, поскольку издательством Аллертон Пресс (США) он переводится на английский язык и распространяется во многих странах мира [33,34,35].

Целью работы является разработка методологии проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности участков магистральных газопроводов, имеющих геометрические нарушения формы и дефекты стенок трубы, на основе анализа и обобщения результатов экспериментальных исследований несущей способности труб с дефектами, использования новых приёмов для определения разрушающих нагрузок в трубопороводах с повреждениями, разработки методов прочностного расчёта усиливающих конструкций, проведения натурных экспериментальных исследований несущей способности дефектных труб, усиленных ремонтными конструкциями.

В соответствии с поставленной целью, в диссертационной работе решены следующие основные задачи:

• Предложен критерий опасности очагов возможных аварий, позволяющий сравнивать между собой разнообразные дефекты и повреждения и определять наиболее опасный;

• Разработана классификация усиливающих конструкций для участков газопроводов с дефектами и повреждениями, учитывающая ремонтные технологии и характер очага возможной аварии;

Научная новизна диссертации состоит в том, что в ней впервые получены следующие результаты:

• Создана методика определения разрушающей нагрузки для труб газопроводов с протяжёнными поверхностными дефектами на основе методов множественной линейной и нелинейной регрессий.

• Разработан критерий опасности очагов возможной аварии, позволяющий выполнить сравнительную оценку снижения несущей способности участков магистрального газопровода, содержащего геометрические нарушения формы и дефекты в стенках труб, и определиться с местом первоочередного ремонта.

• Классифицированы в зависимости от способа усиления и вида устраняемого дефекта существующие ремонтные конструкции и технологии, на основе аналитических обзоров защитных устройств и способов ремонта, применяемых в газовой отрасли.

• Разработаны практические методы расчёта ремонтных муфтовых и бандажных конструкций на основе оригинальных гипотез, позволяющие учесть их роль в повышении несущей способности трубопроводов с дефектами.

• Впервые предложена методика прямой расчётной оценки повышения несущей способности дефектного участка газопровода, отремонтированного муфтовой или бандажной конструкцией, на основе разработанного критерия сопротивляемости усиленного дефектного участка. Выполнена практическая апробация критерия.

• Разработана методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности дефектных труб магистральных газопроводов включающая: совершенствование моделей интерпретации протяжённых поверхностных дефектов и геометрических нарушений формы типа вмятин и гофр, статистическое и экспериментальное моделирование разрушающей нагрузки для отмеченных типов дефектов, интегральную оценку опасности комбинированных дефектов, определение эффективности применения планируемых ремонтных конструкций по степени повышения несущей способности за счёт усиления дефектного участка.

Практическая ценность диссертации заключается в том, что проведённые исследования и разработки представляют собой логически увязанную методологию проектирования ремонтных конструкций и являются основанием для практической реализации мероприятий при восстановлении несущей способности дефектных участков линейной части магистральных газопроводов. Результаты исследований использовались при разработке следующих нормативно-методических документов газовой отрасли и стандартов предприятия ООО «Севергазпром»:

-ВРД 39-1.10-063-2002 «Инструкция по оценке работоспособности и отбраковке труб с вмятинами и гофрами»;

-СТП 8828-168-04 «Методы ремонта дефектных участков газопроводов диаметром 1020 н-1420 мм стеклопластиковыми муфтами с резьбовой затяжкой»;

-СТП 8828-167-04 «Ремонт дефектных участков газоконденсатопроводов диаметром 530-н 1420 мм стальными сварными муфтами»;

-«Методические рекомендации по оценке разгружающей способности защитных конструкций».

На основе последних рекомендаций выполнено расчётное обоснование способа ремонта трубопровода деформированного изгибом по патенту РФ №2137343, что при ремонте газоконденсатопровода DH=530 мм «Вуктыл - Торжок» обеспечило экономический эффект 250 тыс. рублей. Ведомственный руководящий документ ВРД 39-1.10-063-2002 рекомендован в системе ОАО «Газпром» для оценки опасности вмятин и гофр и выбора способа ремонта. Стандарты предприятий по стеклопластиковым и стальным муфтам рекомендуются при выборочном и капитальном ремонте дефектных участков линейной части магистрального газопровода в ООО «Севергазпром». Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на III научно-технической конференции "Методы решения прикладных задач механики твёрдого тела" (г. Днепропетровск, 1988г.), на III Всесоюзной конференции по нелинейной теории упругости (г. Сыктывкар, 1989г.), на XXIV и XXV Международных научно-технических совещаниях по проблеме прочности двигателей (г. Москва, РАН, 1992г., 1994г.). Автор выступал с докладами на XXVIII (г. Вологда, 1992г.), на XXX (г. Новгород, 1994г.) Межреспубликанских семинарах "Актуальные проблемы прочности", а также на I Международной конференции "Актуальные проблемы прочности" (г. Новгород, 1994г.). Отдельные результаты работы обсуждались в ходе научно-технической конференции "Проблемы развития газодобывающей и газотранспортной систем" (г. Ухта, 1995г.), на XIV Международной конференции по физике прочности и пластичности материалов (г. Самара, 1995 г.) и на II Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (г.

Москва, МГТУ, 1994г.). Практические исследования по теме диссертации обсуждены на Международной 51й НТК, посвященной Белорусской Государственной политехнической академии (г. Минск, 1995г.), на I Международной конференции "Научно-технические проблемы прогнозирования надёжности и долговечности металлических конструкций и методы их решения" (г. Санкт-Петербург, 1995г.), на Всероссийской научно-технической конференции "Химия, технология и экология переработки природного газа" (г. Москва, ГАНГ, 1996г.) и на Международной конференции "Проблемы освоения Тима-но-Печорской нефтегазоносной провинции" (г. Ухта, 1998г.). Результаты теоретических работ представлены на XVI Международной конференции по математическому моделированию в механике деформируемых тел (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на III и IV Международных конференциях "Научно-технические проблемы прогнозирования надёжности и долговечности металлических конструкций и методы их решения" (г. Санкт-Петербург, 1999г, 2001г.). Доклады по ряду, решённых автором научно практических задач отрасли, заслушаны на научно-технической конференции "Европейский север России. Проблемы освоения и устойчивого развития." (г. Ухта, 1999г.), на II Региональной научно-технической конференции "Актуальные проблемы геологии нефти и газа" (г. Ухта, 1999г.), на I Международной конференции "Техническое обслуживание и ремонт линейной части газопроводов" (Словакия, октябрь 2000г.), на IV Международном семинаре "Современные проблемы прочности им В.А. Лихачёва" (Великой Новгород, 2000г.), XXXVI Международном семинаре "Актуальные проблемы прочности" (г. Витебск, 2000г.), на 4й научно-технической конференции, посвященной 300-летию инженерного образования в России "Актуальные проблемы состояния нефтегазового комплекса в России" (г. Москва, РГУ нефти и газа, 2001г.), на конференции « Новые технические решения при ремонте, реконструкции и строительстве линейной части магистральных газопроводов и газораспределительных станций» (Волгоград, май 2002г.).

Основное содержание диссертации отражено в 39 работах, включающих два патента на изобретение, три обзора по теме диссертации, 32 научных статьи и 3 нормативных документа. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, приложения и списка литературы. Каждая глава сопровождается выводами, в заключении сформулированы основные результаты работы. Общий объём диссертации 224 страниц, приложение 9 страниц; в том числе 32 таблицы и рисунков и библиография из 228 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Шарыгин, Александр Михайлович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Разработана методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности труб магистральных газопроводов, содержащих локальные дефекты стенок и геометрические несовершенства по безвырезной технологии, учитывающие геометрические размеры дефекта (тип и вид, площадь проекции, остроту концентрации, глубину залегания), размеры трубы и обечайки усиливающей конструкции, физико-механические характеристики трубной стали и материала обечайки защитного устройства, а также величину рабочего давления.

2. Разработана и апробирована методология оценки степени опасности геометрических нарушений формы и дефектов в стенках труб, базирующаяся на специально созданном многофакторном критерии оценки опасности повреждений и дефектов, компоненты которого определяются как на основе известных методик, так и вновь созданных:

- для вмятин и гофр эмпирических формулах и аналитических методах расчёта;

-для поверхностных линейно-протяжённых дефектов - на соотношениях, полученных на основе методов регрессионного анализа.

3. Осуществлены для защитных устройств и ремонтных технологий на основе анализа существующей системы восстановления несущей способности дефектных труб магистральных газопроводов ранжирование и классификация, позволяющие выполнить первый этап проектирования — выбор типа ремонтной конструкции.

4. Созданы методы прочностного расчёта муфт и защитных оболочечных конструкций, закреплённых на трубе линейного участка газопровода, на основе теории осе симметричных цилиндрических оболочек с применением оригинальных гипотез.

5. Исследовано влияние усиливающих конструкций и технологий ремонта на несущую способность дефектной трубы магистрального газопровода, рассматриваемые как сложная система «труба-дефект-муфта», что повышает адекватность расчётных оценок и обеспечило разработку критерия сопротивляемости отремонтированного дефектного участка газопровода.

6. Выполнена экспериментальная апробация критерия оценки опасности дефектов и критерия сопротивляемости отремонтированного дефектного участка газопровода.

7. На основе исследований:

- разработан и утвержден ведомственный руководящий документ по оценке работоспособности и отбраковке труб с вмятинами и гофрами (ВРД 391.10-063-2002) с участием автора, разрешающий либо дальнейшую эксплуатацию, либо ремонт труб магистрального газопровода с геометрическими нарушениями формы в виде вмятин и гофр по безвырезной технологии;

- получен экономический эффект в 250 тыс. рублей за счёт безостановочного ремонта изогнутого дефектного участка газоконденсатопровода, выполненного защитной оболочечной конструкцией, созданной на основе разработанных методов расчёта на прочность;

- разработан и утверждён стандарт предприятия по методам ремонта дефектных участков газопроводов диаметром 1200-И 420 мм стеклопласти-ковыми муфтами с резьбовой затяжкой.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Шарыгин, Александр Михайлович, Москва

1. Анучкин М.П., Горицкий В.Н., Мирошниченко Б.И. Трубы для магистральных трубопроводов.-М.: Недра, 1986, 231с

2. Харионовский В.В., Курганова И.Н. Надёжность трубопроводных конструкций: теория и технические решения. Серия "Топливно-энергетический комплекс: актуальные проблемы".-М.: ИНЭИ РАН, Энергоцентр, 1995 124с.

3. Красовский А .Я., Красико В.Н. "Трещиностойкость сталей магистральных трубопроводов". Киев.: Наукова думка, 1990, 173с.

4. Харионовский В.В. Надёжность и ресурс конструкций газопроводов. -М.:Недра, 2000, 407с.

5. Шарыгин A.M. Повышение надёжности и прочности магистральных газопроводов, ослабленных дефектами механо-коррозионного и сварочного характера. // Аннотированный сборник конкурсных работ аспирантов и специалистов РАО "Газпром". -М.: ВНИИГаз, 1998, с.16-17.

6. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике. М.:Стройиздат, 1961. 202 с.

7. Ржаницын А.Р. Теория расчёта строительных конструкций на надёжность. М.: Стройиздат, 1978. - 239 с.

8. Аугусти Г., Барратта А., Кашиати Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании :Пер.с англ.М.:Стройиздат, 1988, 584 с.

9. Иванцов О.М. Надежность строительных конструкций магистральных га-зопроводов.-М.:Недра, 1985, 231 с.

10. Завойчинский Б.Н. Долговечность магистральных и технологических трубопроводов.Теория ,методы расчета, проектирование.-М.:Недра, 1992.-271 с.

11. Бородавкин П.П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве.-М.: Недра, 1976, с. 224.

12. Бородавкин П.П. Подземные магистральные трубопроводы. М.: Недра, 1982.-384с.

13. Бородавкин П.П., Синюков A.M. Прочность магистральных трубопроводов.-М. :Недра, 1984, 246 с.

14. Айнбиндер А.Б. Расчёт магистральных промысловых трубопроводов на прочность и устойчивость: Справочное пособие. М.: Недра, 1991. -287с.

15. Айнбиндер А.Б., Камерштейн А.Г. Расчеты магистральных трубопроводов на прочность и устойчивость.-М.:Недра, 1982,343 с.

16. Муштари Х.М. Об упругом равновесии тонкой оболочки с начальными неправильностями в форме срединной оболочки.//Прикладная математика и механика. Том XV,1951.-N6,c.73-75.

17. Гайдученко А.П., Деменков А.Ф. Экспериментальное исследование деформирования и несущей способности упругопластических цилиндрических оболочек с начальными несовершенствами формы .//Проблемы прочности.-1987.-N7,c.74-76.

18. Гайдученко А.П., Гудрамович B.C., Деменков А.Ф.Экспериментальные исследования влияния начальных отклонений формы на несущую способность цилиндрических оболочек.// Прочность и надёжность сложных систем. Киев.: Наук, думка, 1979. - с. 19-26.

19. Болотин В.В. Объединенные модели в механике разрушения.//Изв. АН СССР. МТТ.1984. №3.с. 127-137.

20. Болотин В.В. Объединенная модель разрушения композитных материалов при длительно действующих нагрузках.//Механика композитных материа-лов1981.№1.с. 405-420.

21. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчёт элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1990. - 448с.

22. Черепанов Г.П., Ершов JT.B. Механика разрушения.-М.: Машиностроение, 1977, с.224.

23. Партон В.З., Борисковский В.Г. Динамика хрупкого разрушения. М.: Машиностроение, 1988, с. 240.

24. Sechier Е.Е., Williams M.L., The critical crack length in pressurized monocoque cylinders. 1959.Final Report GAL CIT 90. California Inst. Of Tech.

25. Folias E.S. An axial crack in a pressurized cylindrical shell .Intern. J. Fracture Mech., 1965, 1, p.20-46.

26. Copley L.G., Sanders J.L. Longitudinal crack in a cylindrical shell. Intern. J. Fracture Mech., 1969, 5, p. 117-131.

27. Duncan M.E., Sanders J.L. The effect of a circuimferential stiffness on the stress in a pressurized cylindrical shell with a longitudinal crack. Intern. J. Fracture Mech., 1969, 5, p.133-155.

28. Панасюк B.B. , Савчук М.П., Дацышин А.П. Распределение напряжений около трещины в пластинах и оболочках. Киев.: Наук. Думка, 1976.- с.144.

29. Савчук М.П., Солтыс И.Ф. Температурные напряжения в цилиндрической оболочке с трещиной./ ИМ, 1974, 10, 11, с. 112-116.

30. Орыняк И.В. Расчет давления вязкого разрушения трубы с осевой сквозной трещиной. // Проблемы прочности, 1993, №4, с. 39-49.

31. Орыняк И.В., Тороп В.М. , Бородий М.В. Вязкое разрушение трубы с трехмерным прямоугольным дефектом. // Проблемы прочности, 1995, №9, с. 55-66.

32. Орыняк И.В. и др. Применение модели вязкого разрушения туб осевыми дефектами для анализа результатов натурных экспериментов. // Проблемы прочности, 1996, №6, с. 5-15.

33. Sharygin A.M., Sharygin V.M. Numerical analysis of the influence of corrosion defects on the strength of pipelines Journal of Machinery Manufacture and Reliubility, 1999, №4, pp.46-48.

34. Sharygin A.M., Sharygin V.M. Statistical models of strength evaluation of pipes, weakened by defects of axial orientation. Journal of Machinery Manufacture and Reliubility, 2000,№2, pp.110-113.

35. Sharygin A.M., Sharygin V.M. A practical method of calculation of displacement and stress in gas pipeline goffering and dents. Journal of Machinery Manufacture and Reliubility, 2001,№1, pp.97-102.

36. Новые подходы к планированию ремонта и диагностики магистральных газопроводов. Будзуляк Б.В., Халлыев Н.Х. и др. М.: ИРЦ Газпром, 1999, 66с.

37. Ковех В.М., Нефедов С.В., Силкин В.Н. Локальные критерии разрушения элементов трубопроводов с трещиноподобными дефектами.// Проблемы ресурса газопроводных конструкций. — М.: ВНИИГаз, 1995,с. 109 —120.

38. Ковех В.Н., Нефедов С.В., Силкин В.М. Общий алгоритм расчёта трубопроводов с локальными дефектами //Проблемы ресурса газопроводных конструкций. -М.: ВНИИгаз,1995, с. 120-128.

39. Руководство по анализу внутритрубной инспекции и оценке дефектов ВРД 39 1.10 - 001 - 99.М.: ОАО «Газпром», 1999,17 с.

40. Руководящий документ по технологии сварки труб при производстве ремонтно-строительных работ на газопроводах. РД 558-97.М:ВНИИГАЗ, 1997,108с.

41. Никитин А.А., Прокофьева Г.В., Рождественский В.В., Черний В.П. Оценка степени влияния дефектов стенок труб на снижение прочности магистральных трубопроводов. -М.: ВНИИСТ, 1982, 256с.

42. Ремизов Д.И. Влияние овальности поперечного сечения трубы на напряжённое состояние //Проблемы ресурса газопроводных конструкций. М.: ВНИИГАЗ, 1995. с. 128-131.

43. Лизин В.Т., Пяткин В.А. Проектирование тонкостенных конструкций. М.: Машиностроение. 1976. 408 с.

44. Стасенко И.В. Расчёт трубопроводов на ползучесть. М.: Машиностроение, 1986, 256с.

45. Ремизов Д.И. Исследование напряжённо-деформированного состояния трубопроводов, имеющих дефекты геометрии сечения // Проблемы надёжности конструкций газотранспортных систем.М.:ВНИИГА3.1998.с.123-129.

46. Дедиков Е.В., Клишин Г.С., Селезнев В.Е., Алешин В.В,, Харионовский В.В., Курганова И.Н. Расчет прочности криволинейных трубопроводов с эрозионными дефектами. // Газовая промышленность. 1999. №2. с. 31-33.

47. Березин В.Л., Шутов В.Е. Прочность и устойчивость резервуаров и тру-бопроводов.М. :Недра, 1973.200с.

48. Прочность. Устойчивость. Колебания. Справочник. Т.2/Под ред.И.А.Биргера и Я.Г.Пановко.М.:Машиностроение,1968.

49. Крамской В.Ф., Пуртов А.Б. Разработка методики расчёта остаточных напряжений в сварном стыке труб, имеющих овальность // Известия Вузов. Нефть и газ.1998,№2.с.70-85.

50. Никитин А.А. Напряжённое состояние трубопровода в околостыковой области, определяемое начальной овальностью труб // труды ВНИИСТ.-М.: вып.32, 1976, с.5-13.

51. Прокофьев В.В., Пуртов А.Б., Иванов В.А. Напряжённо-деформированное состояние оболочки трубопроводов с дефектом геометрической формы // Известия Вузов. Нефть и газ, 1999, №1, с.56-62.

52. Гумеров А.Г.,Гумеров К.М.,Росляков А.В. Разработка методов повышения ресурса длительно эксплуатирующихся нефтепроводов./Транспорт и хра-нениенефти.-М. :ВНИИОЭНГ, 1991,83с.

53. Черний В.П. Деформации и напряжения в магистральном газопроводе в области вмятины // Надёжность и диагностика газопроводных конструкций.-М.: ВНИИГаз, 1996, с.1-13.

54. Черняев К.В., Васин Е.С. и др. Оценка прочности труб с вмятинами по данным внутритрубных профилемеров // Трубопроводный транспорт нефти. 1996.№4.с.8-12.

55. Бусыгин Т.Н.,Захаров М.Н.,Лукьянов В.А.,Пудяков B.JI. Оценка работоспособности участков нефтепродуктопроводов с дефектами труб.//Транспорт и хранение нефтепродуктов.-1997.-N7.-c. 14-18.

56. Альшанов А.П., Гусак В.Д., Велиюлин И.И. Критерий предаварийного состояния труб, поврежденных коррозией. -М., 1990. -с. 12-15. (Экспресс-информация. Сер. «Транспорт и подземное хранение газа». Вып.З.).

57. Даффи А., Эйбер Р., Макси У. О поведении дефектов в сосудах давления. // Новые методы оценки сопротивления материалов хрупкому разрушению. -М: Мир, 1972. -с. 301-322.

58. Hisoy D.T., Kiefner J.F. Pressure calculation for corroded pipe developed. / Oil and Gaz J 1992. - 90, №42. c. 84-89.

59. Kim H.O. Model simplifies estimate of bending strength in corroded pipe. // Oil and Gaz J. 1993.-91. №16. c. 54-58.

60. Шахматов M.B., Ерофеев B.B. Гумеров K.M., Игнатьев А.Г., Распопов А.А. Оценка допустимой дефектности нефтепроводов с учетом их реальной на-груженности. // Строительство трубопроводов. 1991. №12. с. 37-41.

61. Алероев Б.С. К вопросу определения напряженно-деформированного состояния трубопровода с пространственными и плоскими дефектами. // Проектирование и сооружение нефтепромысловых объектов. 1994. №9.с.28-30.

62. Купершляк-Юзефович Г.М., Разумов Ю.Г. Расчет разрушающего давления в газопроводах, поврежденных коррозийным растрескиванием под напряжением. // Строительство трубопроводов. 1996. №6. с.17-18.

63. Гутман Э.М., Султанов М.Х. и др. Вероятностный подход к определению допустимого уровня концентрации напряжений в металле труб магистральных нефтепроводов. -М., 1981. -с.11-13. / РНТС. Сер. «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов». Вып.2.

64. Инструкция по классификации стресс-коррозионных дефектов по степени их опасности. М.: Газпром. 1997. 47 с.

65. Методические рекомендации по количественной оценке состояния магистральных газопроводов с коррозионными дефектами, их ранжирование по степени опасности и определению остаточного ресурса.-М.: Газпром, ВРД 39-1.10004-99,2000, 51с.

66. Хан Г., Саррат М.,Розенфильд А. Критерии распространения трещин в цилиндрических сосудах давления. // Новые методы оценки сопротивления хрупкому разрушению. М.: Мир, 1972, с. 272 - 300.

67. Даффи А.Р., Мак Клур Дж.М., Эйбер Р. Дж., Макси У.А. Расчёт конструкций на хрупкую прочность.// Разрушение. Т.5 М.: Машиностроение, 1977, с. 146-209.

68. Shannon R.W.E. The failure of line pipe defects.// The International Journal of Pressure Vessels and Piping. 1974.V.2.№4.P.243-255.

69. Заец А.Ф. Исследования участка газопровода, имеющего дефекты. // Проблемы надежности конструкций газотранспортных систем. М.: ВНИИГАЗ, 1998. с. 179-183.

70. Зайцев М.Д. и др. Экспериментальное исследование сопротивления усталости натурного участка газопровода с поверхностными повреждениями. //Проблемы надежности конструкций газотранспортных систем. М.: ВНИИГАЗ, 1998. с. 157-164.

71. Прочность труб магистральных трубопроводов (По данным исследований, выполненных в Советском Союзе и США). Под ред. М.П. Анучкина, ЦНТИ Газпрома СССР, 1965 г.

72. Миланчев B.C. Оценка работоспособности труб при наличии концентрации напряжений // Строительство трубопроводов, 1984, №2, с.23-25.

73. Фокин М.Ф., Никитина Е.А., Трубицын В.А. Оценка работоспособности нефтепроводов с локальными поверхностными дефектами.-М., 1986.-50с.-(Обзор.информ.//ВНИИОЭНГ.Сер."Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов".-Вып.5.).

74. Бордубанов В.Г. Несущая способность трубы со сложным поверхностным повреждением // Строительство трубопроводов, 1988, №10, с.30-32.

75. Бордубанов В.Г. Инженерный метод расчёта концентрации напряжений в пластической области.//Машиностроение, 1985 №1 ,с. 57-62.

76. Фокин М.Ф., Трубицын В.А. Экспериментальное исследование с целью определения остаточного ресурса труб с дефектами геометрии // Трубопроводный транспорт нефти. 1996.№4.с.13-16.

77. Мазель А.Г. Гобарев J1.A., и др. Муфтование локальных повреждений трубопроводов. //Газовая промышленность, 1997, №3, с.20-23.

78. Инструкция по освидетельствованию, отбраковке и ремонту труб в процессе эксплуатации и капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов /ВНИИГаз, Союзгазтехнология. М.:, 1991. - 22с.

79. Велиюлин И.И. Совершенствование методов ремонта газопроводов. М.: Нефть и газ, 1997. 224с.

80. Кифнер Д.Ф. Ремонт дефектов трубопроводов полноохватывающими муфтами. // The Welding Journal, июнь 1977.

81. Кифнер Д.Ф., Мехью В.А. испытания для обоснования техники ремонта трубопроводов муфтами. // Oil and Gas Journal. Август 28, 1989.

82. Применение сварки при устранении дефектов на действующих трубопроводах. Майский А.А., Гумеров А.Г. и др. М.: ВНИИОЭНГ. Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов., 1982. №14. - 52с.

83. Мазель А.Г., Гобарев JI.A., и др. Работоспособность сварных муфт для ремонта дефектов трубопроводов под давлением. // Строительство трубопроводов, 1996, №1, с. 16-22.

84. Мазель А.Г., Гобарев J1.A., Нагорнов К.М., Рыбаков А.И. Сварные муфты для ремонта трубопроводов. // Газовая промышленность, 1996, №9-10, с.55-57.

85. Ермаков А.А., Клюк Б.А., Поляков В.Г., Окромчедлов М.М. Ремонт дефектов труб с использованием бандажа. // Газовая промышленность, 1989, №8, с.58-ь60.

86. Система ремонта дефектов трубопроводов фирмы PLP (Канада). Ревизия 25 августа 1994 г., Руководство.

87. Кенегесов Ю.Т., Шишко В.А., и др. Ремонт дефектов газопровода Уренгой-Ужгород с применением муфт. // Строительство трубопроводов, 1996, №6, с.3-5.

88. Тарабрин Г.Г., Осипов В.А., Фокин М.Ф. Определение эффективности укрепления дефектных участков нефтепроводов с помощью герметичных бандажей. / НТИС. Сер. Нефтепромысловое дело и транспорт нефти. — 1984. -Вып.12. с.22-25.

89. Велиюлин И.И., Лобанов В.П., и др. Анализ ликвидации свищевых повреждений под давлением газа. Экспресс информация. Сер. Транспорт и подземное хранение нефти и газа. - М.: ИРЦ Газпром, №5, 1994. с. 12-18.

90. Велиюлин И.И., Покровский С.В., и др. О ликвидации свищевых повреждений на газопроводах. / НТС. Сер. Транспорт и подземное хранение газа. М.: ИРЦ Газпром, №2, 1997. с.3-9.

91. Салюков В.В., Велиюлин И.И., и др. Обнаружение и ликвидация сквозных дефектов газопроводов. М.: ООО "ИРЦ Газпром", НТС Ремонт трубопроводов, №1-2, 2000, с. 11-20.

92. Шарыгин A.M. Защитные конструкции для дефектосодержащих участков магистральных газопроводов./ Сер. Транспорт и подземное хранение газа.- М: ООО «ИРЦ Газпром», 2001,с.68.

93. Оснастка магнитная опытная. Справочные материалы. М.: АО "ИНЦ ТЭМП", 1996. 16с.

94. Устройство для ремонта зон утечек трубопроводов. заявка Великобритании №2143001. - опубл. 30.01.85.

95. Зажим для ремонта трубы: Патент США №4606377. опубл. 19.08.86.

96. Устройство для устранения течи в трубопроводе. — А.С. №1702068 (СССР). 1991. бюлл. №48.

97. Устройство для устранения течи в трубопроводе. АС. №1078181 (СССР). - 1984. бюлл №9.

98. Матвеев Ю.Н., Моношков А.Н., Лупин В.А., Пустин Н.А. Определение предельного давления для бандажированных труб. // Строительство трубопроводов, 1970, №2, с. 184-20.

99. Матвеев Ю.Н., Моношков А.Н., Лупин В.А., Кутепова В.Н. Прочность бандажированных труб. // Производство сварных и бесшовных труб. 1971. -Вып. 13. - с.23-28.

100. Смирнов А.И., Першин А.С. Уменьшение хрупких разрушений магистральных трубопроводов. // Строительство трубопроводов, 1975, №11, с.35-36.

101. Пермяков Н.Г., Ращепкин К.Е., Лупин В.А. Бандажирование магистральных трубопроводов. / ВНИИОЭНГ. Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. М., 1979. - 47с.

102. Хретинин И.С., Трофимов Г.А. Новые устройства для бандажирования участков действующих трубопроводов. / НТС Ремонт трубопроводов.-М.: "ИРЦ Газпром", 1999, №4, с.6-12.

103. Je control intratube des pipelines: defants g'conutrignos, Mocquart J. -"Petrole et tech." 1984. - №310, .31-32.

104. Брайан Хок. Ремонт трубопроводов с помощью патрубка, заполненного эпоксидной смолой. // Нефтегазовые технологии, 1997, №6, с.25-28.

105. Corder I. Repairing transmission pipelines by epoxy-filled shells: the safest, best and cheapest methods, "IGE 58 th Autumn meeting, London, November 1992.

106. Corder I., and Dz. P. Hopkins. The repair of pipeline defects using epoxy-filleds sleere repair, AGA 7th Symposium on line pipe reseach, Houston, September 1993.

107. Метод ремонта трубопроводов путём установки на них муфт, заполненных эпоксидной смолой. // Трубопроводный транспорт нефти, 1996, №2, с.43-44.

108. Коррозия трубопроводов и их ремонт. // Защита от коррозии и охрана окружающей среды, 1998, №3, с.20-21.

109. Черняев К.В., Васин Е.С. Результаты прочностных испытаний труб, отремонтированных по композитно-муфтовой технологии. // Трубопроводный транспорт нефти, 1998, №3, с.4-8.

110. Савватеев А.Н., Белкин А.А. О "методике ремонта дефектных участков нефтепроводов по результатам внутритрубной диагностики." // Трубопроводный транспорт нефти, 1998, №6, с.37-39.

111. Восстановление эксплуатационных параметров магистральных трубопроводов. / Будзуляк Б.В., Халлыев В.Г., и др. М.: ИРЦ Газпром, обз. Информ. Транспорт и подземное хранение газа. 1999. С.80.

112. Новая техника. // Нефтегазовые технологии. 1997, №2.

113. Временный руководящий документ по проведению ремонтных работ с применением клея "Монолит" на объектах газовой промышленности. М.: ВНИИГаз, 1996. 24.с.

114. Галиуллин З.Т., Розов Н.В., Велиюлин И.И., Голенко Ю.В., и др. Анализ стресс-коррозионных трещин и возможные методы их ремонта. Научно-технический сборник. Серия : "Транспорт и подземное хранение газа". М.: ИРЦ Газпром, №5, 1996. с.3-12.

115. Руководящий документ по применению материалов фирмы "Порсил ЛТД" для ремонтных работ. ВРД 39-1.10-013-2000.М.: ОАО "ГАЗПРОМ", ООО "ГАЗНАДЗОР", ООО "ИРЦ ГАЗПРОМ", 2000. с.43.

116. Фатихов В.А. Новые материалы и технологии для ремонта магистральных трубопроводов и оборудования. — М.: ООО "ИРЦ Разпром", НТС Ремонт трубопроводов, №3, 1999, с.3-6.

117. Ремонт дефектов и повреждений в трубопроводах путём намотки ленты из композитного материала. // Трубопроводный транспорт нефти, 1997. №1.

118. Халлыев Н.Х., Абасова Т.Н. Опыт ремонта трубопроводов в США и Канаде. М.: ООО "ИРЦ Газпром", НТС Ремонт трубопроводов, №3, 1999, с. 1422.

119. Мирошниченко Б.И., Гердов Н.Г. Ремонт газопроводов композитными материалами. М.: ООО "ИРЦ Газпром", НТС Ремонт трубопроводов, №4, 1999, с.3-6.

120. Салюков В.В., Велиюлин И.И., Голенко Ю.В. Отечественные ремонтные комплекты из полимерных композитных материалов. М.: ООО "ИРЦ Газпром", НТС Ремонт трубопроводов, №1,2, 2000, с.48-51.

121. Мирошниченко Б.И., Аладинский В.В., Маханев В.О., Мельников В.Л. Восстановление несущей способности магистральных нефтепроводов с помощью композитных материалов. // III Международная конференция "Безопасность трубопроводов", М., 1999.

122. Никольс Р. Конструирование и технология изготовления сосудов давления. -М.: Машиностроение, 1975. 464с.

123. Методы восстановления несущей способности линейной части магистральных нефтепроводов. / ВНИИОЭНГ. Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. М., 1986. - №13. - 35с.

124. Алексеев А.И. Кольцевые напряжения в подводном трубопроводе типа «труба в трубе».// Строительство трубопроводов, 1976, №6, с. 14—15.

125. Нетребский М.А., Сигидаев Ю.М.,Раевский Г.В. Оптимальные предварительные напряжения в многослойных трубах.// Прикладная механика , т.7, № 9, 1971, с.116-120.

126. Моношков А.Н., Лупин В.А., Кутепова В.И. К оценке прочности банда-жированных труб. // Проблемы прочности, 1972, №2, с. 111-114.

127. Смирнов А.И. Об эффективности бандажирования труб и цилиндрических сосудов. // Проблемы прочности, 1983, №12, с.77-79.

128. Заварухин В.Ю., Остсемин А.А. К расчёту предельного состояния банда-жированных труб. // Проблемы прочности, 1990, №1, с.76-81.

129. Остсемин А.А., Заварухин В.Ю. Прочность бандажированного нефтепровода при наклонной намотке. // Проблемы прочности, 1990, №11, с. 100-105.

130. Кордер И. Ремонт магистральных трубопроводов муфтами, заполненными эпоксидной смолой, как надёжный, наилучший и дешёвый метод. 58 осенний симпозиум IGE 24-25 ноября 1992г., Лондон.

131. Контроль и ремонт дефектов стальных трубопроводов (для давлений больше 7 бар). Британский стандарт BGC/PS/PII, декабрь 1983г.

132. Инструкция по ремонту дефектных труб магистральных газопроводов полимерным и композитным материалами. ВСН 39-1.10-001-99.М.: ОАО "ГАЗПРОМ", ПО "Спецнефтегаз", ВНИИГаз, ИРЦ ГАЗПРОМ, 2000. с. 15.

133. Будзуляк Б.В., Дедешко В.Н. и др. Формирование концепции ремонта линейной части магистральных газопроводов ОАО "Газпром". М.: ООО "ИРЦ Газпром", НТС Ремонт трубопроводов, №1-2, 1999, с.4-17.

134. Макаров Г.И., Шарыгин A.M. Оценка отрицательного влияния очагов ослаблений на участках магистральных газопроводов и эффективности их ремонта защитными конструкциями./Сер.Транспорт и подземное хранение газа.-М:000»ИРЦ Газпром»,2001,с.52.

135. Шарыгин A.M.Дефекты в магистральных газопроводах./Сер.Транспорт и подземное хранение газа.-М.:000"ИРЦ Газпром",2000,с.50.

136. СНиП -42-80* Магистральные трубопроводы. Минстрой РФ. М.: ГУЦПП, 1997, 74с.

137. Шарыгин В.М. Оценка предельного состояния трубопровода по гофрооб-разованию. Э-И. Сер. Транспорт и подземное хранение газа. Вып.6.-М.: ВНИИЭГазпром, 1990, с. 11-15.

138. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М. Влияние вмятин на прочность нефтепроводов // III международная конференция "Научно-технические проблемы прогнозирования надёжности и долговечности конструкций и методы их решения", -Санкт-Петербург., 1999.

139. Шарыгин A.M. Нелинейно-упругий анализ деформаций нефтегазопроводов. // Известия вузов. Нефть и газ, 1998, №6, с.95-98.

140. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М. Практический метод расчёта перемещений и напряжений в гофрах и вмятинах газопроводов // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2001. №1, с.28-133.

141. Инструкция по оценке работоспособности и отбраковке труб с вмятинами игофрами. ВРД 39-1.10-063-2002-09-09.М: ОАО «Газпром», 2002, 23 с.

142. Шарыгин A.M. Модифицированный метод расчёта перемещений и напряжений в гофрах и вмятинах газопроводов.// Проблемы машиностроения и надёжности машин, 2001, № 6, с. 104 -110.

143. Захаров М.Н., Лукьянов. Прочность сосудов и трубопроводов с деформациями стенок в нефтегазовых производствах. -М.: Нефть и газ, 2000, 216с.

144. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М. Численный анализ влияния коррозионных дефектов на прочность трубопроводов. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1999. №4. с. 55-58.

145. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М. Численный анализ концентраторов напряжений в дефектных зонах трубопроводов. // Международная конференция им. Д.Г. Успенского. 4. II. Проблемы освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Ухта, 1998. с. 117-118.

146. Шарыгин A.M. Применение метода конечных элементов к решению одномерных и двумерных задач механики твёрдого тела // Учебное пособие / Пермский ун-т, Ухта, 1989. 92с.

147. Шарыгин A.M. Программа "Sigma 77" для расчёта осесимметричных тел на прочность методом конечных элементов. // Сб. алгоритмов и программ Запорожского гос. ун-та, 1991. 10с.

148. Шарыгин A.M. Определение узловых сил в элементах при действии поверхностной и объёмной нагрузок для осесимметричной и плоской задач территории упругости. // Проблемы прочности, Киев, №8, 1983, с.

149. Шарыгин A.M. Определение долговечности стержневых конструкций методом конечных элементов с учётом геометрической нелинейности. // Штья Всесоюзная конференция по нелинейной теории упругости. Сыктывкар,

150. Шарыгин A.M. Анализ методом конечных элементов при больших перемещениях. // Материалы XXVIII Международного научного семинара "Актуальные проблемы прочности". Вологда , 1992, с.

151. Шарыгин A.M. Конечно элементный анализ деталей ДВС на базе модифицированных конечных элементов. / XXIV научное совещание по проблемам прочности двигателей. РАН, Москва. 1992, с.37-38.

152. Шарыгин A.M. Нелинейный анализ МКЭ прочности составных конструкций. // международная конференция "Актуальные проблемы прочности". Новгород, 1994, с.107-108.

153. Шарыгин A.M. Нелинейный конечноэлементный анализ прочности составных конструкций. // Материалы IIой международной НТК "Актуальные проблемы фундаментальных наук", М.: МГТУ, 24-28 января, 1994, Том 2.2, С.Е21-Е24.

154. Шарыгин A.M. Модифицированный вариант метода конечных элементов при расчёте деталей осесимметричной формы. // Материалы XXX Межреспубликанского научного семинара "Актуальные проблемы прочности", Новгород, 1994, с.115-116.

155. Шарыгин A.M. Конечноэлементный анализ прочности составных конструкций с применением модифицированного стержневого элемента. // Межреспубликанский научный семинар "Актуальные проблемы прочности", Новгород, 1994, с.117-118.

156. Шарыгин A.M. Конечноэлементный анализ прочности ДВС с применением модифицированного стержневого элемента. / XXV Международное научно-техническое совещание по проблемам прочности ДВС. РАН, Москва, 1994, с.58.

157. Шарыгин A.M. Конечноэлементный анализ НДС стержнеподобных автомобильных конструкций с учётом геометрической нелинейности. / VI Международное научно-техническое совещание по динамике и прочности автомобиля. РАН, Москва, 1994, с.86.

158. Шарыгин A.M. Нелинейный конечноэлементный анализ конструкций при коррозионном воздействии. / Международная 51я НТК, посвящённая 75^°^ Белорусской Государственной политехнической академии. Минск, 1995, с.68-69.

159. Шарыгин A.M. Оптимальный вариант определения матрицы жёсткости при конечно элементном анализе конструкций осесимметричной формы. / XVI

160. Международная конференция по математическому моделированию в механике деформируемых тел. Санкт-Петербург, 1998, с.38.

161. Чепурский В.Н. Оценка долговечности линейных участков магистральных нефтегазопроводов // Трубопроводный транспорт нефти. 1997. №2. с. 17-20.

162. Нейбер Г., Хан Г. Проблема концентрации напряжений в научных исследованиях и технике. // Механика. 1967. №3. с. 96-112.

163. Гареев А.Г., Абдулин И.Г. Прогнозирование коррозионно-механических разрушений магистральных трубопроводов. // Нефть и газ. 1997. - №1, -с. 163165.

164. Шарыгин A.M., Кучерявый В.И. Вероятностный расчёт прочности магистральных трубопроводов // Труды II международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук". -М., 1994.

165. Шарыгин A.M., Кучерявый В.И. Оценка надёжности трубопроводов методами линейной механики разрушения.// Изв.Вузов. Строительство. — 1993. -№2. с.94-96.

166. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа., 1988. 259с.

167. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М. Статистические модели прочностной оценки трубопроводов, ослабленных дефектами осевой ориентации. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2000. №2. с. 125-129.

168. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М. Статистическая оценка факторов, определяющих прочность трубопроводов с дефектами.//Международная конференция Д.Г.Успенского.Ч.П.Проблема освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной конференции. Ухта, 1998,с.116-117.

169. Шарыгин A.M., Базарова И.А. Аппроксимация диаграмм трубных сталей // Сб. научн. тр. УГТУ, Ухта, 2000. №4. с. 67-69.

170. СниП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы. Нормы проектированиям. :Стройиздат, 1985.52 с.

171. Положение о технической диагностике линейной части магистральных газопроводов.-М. :ВНИИГаз, 1996.-35с.

172. Рекомендации по оценке работоспособности дефектных участков газопроводов Р51-31323949-42-99.М.ЮАО'Тазпром", 1998,67 с.

173. Захаров М.Н., Лукьянов В.А., Писаревский В.М. Оценка опасности локальных дефектов трубопроводов.//Нефтяное хозяйство.-1997.-N2-C.39-40.

174. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчёт деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975, 488с.

175. Ямалеев К.М., Абраменко Л.А. Деформационное старение трубных сталей в процессе эксплуатации магистральных нефтепроводов. // Проблемы прочности, 1989, №11, с. 125-128.

176. Сосновский Л.А., Воробьёв В.В. Влияние длительной эксплуатации на сопротивление усталости трубной стали. // Проблемы прочности, 2000, №6, с.44-53.

177. Гутман Э.М., Зайнулин Р.С., Шагалов А.Т. и др. Прочность газопроводных труб в условиях коррозионного износа. М.: Недра, 1984, с.75.

178. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М. Влияние несоосности труб на напряжённое состояние конструкций типа "труба в трубе". // Сб. научных трудов "Внедрение эффективных ресурсосберегающих технологий при строительстве трубопроводов". -М.: ВНИИСТ, 1989, с.10-13.

179. Шарыгин A.M., Ахтимиров Н.Д. Деформативные свойства конструкций типа "труба в трубе". // Сб. научных трудов "Строительство в сложных природно-климатических условиях крайнего севера". -М.: ВНИИСТ, 1991, с.33-36.

180. Шарыгин A.M., Шарыгин В.М. Деформативность и прочность конструкций типа "труба в трубе". // Сб. "Научно-технический прогресс в нефтегазовом строительстве. -М.: Инженерный информ. центр, 1991, №12, с.5-7.

181. Шарыгин A.M. Сопротивление поперечной нагрузке трёхслойной конструкции с эксцентричным расположением труб. // Сб. научных трудов Ухтинского индустриального института "Проблемы освоения природных ресурсов Европейского Севера". Ухта, 1994, с.42-45.

182. Шарыгин A.M., Какулия Ю.Б., Здоров B.C. Исследование напряжённого состояния трубопровода сжиженного и охлаждённого природного газа на опытном участке. // Сб. реф. НИР и ОКР "Нефтяная газовая и угольная промышленность". М.: 190, с.21-22.

183. Шарыгин A.M. Расчёт усиленного подземного перехода газонефтепроводов. // Известия вузов. Строительство. — Новосибирск, 1993, №2, с.42-44.

184. Шарыгин A.M. Ахтимиров Н.Д. Исследование прочностных характеристик трёхслойной конструкции перехода газопровода под автодорогой. // Газовая промышленность, М.: Недра, 1992, №8, с.35-36.

185. Шарыгин A.M. Ахтимиров Н.Д. Воздействие ударной нагрузки на подземный переход. // Строительство газопроводов. М.: Роснефтегазстрой, 1992, №11, с.28-29.

186. Шарыгин A.M., Шарыгин Ю.М. Устранение отрицательных последствий при обустройстве пересечений газопровода с автодорогами. // Всероссийская НТК "Химия, технология и экология переработки природного газа. М.: ГАНГ, 24-26 сентября, 1996, с. 103.

187. Шарыгин A.M. Расчёт перехода нефтегазопроводов под транспортными магистралями. // Народное хозяйство республики Коми. Воркута, 1993, №1, т.2, с.95-98.

188. Шарыгин A.M. Расчёт осесимметричных упругих тел при циклических нагрузках. // Известия Вузов. Машиностроение, №7, 1977, с.24-27.

189. Шарыгин A.M. Расчёт длинного полого цилиндра нагруженного массовыми силами // Известия вузов. Машиностороение. 1975, №8, с.169-171.

190. А.С. №1661536 (СССР). Способ прокладки подземного трубопровода. // A.M. Шарыгин, В.М. Шарыгин. Опубл. 07.07.91. Б.И. №33.

191. Патент №2062937 (Россия). Трубопровод под насыпью. // A.M. Шарыгин, Н.Д.Ахтимиров, В.Н. Лисин. опубл. 27.06.96. Б.И. №12.

192. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев.: Наукова думка, 1975, 704.С.

193. Тимошенко С.П. Пластинки и оболочки. -М.: Наука, 1966, 635с.

194. Гольденвейзер A.Jl. Теория упругих тонких оболочек.-М.: Наука, 1976,212с.

195. Колкунов Н.В. Основы расчёта упругих оболочек. -М.: Высшая школа, 1972,296с.

196. Филин А.П. Элементы теории оболочек. Ленинград.: Стройиздат, 1987, 384с.

197. Справочник по теории упругости. Под ред. П.М. Варвака. Киев.: Буди-вельник, 1971, 420с.

198. Способ ремонта трубопровода, деформированного изгибом. Патент РФ №2134373, F16 L55/10,55/18, опубл. 10.08.99, бюлл. №22.

199. Мальков В.М. Расчёт цилиндрической оболочки с косым срезом. // Исследования по теории упругости и пластичности. Изд-во ЛГУ. Сб.З. 1964. с. 146152.

200. Лихачёв В.А., Малинин В.Г. Структурно-аналитическая теория прочности. СПб.: Наука, 1993, 471с.

201. Какулия Ю.Б., Лихачёв В.А., Шарыгин A.M. Конечно-элементный анализ тел из материалов с эффектом памяти формы / XIV Международная конференция физики прочности и пластичности материалов. Самара, 1995, с.305-306.

202. Какулия Ю.Б. Шарыгин A.M. Конечно элементный анализ плоского напряжённого состояния для материалов с памятью формы. // Научные труды IV Международного семинара "Современные проблемы прочности им. В.А. Лихачёва". Великий Новгород. 2000, с.255-257.

203. Какулия Ю.Б., Шарыгин A.M. Численные решения двумерных задач для материалов с памятью формы. // Труды XXXVI Международного семинара "Актуальные проблемы прочности". Витебск, 2000, с.481-483.

204. Какулия Ю.Б., Шарыгин A.M. Изгиб пластины из материала с памятью формы. // Труды XXXVI Международного семинара " Актуальные проблемы прочности". Витебск, 2000, с.526-527.

205. Шарыгин Ю.М., Шарыгин A.M., Романцов С.В. Повышение прочности дефектных труб, усиленных композитными муфтами с болтовым соединени-ем./НТС Транспорт и подземное хранение газа.-М:ИРЦ Газпром, 2002, №3, с.29-35.

206. Харионовский В.В. Магистральные трубопроводы: Концепция конструкционной надёжности линейной части // Газовая промышленность. 1992. №2. с. 30-31.

207. Гусев А.С., Светлицкий В.А. Расчёт конструкций при случайных воздействиях. М.: Машиностроение, 1984. -240с.

208. Чистяков В.П. Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1982.-255с.

209. Харионовский В.В. Повышение прочности газопроводов в сложных условиях. Л.: Недра, 1990.-180с.

210. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990. -448с.

211. Черепанов Г.П. механика разрушения. М.: Наука, 1974. - 640с.

212. Бидерман В.Л., Мартьянова Г.В. Коэффициенты влияния для симметричного нагружения оболочек вращения и пределы применимости метода Штаер-мана-Геккелера.//Механика твёрдого тела. 1976. №5. с.53-59.

213. Бидерман В.Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика. М.: машиностроение, 1977. 488с.

214. Харионовский В.В., Черний В.П., Шарыгин A.M., Шарыгин В.М., Максютин И.В., Результаты исследований участков магистральных газопроводов с вмятинами и гофрами // Надёжность и ресурс газопроводных конструкций.- М.: ВНИИГАЗ, 2003, с.94-109.

215. Шарыгин В.М., Максютин И.В., Яковлев А .Я., Алейников С.Г. Усиливающий эффект композиционных муфт, применяемых для ремонта газопрово-дов./НТС Транспорт и подземное хранение газа.-М:ИРЦ Газпром,2002,№4. с.10-18.

216. Романцов С.В., Шарыгин A.M. Оценка усиливающего эффекта от установки стеклопластиковой муфты на участке магистрального газопровода с дефектами.// Проблемы машиностроения и надёжности машин, 2004, № 5, с. 104 -107.

Информация о работе

Шарыгин, Александр Михайлович
доктора технических наук
Москва, 2004
ВАК 25.00.19

Диссертация

Методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности труб магистральных газопроводов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Методология проектирования ремонтных конструкций для восстановления несущей способности труб магистральных газопроводов - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы