Введение к работе
Актуальность проблемы. Высокие темпы развития нефтегазовой промышленности и создание крупнейших в каїре магистральных нефтегазопроводов поставили перед наукой новые задачи обеспечения их эксплуатационной надежности. Высокая протяженность трансконтинентальных газовых магистралей, большое разнообразие природно-климатических условий их эксплуатации , применение различных конструктивных решений ставит целый комплекс проблем,которые требуют всестороннего исследования.
К магистральным трубопроводам,, как инженерным конструкциям, предъявляются высокие требования. Некоторые их участки, в дальнейшем именуемые сложными, например, прокладываемые в горных районах на оползневых склонах, на переходах через естественные и искусственные преграды, в местах стыковки грунтов с существенно различными характеристиками, воспринимают столь сложное сочетание нагрузок,что теоретическими методами их учесть не представляется возможным.
Для исследования напряженного и деформированного состояния сложных участков магистральных трубопроводов требуется разработка и применение прогрессивных методов неразрушаюшего определения напряжений в стенке трубы при любых сочетаниях нагрузок и воздействий.
Цель работа Повышение конструкционной надежности линейной части магистральных нефтегазопроводов путем создания и применения усовершенствованных средств и методик контроля напряженного состояния металла стенки трубы на наиболее сложных участках.
Основными задачами работы являются:
-
Исследовать условия эксплуатации магистральных трубопроводов на наиболее сложных участках в различных природно-климатических зонах.
-
Выполнить анализ приборных методов контроля нап-
ряженного состояния металла с целью решения проблемы разработки средств и методик исследования напряженного
состояния линейной части магистральных трубопроводов в сложных условиях.
3. Провести анализ методов и технических средств исследования напряженного состояния металла с целью их усовершенствования.
і. Провести лабораторные и стендовые испытания методов на различных трубных сталях.
-
Апробировать усовершенствованные средства контроля напряженного сосгояния металла стенки трубы в натурных условиях.
-
Разработать практические рекомендации по применению созданных средств контроля напряженного состояния трубопроводов.
Научная новизна. 1. Предложено использовать эффект акусто- и магнито-упрутости трубных сталей для создания приборов изучения и контроля напряженного состояния металла стенки трубы магистральных нефтегазопроводов .
-
Впервые определены показатели акусто- и магнитоа-низотропии трубных сталей.
-
Впервые установлена зависимость акусто- и магни-тоупругих характеристик наиболее широкоприменяемого сортамента трубных сталей от величины действующих напряжений.
-
Установлены закономерности деформирования различных зон сварного монтажного стыка трубопровода в Области пластичности, доказано, что они существенно отличаются.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Разработаны и апробированы методы контроля напряжений в стенке трубы магистрального трубопровода с учетом пре-дэксплуатационных и остаточных нагрузок от технологи-
ческих операций по сварке.
Усовершенствованы приборные средства магнитной и акустической тензометрии до уровня их пригодности к использованию в сложных трассовых условиях.
Исследована неоднородность пластических деформаций зоны монтажного стыка трубопровода.
Разработано на уровне изобретения устройство дистанционного управления сварочным током с целью снижения остаточных напряжений монтажных стыков, выполненных в трассовых условиях.
Изучена акуст'оаниэотропия трубных сталей. Впервые исследована магнитоупругость труб при изгибе и нагружении их внутренним давлением.
Разработана методика контроля напряженного состояния линейной части магистральных трубопроводов в сложных условиях с применением магнитно-акустических приборов.
Материалы исследований переданы для использования в УМГ "Прикарпаттрансгаз", трест "Западинтернефтегазстрой", УМГ "Львовтрансгаз", УМГ"Экспортгрансгаз", УМГ "Горькийт-рансгаэ" УМГ " Баштрансгаз", Годовой экономический эффект от применения комплексных мер по повышению конструкционной надежности наиболее опасных в эксплуатационном отношении участков составил более 200 тыс. рублей (до 1991г.). Апробация работы. Основные положения диссертационной работы' докладывались на техническом совещании в тресте "Западинтернефтегазстрой", УМГ "Прикарпатрансгаз", конференции ыолодых ученых и специалистов г.Уфа 1980г. и 1981г.,конференциях молодых ученых и специалистов г. Москва 1983 г. ,г. Тюмень, 1984 г. , г. Ивано-Сранковск- 1986 г. и 1992 г., г. Киев-1986 г., Всесоюзных конференциях по проблемам трубопроводного транспорта нефти и газа г. Ивано-Франковск- 1985 г. и т. Москва 1988 г., на республиканской научно-технической конференции "Диагностика трубопроводов" г. Кременчуг 1991 г.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в б-ти статьях и 5-ти отчетах по научно-исследовательской работе. Получено одно авторское свидетельство на
5 ,
изобретение.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 163 наименований и приложения. Содержит 185 страниц машинописного текста, 57 рисунков, 14 таблиц.