Одной из ключевых проблем в нефтегазодобывающей отрасли является защита трубопроводов от коррозии. В результате многолетних исследований предложен целый ряд решений этой задачи. В статье рассмотрены результаты исследований надежности и прочности соединения конус – раструб, изготовленного из труб, сваренных токами высокой частоты (ТВЧ), при воздействии нагрузок, моделирующих реальные условия эксплуатации трубопровода. Исследования выполнены для двух типоразмеров труб из стали марки 09ГСФ и 09Г2С, сваренных ТВЧ. Для оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) торца трубы, которое возникает в процессе изготовления соединения конус – раструб, выполнено моделирование процесса деформации конусной и раструбной частей, а также НДС самого соединения в зависимости от воздействия внешних факторов. Расчет и моделирование проводились в программном комплексе ANSYS. Установлено, что обжатие концов труб (изготовление конусов) и их раздача (изготовление раструбов) не создает опасного остаточного НДС. Моделирование показало, что при деформации не возникает трещин или разрушения металла труб. Выполнено моделирование воздействия эксплуатационных нагрузок на соединение конус – раструб. На основании выполненных расчетов сделан вывод, что исследуемые соединения способны обеспечить надежную эксплуатацию трубопровода при нагрузках, эквивалентных нормальным условиям эксплуатации обычных труб. Для подтверждения полученных результатов проведен комплекс стендовых испытаний. Последним этапом комплексной оценки прочностных характеристик соединения конус – раструб стало исследование образцов после эксплуатации в промысловых условиях. Соединения эксплуатировались в составе нефтесборного трубопровода на одном из месторождений в Западной Сибири. Полученные результаты свидетельствует о герметичности и надежной защищенности концов труб от проникновения транспортируемой среды в соединение рассмотренного типа. Сделан вывод, что технология изготовления соединения конус – раструб обеспечивает сохранение вязкопластических свойств металла трубы в деформированной зоне. Внутреннее защитное покрытие при соединении конус – раструб создает надежную защиту от развития коррозионных процессов, что гарантирует безаварийную эксплуатацию трубопровода.
Список литературы
1. Родомакин А.Н. Совершенствование технологий монтажа нефтепромысловых трубопроводов без применения сварки: автореф. дис. ... канд. техн. наук. – Уфа, 2010. – 28 с.
2. Новиков С.В. Перспективы развития методов защиты сварных швов трубопроводов с внутренним антикоррозионным покрытием // Инженерная практика. – 2016. – № 09.
3. Амосов А.П., Юдин П.Е., Акулинин А.А. Современные методы антикоррозионной защиты оборудования в нефтехимическом машиностроении // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2014. – № 8. – С. 34–40.
4. Протасов В.Н. Теория и практика применения полимерных покрытий в оборудование и сооружения нефтегазовой отрасли. – М.: Недра, 2007. – 374 с.
5. Протасов В.Н. Особенности технологии сборки и контроля качества механического раструбного соединения стальных труб с внутренним эпоксидным покрытием нефтепромысловых трубопроводов, выполненного методом «Батлер ТЭК» // Территория нефтегаз. – 2020. – № 3–4. – С. 86–93.
6. Байбурова М.М., Бурмистова Н.Н. Механическое соединение трубопроводов // Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли: сб. материалов V Международной научно-практической конференции, Альметьевск, 12 ноября 2020 г. Т. 2. – Альметьевск: Альметьевский гос. нефтяной институт, 2020. – С. 16-18.
7. Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера: практическое руководство. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 272 с.
8. Основы работы в ANSYS 17 / Н.Н. Федорова, С.А. Вальгер, М.Н. Данилов, Ю.В. Захарова. – М.: ДМК Пресс, 2017. – 210 с.
9. Особенности коррозионного разрушения нефтегазопроводных труб в условиях эксплуатации Коми и Западной Сибири / А.В. Иоффе, В.А. Ревякин, Е.А. Борисенкова, С.А. Князькин // Вектор науки ТГУ. – 2010. – №4(14). – С. 50-53.
