Инклинометрические измерения в лабораторных условиях на трубопроводе для оценки его напряженно-деформированного состояния

UDK: 622.692.4.01:539.4
DOI: 10.24887/0028-2448-2022-4-78-82
Ключевые слова: bending, inclinometric technology, laboratory bench, stress-strain state, pipeline
Авт.: А.А. Игнатик (Ухтинский гос. технический университет), к.т.н.

Для обеспечения работоспособного состояния эксплуатируемого магистрального трубопровода следует проводить оценку прочности трубопроводной конструкции, испытывающей комплекс нагрузок и воздействий. Мониторинг напряженно-деформированного состояния трубопровода способствует решению данной задачи, так как полученные в процессе мониторинга значения напряжений (деформаций) являются исходными данными для выполнения прочностных расчетов труб. Непрерывная оценка и мониторинг напряженно-деформированного состояния особенно необходимы для магистральных трубопроводов, проложенных в сложных геолого-инженерных условиях. Известны различные методы оценки напряженно-деформированного состояния труб, заключающиеся или в определении пространственного положения магистрального трубопровода и дальнейшем расчете компонентов напряженно-деформированного состояния, или в непосредственном измерении напряжений или деформаций каким-либо физическим методом. Важно, чтобы метод обеспечивал непрерывный контроль технического состояния трубопровода.

В статье предложена инклинометрическая технология для определения пространственного положения и кривизны магистрального трубопровода. Апробация технологии выполнена в лабораторных условиях на установке, представляющей собой трубу, размещенную на двух опорах. Установка позволяет нагружать трубу изгибающей силой в вертикальной плоскости. В экспериментах использовался портативный цифровой инклинометр, с помощью которого осуществлялось измерение углов наклона образующих трубы в условиях изгиба. Построены эпюры тангенса угла наклона, перемещения и кривизны верхней, боковой и нижней образующих трубы. Данные инклинометрических измерений позволяют рассчитать компоненты напряженно-деформированного состояния трубопровода по известным формулам. Предложены рекомендации по реализации инклинометрии на практике для организации мониторинга напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов, в том числе указаны места установки инклинометрических датчиков на трубопроводе. Инклинометрические датчики обеспечивают непрерывный контроль положения магистрального трубопровода и оценку его напряженно-деформированного состояния.

Список литературы

1. Исламов Р.Р., Агиней Р.В., Исупова Е.В. Анализ средств и методов мониторинга напряженного состояния подземных магистральных нефтегазопроводов, работающих в сложных инженерно-геологических условиях // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2017. – № 6. – С. 31–40.

2. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 592 с.

3. Шарафутдинов З.З., Урманчеев С.Ф., Капаев Р.А. Оценка готовности скважины к протаскиванию трубопровода при строительстве подводного перехода // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2020. – Т. 10. – № 5. – С. 470–478.

4. Игнатик А.А. Характеристика напряженно-деформированного состояния стенки трубопровода под воздействием внутреннего давления, изгиба и кручения // Газовая промышленность. – 2020. – № 4. – С. 102–107.

5. Разработка математической модели определения оптимального шага измерений при проведении съемки глубины заложения подземного трубопровода с поверхности грунта / Р.В. Агиней [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2020. – Т. 10. – № 4. – С. 364–371.

6. Кузьбожев А.С., Бирилло И.Н., Бердник М.М. Исследование влияния шага измерений профиля газопровода на точность расчета радиусов изгиба его оси // SOCAR Proceedings. – 2018. – № 4. – С. 43–49.

7. Исламов Р.Р. Совершенствование системы мониторинга технического состояния протяженных участков магистральных нефтегазопроводов применением волоконно-оптических сенсоров деформации: дис. … канд. техн. наук. – Ухта, 2018. – 168 с.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.