Исследование прочностных характеристик ремонтных конструкций трубопроводов

Моделирование трубопроводов с дефектами и ремонтных конструкций в среде ANSYS. Исследование прочностных характеристик ремонтных конструкций.

Введение …………………………………………………………………………………………. 22
Глава 1. Классификация дефектов …………………………………………………….. 25
1.1. Дефекты геометрии трубы ………………………………………………….. 28
1.2. Дефект стенки трубы ………………………………………………………….. 29
1.3. Дефекты коррозионного происхождения ……………………………… 31
1.4. Дефекты сварного шва ……………………………………………………….. 32
1.5. Дефект изоляции………………………………………………………………… 34
Глава 2. Технологии и методы ремонта магистрального нефтепровода … 35
Глава 3. Типы ремонтных конструкций ……………………………………………… 38
3.1. Типы конструкций, применяемых при ремонте трубопроводов 38
3.1.1. Типы ремонтных конструкций для ремонта трубы и кольцевых
сварных соединений …………………………………………………………. 39
3.1.2. Типы ремонтных конструкций для ремонта ненормативных
конструктивных деталей и приварных элементов ……………….. 41
Глава 4. Программы и возможности конечно-элементного анализа ……… 43
Глава 5. Исследование прочностных характеристик ремонтных
конструкций трубопроводов ……………………………………………………………… 51
5.1. Исследование прочностных характеристик обжимной приварной
муфты П2 с технологическими кольцами …………………………….. 51
5.1.1. Методика исследования…………………………………………………….. 51
5.1.2. Результаты исследования и их обсуждение ………………………… 56
5.2. Исследование прочностных характеристик сварной галтельной
муфты П5У с технологическими кольцами ………………………….. 59
5.2.1. Методика исследования…………………………………………………….. 59
5.2.2. Результаты исследования и их обсуждение ………………………… 64
Глава 6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение …………………………………………………………………………… 68
6.1. Расчет нормативной продолжительности на проведение ремонтных
работ с использованием муфты П1 и П2 ………………………………. 68
6.2. Затраты на материалы …………………………………………………………. 69
6.3. Расчет количества необходимой техники и оборудования ……… 74
6.4. Затраты на амортизационные отчисления ……………………………… 75
6.5. Затраты на оплату труда ………………………………………………………. 77
6.6. Затраты на страховые взносы ………………………………………………. 78
6.7. Затраты на проведение мероприятия …………………………………….. 80
7. Социальная ответственность …………………………………………………………. 82
7.1. Производственная безопасность …………………………………………… 83
7.2. Экологическая безопасность ………………………………………………… 90
7.2.1. Анализ влияния на окружающую среду ……………………………… 90
7.2.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды …… 92
7.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………… 93
7.3.1. Анализ вероятных ЧС ……………………………………………………….. 93
7.3.2. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и
разработка порядка действия в случае возникновения ЧС …… 94
7.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
…………………………………………………………………………………………. 96
7.4.1.Специальные правовые нормы трудового законодательства …. 96
7.4.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
……………………………………………………………………………………….. 97
Заключение ……………………………………………………………………………………… 98
Список литературы ………………………………………………………………………… 100
Приложение А ……………………………………………………………………………….. 104

В настоящих главах раскрыты классификация дефектов трубопроводов,
методы устранения дефектов, требования к ремонту и ремонтным
конструкциям, представлены ремонтные конструкции, а также программы и
возможности конечно-элементного анализа, в том числе представлены
результаты исследования прочностных характеристик трубопроводов с
дефектом и обжимной приварной муфты П2 с технологическими кольцами, а
также со сварной галтельной муфтой П5У в программном пакете ANSYS.

Результаты численного моделирования позволяют оценить прочность
ремонтных конструкций на стадии проектирования.

Оценка прочностных характеристик была проведена на основе данных
магистрального нефтепровода «Александровское-Анжеро-Судженск» на
участке 690-698,1 км.

При рабочем давлении 4,9 МПа в области дефекта в трубопроводах без
ремонтной конструкции возникают следующие напряжения:

 700-750 МПа, при продольном дефекте без муфты П2;
 340-350 МПа при поперечном дефекте без муфты П5У.

Данные значения превышают предел текучести стали 17Г1С
трубопроводов (325 МПа), а значит, произойдет необратимая деформация
трубопровода и его разрушение. Данную ситуацию можно определить как
аварийную.

При рабочем давлении 4,9 МПа и максимальном допустимом давлении
5,32 МПа в области дефекта трубопроводов с установленными ремонтными

Исследование прочностных характеристик ремонтных конструкций
трубопроводов
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Разраб. Кириллин А.А. Лит. Лист Листов
Руковод. Никульчиков В.К.
Заключение 98 103
Консульт.
Рук-ль ООП Бурков П.В. НИ ТПУ гр. 2БМ6Б
конструкциями возникают напряжения, которые не угрожают
целостности конструкции, где предел текучести стали ремонтных конструкций
09Г2С составляет 340 МПа:

 максимальные напряжения в продольном дефекте с установленной
муфтой П2 не превышают 195 МПа;
 максимальные напряжения в поперечном дефекте с установленной
муфтой П5У не превышают 170 МПа.

Данная работа имеет перспективу для расчетов других нововведенных
конструкций и исследование их прочностных характеристик.

Применение компьютерного моделирования позволяет сократить
финансовые и временные затраты исследований натурных образцов на
испытательном полигоне.

Лист
Заключение
Изм. Лист № докум. Подпись Дата