«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

Условия прочности основных элементов нефтегазопроводов

УДК: 622.242
DOI: 10.33285/2073-9028-2023-1(310)-134-144

Авторы:

¹ Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, Москва, Российская Федерация

Ключевые слова: прочность, трубопровод, эквивалентные напряжения, элементы трубопроводов, радиус кривизны трубопроводов, толщина элементов трубопроводов

Аннотация:

В статье рассмотрены методы расчета на прочность основных элементов нефтегазопроводов с малыми радиусами закругления в условиях тектонических разломов земляного грунта. В качестве критерия прочности принимается энергетический критерий Мизеса, не зависящий от среднего напряжения, то есть от линейного инварианта тензора напряжений. Основные элементы трубопроводов в первом приближении можно считать тонкостенными элементами. Поэтому в расчетах используется уравнение Лапласа, определяющее равновесие тонкостенной оболочки двоякой кривизны. Выведены формулы для определения максимальных эквивалентных напряжений в крутоизогнутых трубопроводах. Для того чтобы получить из них расчетные формулы прочностной надежности трубопроводов, предложено заменить действующие напряжения на допустимые. При этом учитывались факторы, зависящие от условий технологического процесса, то есть температуры, способов сварки и ее контроля, точности стыковки соединяемых элементов и др. Выведены расчетные зависимости для определения безопасной толщины стенок трубопроводов с малыми радиусами закругления, заглушками с отверстиями и без отверстий, а также штуцеров-тройников.

Список литературы:

1. Махутов Н.А., Пермяков В.Н. Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов. – Новосибирск: Наука, 2005. – 516 с.
2. Безопасность России. Безопасность трубопроводного транспорта. – М.: МГФ «Знание», 2002. – 752 с.
3. Ли Куньлин, Королёнок А.М. Положения и требования по обеспечению эксплуатационной надежности магистральных трубопроводов//Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2021. – № 1 (306). – С. 72–85.
4. Завьялов А.П., Гольдзон И.А. Методика определения напряженно-деформированного состояния длительное время эксплуатируемых газопроводов//Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2022. – № 4 (309). – С. 117–122.
5. Ильюшин А.А., Ленский В.С. Сопротивление материалов. – М.: ЛЕНАНД, 2021. – 376 с.
6. Филин А.П. Элементы теории оболочек. – Л.: Стройиздат, 1987. – 384 с.
7. Стандарт СА 03-003-07. Расчеты на прочность и вибрацию стальных технологических трубопроводов. – М.: Ростехэкспертиза, 2007. – 70 с.
8. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. – М.: ЛИБРОКОМ, 2009. – 400 с.