LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Транспорт → Визначення залишкових напружень і оцінка їх впливу на довговічність трубопроводів в зоні кільцевих зварних з'єднань

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу




ДРАГІЛЄВАндрій Володимирович


УДК 622.692.4


ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛИШКОВИХ НАПРУЖЕНЬ І ОЦІНКА

ЇХ ВПЛИВУ НА ДОВГОВІЧНІСТЬ ТРУБОПРОВОДІВ В ЗОНІ КІЛЬЦЕВИХ ЗВАРНИХ З'ЄДНАНЬ



05.15.13 – нафтогазопроводи, бази та сховища





Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук








Івано-Франківськ – 2006



Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Національному університеті "Львівська політехніка" Міністерства освіти і науки України


Науковий керівник:доктор фізико-математичних наук, професор

Осадчук Василь Антонович, Національний університет "Львівська політехніка", завідувач кафедри "Зварювальне виробництво, діагностика та відновлення металоконструкцій", м. Львів


Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент

Білобран Богдан Степанович, Національний університет "Львівська політехніка"

професор кафедри опору матеріалів, м. Львів;


кандидат технічних наук

Лінчевський Михайло Петрович, Закрите акціонерне товариство "Газтранзит", голова правління, м. Київ


Провідна установа: ІВП "Всеукраїнський науковий і проектний інститут транспорту газу" (ВНІПІтрансгаз), м. Київ


Захист відбудеться " 06 " жовтня 2006 р. о 10 год. 00 хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 20.052.04 в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу за адресою: 76019, Україна, Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15.


З дисертацією можна ознайомитися у науково-технічній бібліотеці Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу за адресою: 76019, Україна, Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15.


Автореферат розісланий " 30 " серпня 2006 р.



Учений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат технічних наук, доцентКорнута О.В.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Більшість магістральних трубопроводів (МТ) експлуатують вже тривалий час, постійно зростає їх відсоток із відпрацьованим нормативним терміном. У зв'язку з цим з кожним роком загострюється проблема діагностування МТ з рекомендаціями щодо можливостей подальшого їх використання. Різноманітні обстеження МТ показали, що термін їх безпечної експлуатації у значній мірі залежить від корозійної стійкості металу та надійності зварних з'єднань. Особливо це стосується багатошарових монтажних швів, які після зварювання часто не піддаються додатковій технологічній обробці з метою зменшення залишкових напружень. Вони можуть істотно впливати на міцність і довговічність трубопроводів тривалої експлуатації з дефектами, особливо при циклічному навантаженні. У зв'язку з цим актуальним є дослідження, присвячене розвитку методу визначення технологічних залишкових напружень в монтажних кільцевих зварних з'єднаннях і оцінки їх впливу на довговічність МТ з дефектами типу тріщин при циклічному навантаженні. Це і зумовило вибір теми дисертації, визначило предмет, мету, завдання та структуру досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження виконувалось в рамках програми "Нафта і газ України до 2010 року", регіональної програми "Визначення залишкового ресурсу конструкцій, споруд і машин тривалої експлуатації та розробка заходів щодо підвищення терміну їх безаварійної роботи на 2001–2005 рр." та Державної науково-технічної програми "Ресурс", затвердженої постановою Кабінету міністрів України від 8 жовтня 2004 р. № 1331, а також науково-дослідних робіт "Розрахунково-експериментальне діагностування стану магістральних газопроводів біля монтажних кільцевих зварних швів", номер державної реєстрації 0105U007297 та "Діагностування напруженого стану зварних з'єднань і оцінка їх залишкового ресурсу на ділянках компенсаторів магістральних трубопроводів", номер державної реєстрації 0105U007311.

Мета і задачі дослідження.Мета роботи – визначення залишкових напружень в кільцевих зварних з'єднаннях труб розрахунково-експериментальним методом з урахуванням двовимірного розподілу пластичних деформацій біля шва та структурних перетворень в зоні термічного впливу і оцінка їх впливу на довговічність МТ з дефектами при циклічному навантаженні.

Відповідно до мети сформульовано такі задачі:

  • розробити математичну модель розрахунково-експериментального визначення залишкових напружень в кільцевих зварних з'єднаннях труб з урахуванням неоднорідного розподілу і неоднакових зон колових та осьових пластичних деформацій вздовж осі труби і за її товщиною;

  • дослідити вплив ширини зон пластичних деформацій та їх градієнтів за товщиною і довжиною труби біля зварного шва на величину і характер розподілу залишкових напружень у трубопроводі;

  • на основі інформації, отриманої електромагнітним методом, визначити залишкові напруження в зоні монтажного кільцевого зварного шва магістрального трубопроводу;

  • побудувати розрахункову модель для визначення впливу залишкових напружень на поширення втомних тріщин в стінках трубопроводів до їх критичних розмірів;

  • оцінити вплив зварювальних напружень на довговічність магістрального газопроводу з осьовим тріщиноподібним дефектом у зварному з'єднанні при циклічному навантаженні.

Об'єкт дослідження. Зварні кільцеві з'єднання магістральних трубопроводів з гострокінцевими дефектами.

Предмет дослідження. Залишкові технологічні напруження в зоні стикових зварних з'єднань багатошаровим кільцевим швом та їх вплив на довговічність трубопроводів тривалої експлуатації.

Методи досліджень. Дослідження грунтуються на застосуванні: методу розв'язування обернених задач теорії оболонок із власними напруженнями з використанням експериментальної інформації, здобутої за допомогою фізичних методів; теорії узагальнених функцій для побудови розв'язків ключових рівнянь; математичної моделі закриття втомної тріщини і ефективного розмаху коефіцієнта інтенсивності напружень; загальновідомих методів експериментальних досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі аналізу теоретичних та експериментальних досліджень залишкових напружень у зварних з'єднаннях труб стиковим багатошаровим кільцевим швом і оцінки їх впливу на довговічність магістральних трубопроводів з дефектами отримано нові наукові результати, які виносяться на захист:

– побудовано математичну модель для визначення залишкових технологічних