Исследование температурной деформации труб магистральных газопроводов
Аверченков В.И., Сакало В.И., Матвеев А.В., Титарёв Д.В.
(БГТУ, г.Брянск, РФ)
При выполнении ремонтных огневых работ магистральных газопроводов, связанных с вырезкой части трубы и её заменой, происходит температурная деформация открытых концов трубопровода, величина которой зависит от изменения температуры воздуха, погодных условий, воздействия солнечного потока, ветра, а также состояние трубы и её изоляции. Учитывая сжатые сроки на выполнение комплекса огневых работ по замене участка трубы, необходимо иметь специальные методики расчета для определения оптимальной длины устанавливаемой катушки с учетом происходящих температурных деформаций.
Однако известными методами расчета величины температурной деформации рассматриваемой части трубы определить их не представляется возможным вследствие большого числа влияющих на нее факторов и сложный характер распределения тепловой нагрузки.
В предлагаемом проекте разработана и исследована математическая модель температурной деформации трубы, учитывающей изменение температуры воздуха, погодные условия, влияние светового потока, длины открытого конца трубы, её состояния с учетом срока службы, изоляции и других факторов.
В основе методики расчета был использован метод конечных элементов (МКЭ). Однако анализ проблемы показал, что в настоящее время отсутствуют расчетные модели для рассматриваемого объекта, что потребовало проведения ряда экспериментальных исследований по установлению отдельных нормативных зависимостей в реальных производственных условиях на газопроводе с применением методов тензометрии.
Конечной целью исследования явилась разработка программно-технического комплекса на основе математической модели, метода расчета и нормативной информационной базы программно-технического комплекса, позволяющего определить оптимальные условия стыковки катушки при проведении огневых работ на магистральных трубопроводах.
Разработанный программно-методический комплекс позволит проводить все расчеты непосредственно на рабочем месте в полевых условиях (при использовании ПЭВМ типа ноутбук), кроме того, программный интерфейс предусматривает формирование информационного обеспечения, которое даст возможность исследователю оперативно использовать справочную базу данных о состоянии трубопроводов в процедурах выполнения ремонтных работ.