Взаимодействие подземного трубопровода при влиянии продольных перемещений

УДК 631.432

Саратовский социально-экономический институт Российского

экономического университета имени ,  Россия, Саратов,

к. т. н., преподаватель

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет

им. », Россия, Саратов,

к. т.н., доцент кафедры «Строительство и теплогазоснабжение»

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический

университет имени », Россия, Саратов,

к. т.н., доцент кафедры «Транспортное строительство»

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА

ПРИ ВЛИЯНИИ ПРОДОЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Аннотация. С позиции эксплуатации трубопроводов перспективное направление прогнозирования – это определение количественных показателей надежности трубопровода по результатам контроля качества сооружения и эксплуатационного состояния. Прогнозирование надежности линейной части составляет неотъемлемую часть общей проблемы управления качеством магистральных трубопроводов. В статье представлена проверка общей устойчивости подземных трубопроводов в продольном направлении.

Ключевые слова: подземные трубопроводы, эксплуатационная надежность, продольное направление, устойчивость.

Kolosova Nina Matveevna

Saratov Socio-Economic Institute of Russian  University of  Economics 

named after G. V. Plekhanov, Russia, Saratov,

Сandidate of Тechnical Sciences, lecturer

Mikheeva Olga Valentinovna

Federal State-Funded Educational Institution of Higher Professional Education

«Saratov State Agrarian University of  N. I. Vavilov», Russia, Saratov,

Сandidate of Тechnical Sciences, Associate Professor at the Department

of «Construction and heatgas supply»

Shmagina Elvira Yurievna

Federal State-Funded Educational Institution of Higher Education

«Yuri Gagarin State Technical University of Saratov», Russia, Saratov,

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor at the Department

of «Transport Construction»

THE INTERACTION OF UNDERGROUND PIPELINE UNDER

THE INFLUENCE OF LONGITUDINAL MOVEMENT

Annotation.  From a position of operation of pipelines the perspective direction of forecasting is a definition of quantitative indices of reliability of the pipeline by results of quality control of a construction and an operational state. Forecasting of reliability of linear part makes an integral part of a common problem of quality management of the main pipelines. Check of the general stability of underground pipelines in the longitudinal direction is presented in article.

Keywords: underground pipelines, operational reliability, longitudinal direction, stability.

Развитие газовой и нефтяной промышленности в различных отраслях народного хозяйства является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса.

Трубопровод должен обеспечивать бесперебойную подачу продукта потребителям.

Критерии качества должны удовлетворять ряду общих требований:

- необходимая конструктивность;

- достаточная универсальность;

- экономическая эффективность.

Под техническим состоянием трубопровода понимается совокупность технических и технологических свойств трубопровода в данный период эксплуатации. Определение технического состояния трубопровода имеет большое значение, так как помогает предотвратить аварии и обеспечивает бесперебойную работу трубопровода в процессе эксплуатации. Чтобы исключить возникновение аварий, необходимо в процессе строительства вести систематический контроль качества выполняемых операций. Пооперационный контроль качества выполняется одновременно с поверочными расчетами.

       Проявление отказа – это сложный функциональный процесс изменения во времени всех конструктивно-технологических факторов, характеризующих уровень качества трубопроводов. Если трубопровод функционирует до наступления предельного состояния, то в период эксплуатации возникает отказ, обусловленный множеством причин. Анализ отказов трубопроводов позволяет оценить эксплуатационное состояние трубопровода и ущерб, наносимый этим отказом.

С позиции эксплуатации трубопроводов перспективное направление прогнозирования – это определение количественных показателей надежности трубопровода по результатам контроля качества сооружения и эксплуатационного состояния [1].

Прогнозирование надежности линейной части составляет неотъемлемую часть общей проблемы управления качеством магистральных трубопроводов [3]. Практический интерес представляет прогноз надежности трубопровода с позиций:

- прогнозирования момента наступления отказа трубопровода;

- прогнозирования момента наступления отказа трубопровода, характеризующегося вполне определёнными значениями параметра его качества.

При выполнении инженерного прогноза надежности трубопроводов можно использовать эмпирические расчеты, математическое моделирование, аналогии, ранжирование. Нецелесообразно определять абсолютный универсальный критерий отказа трубопровода, рационально определять критерии и количественные пропорции эксплуатационного состояния трубопровода из условия работоспособности и использования статистических методов обработки данных об отказах [2]. Наиболее часто трубопроводы прокладывают под землей. Проверка общей устойчивости подземных трубопроводов в продольном направлении выполняется в плоскости наименьшей жесткости системы из условия:

,                                        (1)

где –  коэффициент условий работы ; – предельное критическое усилие, при котором наступает потеря устойчивости трубопровода, кг; – предельное осевое усилие в сечении трубопровода от расчетных нагрузок и воздействий, кг, определяемое по выражению:

,                                (2)

где – коэффициент Пуассона; – кольцевое напряжение в системе трубопровода от расчетного внутреннего давления, кг/см2.

Для прямолинейных участков подземных трубопроводов продольное критическое усилие равно:

,                        (3)

где – сопротивление грунта вертикальным перемещениям, кг/cм, вычисляемое по формуле:

,                                        (4)

где – предельное сопротивление сдвигу, кг/cм, определяемое по формуле:

,                                (5)

где – угол внутреннего трения грунта, град.; – коэффициент сцепления грунта, кг/см2; – момент инерции поперечного сечения грунта, см4, вычисляемое по выражению:

,                                        (6)

  – среднее удельное давление на единицу поверхности контакта трубопровода с грунтом, кг/см2, рассчитываемое по формуле:

,                (7)

где – высота засыпки от верхней образующей трубопровода до проектной отметки, см; – вес единицы длины трубопровода с продуктом, кгс/cм

.                (8)

Данные расчетов представлены в таблице 1.

Таблица 1

К расчету устойчивости трубопроводов

, кг/cм	, кг/cм	, кг/cм	, кг/см2	,  кг/см2	, кг	,  кг
2,12	8,5	11,09	0,27	10,5	133220	864255

Из приведенных расчетов можно сделать вывод – условие выполняется, устойчивость трубопровода на прямолинейных участках обеспечена.

ЛИТЕРАТУРА

Кязимов и ремонт подземных газопроводов: учебник/ . – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1981. - 320 с. Надежность работы водосбросных трубопроводов [Электронный ресурс] / , , // Интернет-журнал «Науковедение». – 2014.- №4(23). -14.URL: http://naukovedenie. ru/ PDF/78TVN414.pdf СН 42.13330.2011. Градостроительство. Планировка и застройка городских поселений. – М.: Министерство регионального развития РФ, 2011. – 109 с.