CC BY
63
Из анализа приведенных кривых следует, что уменьшение длины профиля несущей трубы позволяет отвести больше теплоты. Так, при фиксированной скорости потока в "живом" сечении (например, при 16 м/с) плоско-овальная труба с d2ldy = 2 способна рассеять на 7,8 % больше теплоты, чем труба с d2ldy = 2,8 при одинаковой высоте ребра (h = 60 мм). Уменьшение высоты ребра до h = 45 мм и 30 мм повышает теплосброс на 3,3 и 3,8 % соответственно.
Анализ данных рис. 8 также свидетельствует о том, что влияние высоты ребра на теплосброс более существенно, чем относительной длины профиля. Например, для несущей трубы с относительным удлинением профиля d2/di = 2,8 уменьшение высоты ребра до h = 45 мм, а затем до 30 мм позволяет сбросить соответственно на 11 и 25 % больше теплоты по сравнению с трубой у которой h = 60 мм. Для несущей трубы с относительным удлинением профиля d2ldy = 2,0 уменьшение высоты ребра приводит к увеличению теплосброса соответственно на 6 и 18 %.
Следовательно, ребра с меньшей высотой работают эффективнее для обоих длин профиля. Кроме того, не следует забывать, что выступающие над лобовой областью трубы части ребра, практически не участвуют в процессе теплообмена. Указанные замечания можно будет учесть при последующей оптимизации геометрических характеристик плоско-овальных труб с неполным оребрением.
Выводы
Проведенный численный расчет тепловых характеристик геометрической модели плоско-овальной трубы с неполным поперечным оребрением, позволяет констатировать:
о верификация с экспериментальными данными [1] показала, что отклонения расчетных от опытных распределений температур находятся в пределах 3.. .16 %;
о наиболее эффективной по теплосбросу оказалась труба с h = 30 мм и d2ldy = 2,0;
о для оценки тепловой эффективности трубы с высотой ребер h < 30 мм и влияния на нее основных конструктивных характеристик (длины, толщины ребра, шага между ними, длины контакта ребра с несущей трубой), необходимо проведение дальнейших исследований.
Литература
1. Письменний Е.Н., Терех А.М., Семеняко А.В., Баранюк А.В. Теплоаэродинамическая эффективность трубчатых поверхностей нагрева ре-генераторов ГТУ // Промышленная теплотехника. - 2010. - Т.32, №4 - С. 63-73.
2. Письменний Е.Н., Терех А.М., Бурлей В.Д., Баранюк А.В. Теплообмен и аэродинамическое сопротивление малорядных пучков плоско-овальных труб с неполным оребрением // Промышленная теплотехника. - 2010. - Т.32, №5 -
С. 34-41.
3. Семеняко А.В., Письменный Е.Н. Течение на поверхности плоско-овальных труб с поперечным оребрением // Труды XVII школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. - 25-29 мая. - г. Жуковский, Россия. - 2009. - Т.2. - С. 132-135.
4. Антуфьев В.М. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева - М. Л.: Энергия, 1966. - 184 с.
5. Бурков В.К., Медведский В.П., Кочегарова И.Ю., Лафа Ю.И. Исследование теплообмена и аэродинамики пучков из овальных труб/ В.К. Бурков, В.П. Медведский, И.Ю. Кочегарова, Ю.И. Лафа/l Теплоэнергетика. - 2010. - №3. - С.42-45.
6. Быстров Ю.А., Исаев С.А., Кудрявцев Н.А., Леонтьев А.И. Численное моделирование вихревой интенсификации теплообмена в пакетах труб - Санкт-Петербург: Судостроение, 2005. - 389 с.
7. Мочалин Е.В., Халатов А.А. Гидродинамика закрученного потока в ротационных фильтрах - Институт технической теплофизики НАН Украины. - Киев, 2010. - 428 с.
Булгакова О. Л. \ Бурков П.В. 2, Убайдулаев Т.А. 3 'Студент, 2доктор технических наук, профессор, 3студент, Томский политехнический университет АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ НА РАЗРЫВ ПРИ РЕМОНТЕ ТРУБОПРОВОДОВ РАЗЛИЧНЫМИ
ТЕХНОЛОГИЯМИ
Аннотация
Как известно, риск возникновения аварийной ситуации на магистральных нефтепроводах также зависит и от эффективности выбранного метода ремонта дефектного участка трубы. В данной работе сравнительный анализ эффективности различных технологий ремонта проводился испытанием на разрыв магистрального трубопровода.
Ключевые слова: испытания на разрыв, трубопровод, методы ремонта
Bulgakova O.L. \ Burkov P.V.2, Ubaydulaev T. A.3
'Student, 2 doctor of Engineering Science, 3student, Tomsk Polytechnic university ANALYSIS OF TENSILE TEST DATA IN PIPELINE REPAIR BY DIFFERENT TECHNOLOGY
Abstract
It’s a well -known fact that risk ofpipeline accidents also depends on effectiveness of selected method ofpipeline defect repair. In this paper comparative analysis on the effectiveness of different repair technologies was carried out by tensile test ofpipeline.
Keywords: tensil test, pipeline, repair technologies.
В настоящее время перед строительными, проектными и эксплуатирующими организациями остро стоит вопрос, как продлить срок безаварийной эксплуатации нефтепроводов. В целях сохранения долговременного потенциала нефтепроводов в компаниях реализуются системы обеспечения надежности магистральных нефтепроводов, разрабатываются методы и технические средства устранения дефектов. Однако основной задачей, стоящей перед организациями, является анализ аварийных ситуаций и оценка надежности применяемых технологий.
Оценка степени аварийности невозможна без выявления факторов, приводящих к возникновению аварийных ситуаций. Согласно [1], причинами утечки нефти из трубопровода являются механические повреждения нефтепроводов - 33 % всех аварий, коррозия (внешняя и внутренняя) - 53 %; дефекты труб - 4 %; дефекты сварки - 3 %; эксплуатационные ошибки - 6 %; прочие - 1 %.
Исходя из полученных данных о распределение аварий предприятиям трубопроводного транспорта нефти следует при составлении комплекса мероприятий по снижению аварийности: усилить контроль со стороны служб безопасности за линейной частью, усилить контроль за проведением аттестации сотрудников предприятия по промышленной безопасности, и, в первую очередь, усилить контроль за организацией и проведением ремонтных работ. Учитывая, что выборочный ремонт является часто применяемым методом, в данной работе предлагается рассмотреть надежность применения данной технологии
Сравнительный анализ различных технологий ремонта испытанием на разрыв магистрального трубопровода проводились на трубопроводе со следующими характеристиками: марка стали API 5L X65 (предел текучести = 448 МПа), Ду=762 мм, толщина стенки 17.5 мм. Целью данного исследования являлось изучение поведения отремонтированной трубы, используя испытания на разрыв и подбор лучшей технологии ремонта.
Поврежденные трубопроводы были отремонтированы сварной муфтой, КМТ, заваркой и Clock Spring.
36
Таблица 1. Методы ремонта и расположение дефектов
Тип Расположение или метод Размер дефекта
Длина, мм Ширина, мм Глубина, мм
Поврежденная труба Основной металл (А) 200 50 14
Сварной шов (В) 200 50 14
V-образный надрез (С) 440 30 14
Отремонтированная труба Сварная муфта (А) 200 50 14
Сварная муфта (В) 200 50 14
КМТ (А) 200 50 14
КМТ(В) 200 50 14
КМТ (С) 440 30 14
Clock Spring(A) 200 50 14
Clock Spring(B) 200 50 14
Наплавка металла 1 200 50 8.8
Наплавка металла 2 150 50 11.5
Испытание было проведено повышением внутреннего давления до 28.44 МПа. Длина испытуемой трубы 2.5 м, на оба конца поставлены заглушки. Давление повышалось со скоростью 0.25 МПа/мин до 19.6 МПа, и 0.15 МПа/мин до 28.44 МПа. Изменение давления фиксировалось раз в секунду, при помощи компьютера. Для наблюдения за деформацией к телу поврежденной и ремонтируемой трубы были подсоединены датчики.
Таблица 2. Результаты испытания
Классификация Приложенное давление, МПа Кольцевые напряжения, МПа Разрыв
Поврежденная труба А 17.15 373.70 Да
В 17.84 388.65 Да
С 8.72 190.06 Да
Отремонтиро-ванная труба Сварная муфта (А) 30.77 670.53 Нет
Сварная муфта (В) 30.18 657.72 Нет
КМТ (А) 29.40 640.63 Нет
КМТ(В) 29.89 651.31 Нет
КМТ (С) 30.28 659.85 Нет
Clock Spring(A) 25.87 563.76 течь
Clock Spring(B) 28.42 619.28 Нет
Наплавка металла 1 28.32 617.15 Нет
Наплавка металла 2 28.32 617.15 Нет
При исследовании достоинств и недостатков, безопасности и надежности каждого метода ремонта, была подтверждена эффективность и безопасность технологий ремонта используемых для различных дефектов. Приварная муфта, КМТ и Clock Spring имеют фактор безопасности более чем 2.5 при рабочем давлении 7.85 МПа. Более того, исследованные технологии могут быть использованы для ремонта работающего трубопровода с дефектами до 80 % . заварка при глубине дефектов до 65 % от толщины стенки.
Литература
1. Булавинцева А.Д., Мазуркин П.М Динамика акарий по площади загрязнения на линейной части магистральных
нефтепроводов ОАО «АК «Транснефть» Режим доступа: (дата обращения 29.04.2012)
http://www.rae.ru/snt/?section=content&op=show_article&article_id=7796696
2. РД-23.040.00-КТН-011-11 Классификатор дефектов магистральных и технологических нефтепроводов
3. American Society of Mechanical Engineers (2003). Gas transmission and Distribution Piping Systems, ASME B31.8. USA
Курицын Б. Н.1, Кузнецов С. С.2, Бычкова И. М.3
'Доктор технических наук, профессор, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.; 2 ассистент, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.; 3 магистрант, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
ТЕПЛОВАЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ТРУБНЫХ РЕШЕТОК В ГРУНТОВОМ МАССИВЕ
Аннотация
В статье излагаются материалы теоретических исследований теплового взаимодействия между грунтовым массивом и системой трубопроводов, приводятся результаты экспериментальной апробации математических моделей на установке электротеплового моделирования.
Ключевые слова: грунт, трубная решетка, тепловая интерференция, моделирование.
Kuritsin B.N.1, Kuznetsov S.S.2, Bichkova ТМ.3
'Doctor of technical sciences, professor, Saratov State Technical University named after Gagarin Yu. A.; 2assistant professor, Saratov
State Technical University named after Gagarin Yu. A.; 3master, Saratov State Technical University named after Gagarin Yu. A.
THERMAL INTERFERENCE OF ELEMENTS OF TUBE PLATES IN THE EARTHEN ARRAY
Abstract
The article contains materials of theoretical researches of thermal interaction between the earthen array and system of pipelines are used, results of experimental approbation of mathematical model of installation on electrothermal modeling are given.
Keywords: ground, tube plate, thermal interference, modeling.
В современной практике инженерного оборудования зданий все более широкое применение находят трубчатые грунтовые теплообменники. Они используют природное тепло (холод) грунтового массива в установках теплонасосного отопления и горячего водоснабжения, в системах приточной вентиляции для нагрева (охлаждения) воздуха, в установках естественной регазификации сжиженных газов и в других технических решениях [1, 2, 3].
Рациональное размещение грунтового теплообменника на территории, прилегающей к зданию, требует изучение такого важного вопроса, как тепловая интерференция элементов теплообменника при различных вариантах его компоновки. В целях компактности теплообменник может быть выполнен в виде змеевика (регистра) из труб, уложенных в грунте параллельно на определенном расстоянии друг от друга.
37
