Научная статья на тему 'Экспериментальное исследование прочности армированных труб для транспорта газа'

Экспериментальное исследование прочности армированных труб для транспорта газа Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
230
43
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Территория Нефтегаз
ВАК
Ключевые слова
ПРОЧНОСТЬ / STRENGTH / МЕТОДИКА / ЭКСПЕРИМЕНТ / ИСПЫТАНИЕ / КОМПОЗИТНЫЕ / МНОГОСЛОЙНЫЕ / MULTILAYER / АРМИРОВАННЫЕ / ТРУБЫ / ТРУБОПРОВОД / ТРАНСПОРТ / A TECHNIQUE EXPERIMENT / TEST COMPOSITE / REINFORCED PIPES / TUBING / TRUCKS

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Густов Д.С.

В предлагаемой статье приводятся результаты эксперимента, предназначенные для уточнения методики расчета классических армированных полиэтиленовых труб, состоящих из трех слоев: внутреннего герметизирующего полиэтиленового слоя, армирующего каркаса из высокопрочных нитей и внешнего слоя из высокотемпературного сополимера. Такие трубы все чаще используются за рубежом в рамках проектов по транспортировке углеводородов. В России популярность композитных труб достаточно низка, и основной причиной этого является то, что отсутствует нормативная база по применению таких трубопроводов. Одним из необходимых аспектов создания нормативной базы для применения того или иного материала является наличие методов по расчету прочности. Такие методы должны, с одной стороны, обеспечивать надежность системы, а с другой - не быть перегруженными необоснованными коэффициентами запаса. Это приводити перерасходу материала, увеличению себестоимости и, как следствие, к нерентабельности применения материала в определенных условиях. В настоящий момент основным способом прочностного расчета армированных труб является расчет лишь армирующего каркаса ввиду того, что остальные слои являются функциональными и не вносят свой вклад в общую прочность конструкции. В данной статье рассматривается оценка прочности труб путем суммирования прочности полиэтилена (при рабочем давлении, обеспечивающем работоспособность трубы на срок 50 лет) и армирующего каркаса с введением трех коэффициентов регрессии - для полиэтиленового слоя, для армирующего слоя и учитывающий тип внешнего покрытия. В ходе проведения трехфакторного двухуровневого эксперимента с использованием метода наименьших квадратов были получены коэффициенты регрессии и подтверждено предположение о совместном участии полиэтилена и армирующего каркаса в обеспечении общей прочности трубы, а также показано, что полиэтилен не передает все возникающие в нем напряжения на армирующий слой и воспринимает нагрузку в течение длительного времени испытаний. Предложена методика расчета критического давления для классической композитной трубы и сформулированы выводы о характере разрушения стенки трубы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Густов Д.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXPERIMENTAL STUDY OF THE REINFORCED PIPES STRENGTH FOR GAS TRANSPORTATION

This article presents the result of an experiment conducted to refine the methodology for strength calculation the of reinforced polyethylene pipe, consisting of three layers: internal sealing polyethylene layer; layer of high-strength reinforcing fibers; the outer layer of high-copolymer. Such pipes are increasingly applied abroad for projects on transportation of hydrocarbons. In Russia, the popularity of composite pipes is rather low and the main reason for this is that there is no regulatory framework for the use of such pipelines. One of the essential aspects of establishing a regulatory framework for the use of a material is the availability of methods for the strength calculation. Such methods should, on the one hand, ensure the reliability of the system, and on the other should not be overwhelmed by unreasonable safety margins, because this leads to a waste of material and increased costs, and their use becomes unprofitable under certain conditions. At present, the main method of strength calculation is only the calculation of reinforcement, because the other layers are functional and do not contribute to the overall strength of the structure. This article suggests considering the strength calculation by adding the polyethylene strength (calculated as the operating pressure not more than performance for a period of 50 years) to the reinforcement strength using three regression coefficients - for the plastic layer, for the reinforcement layer and one for the type of external coatings. During the three-factor bilevel experiment using a least squares method regression coefficients were obtained and thesis of equal participation of polyethylene and reinforcement strength as total was proven. It was also shown that polyethylene does not transmit all arising internal stresses to the reinforcement and did not stop working after many hours of testing. Conclusions and proposed method of calculating the critical pressure for the considered composite pipe was also provided.

Текст научной работы на тему «Экспериментальное исследование прочности армированных труб для транспорта газа»

ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА

УДК 621.644.07

Д.С. Густов1, e-mail: gds-secure@yandex.ru

1 Кафедра транспорта и хранения нефти и газа, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» (Санкт-Петербург, Россия).

Экспериментальное исследование прочности армированных труб для транспорта газа

В предлагаемой статье приводятся результаты эксперимента, предназначенные для уточнения методики расчета классических армированных полиэтиленовых труб, состоящих из трех слоев: внутреннего герметизирующего полиэтиленового слоя, армирующего каркаса из высокопрочных нитей и внешнего слоя из высокотемпературного сополимера.

Такие трубы все чаще используются за рубежом в рамках проектов по транспортировке углеводородов. В России популярность композитных труб достаточно низка, и основной причиной этого является то, что отсутствует нормативная база по применению таких трубопроводов.

Одним из необходимых аспектов создания нормативной базы для применения того или иного материала является наличие методов по расчету прочности. Такие методы должны, с одной стороны, обеспечивать надежность системы, а с другой - не быть перегруженными необоснованными коэффициентами запаса. Это приводит к перерасходу материала, увеличению себестоимости и, как следствие, к нерентабельности применения материала в определенных условиях. В настоящий момент основным способом прочностного расчета армированных труб является расчет лишь армирующего каркаса ввиду того, что остальные слои являются функциональными и не вносят свой вклад в общую прочность конструкции.

В данной статье рассматривается оценка прочности труб путем суммирования прочности полиэтилена (при рабочем давлении, обеспечивающем работоспособность трубы на срок 50 лет) и армирующего каркаса с введением трех коэффициентов регрессии - для полиэтиленового слоя, для армирующего слоя и учитывающий тип внешнего покрытия. В ходе проведения трехфакторного двухуровневого эксперимента с использованием метода наименьших квадратов были получены коэффициенты регрессии и подтверждено предположение о совместном участии полиэтилена и армирующего каркаса в обеспечении общей прочности трубы, а также показано, что полиэтилен не передает все возникающие в нем напряжения на армирующий слой и воспринимает нагрузку в течение длительного времени испытаний.

Предложена методика расчета критического давления для классической композитной трубы и сформулированы выводы о характере разрушения стенки трубы.

Ключевые слова: прочность, методика, эксперимент, испытание, композитные, многослойные, армированные, трубы, трубопровод, транспорт.

D.S. Gustov1, e-mail: gds-secure@yandex.ru

1 Oil and gas transportation and storage department, Gornyi National Mineral Resources University (St. Petersburg, Russia).

Experimental study of the reinforced pipes strength for gas transportation

This article presents the result of an experiment conducted to refine the methodology for strength calculation the of reinforced polyethylene pipe, consisting of three layers: internal sealing polyethylene layer; layer of high-strength reinforcing fibers; the outer layer of high-copolymer.

Such pipes are increasingly applied abroad for projects on transportation of hydrocarbons. In Russia, the popularity of composite pipes is rather low and the main reason for this is that there is no regulatory framework for the use of such pipelines.

One of the essential aspects of establishing a regulatory framework for the use of a material is the availability of methods for the strength calculation. Such methods should, on the one hand, ensure the reliability of the system, and on the other should not be overwhelmed by unreasonable safety margins, because this leads to a waste of material and

88

№ 2 февраль 2016 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ

OIL AND GAS TRANSPORTATION AND STORAGE

increased costs, and their use becomes unprofitable under certain conditions. At present, the main method of strength calculation is only the calculation of reinforcement, because the other layers are functional and do not contribute to the overall strength of the structure.

This article suggests considering the strength calculation by adding the polyethylene strength (calculated as the operating pressure not more than performance for a period of 50 years) to the reinforcement strength using three regression coefficients - for the plastic layer, for the reinforcement layer and one for the type of external coatings. During the three-factor bilevel experiment using a least squares method regression coefficients were obtained and thesis of equal participation of polyethylene and reinforcement strength as total was proven. It was also shown that polyethylene does not transmit all arising internal stresses to the reinforcement and did not stop working after many hours of testing.

Conclusions and proposed method of calculating the critical pressure for the considered composite pipe was also provided. Keywords: strength, a technique experiment, test composite, multilayer, reinforced pipes, tubing, trucks.

Армированные стекловолокном полиэтиленовые трубы является сравнительно молодым продуктом, однако уже длительное время считаются перспективными в транспорте углеводородов. Действительно, в отчетах зарубежных компаний о завершении проектов все чаще можно увидеть в качестве материала трубопровода разновидности усиленного стекловолокном полиэтилена [1]. В российской нефтегазовой промышленности такие трубы пока не известны, но интерес к ним успел появиться [2, 3].

В качестве одного из аспектов обоснования применения полиэтиленовых труб, армированных стекловолокном, для транспорта газа предлагается уточненная методика расчета кратковременной прочности.

Методы расчета армированных труб зачастую необоснованны и используют большие коэффициенты запаса. Считается, что при использовании высокопрочных материалов для армирования полиэтиленовых труб армирующая система воспринимает на себя 90-95% всей нагрузки, а полимерные слои в силу малой деформации системы нагружены незначительно [4]. При этом внешний слой, придающий монолитность конструкции, вообще не учитывается в расчетах [5, 6]. Это приводит к перерасходу дорогостоящего материала и снижает рентабельность использования таких материалов, а следовательно, ограничивает их применение.

Полиэтиленовые трубы, армированные стекловолокном, можно отнести к композитным, поскольку они состоят из нескольких слоев. В данной работе рассматривается их классическое исполнение, которое состоит из трех компонентов:

• внутренний герметизирующий полиэтиленовый слой;

• армирующий каркас из высокопрочных нитей;

• внешний слой из высокотемпературного сополимера.

Область применения полиэтиленовых труб, армированных стекловолокном, - газопроводы давлением до 7,5 Мпа, диаметром до 325 мм. В качестве внутреннего слоя использовался сшитый полиэтилен РЕ-Х. Армирование производится нитями 1^1аг® в количестве 36 штук, плотность -3300 Dtex, прочность на разрыв каждой нити - 670Н.

Конструкционный слой из высокотемпературного сополимера наносится для защиты армирующего каркаса от механических повреждений и спаивается с внутренним полиэтиленом для обеспечения монолитности конструкции. Как известно, прочность полимеров характеризуется температурно-вре-менной зависимостью. Следовательно, предельное значение внутреннего давления, при котором происходит разрушение стенки полиэтиленовой трубы, отличается в зависимости от проектируемого срока эксплуатации.

В данной работе внутреннее давление, необходимое для работы полиэтилена на протяжении 50 лет, принимается в качестве критического. Критическое давление армирующего каркаса рассчитывалось по известной формуле:

рар„ =2xNxRxsir#)xtg($) крит JtxD2 ,

где N - количество нитей, проложенных в двух направлениях; R - прочность на разрыв армирующей нити;

ф - угол укладки армирующих нитей по отношению к оси трубы; D - внешний диаметр внутренней полиэтиленовой трубы. Расчет полиэтиленового слоя проводился согласно формуле [7]:

lg(t)=A+5xlg(o)+f+Cxlg(o), (1)

где A, B, C, D - эмпирические коэффициенты в зависимости полимера по эталонным кривым из ГОСТ 52134-2003; о - напряжение в полиэтилене; Т - температура среды. Напряжение в полиэтилене было найдено по IV теории прочности:

oIV =V(o 2+а2-о ха),

экв \ m t m t'

где P - внутреннее давление; D - внешний диаметр трубы;

PxD

at=2xs - кольцевые напряжения;

Ссылка для цитирования (for references):

Густов Д.С. Экспериментальное исследование прочности армированных труб для транспорта газа // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016. № 2. С. 88-93. Gustov D.S. Experimental study of the reinforced pipes strength for gas transportation (In Russ.). Territorija «NEFTEGAZ.» = Oil and Gas Territory, 2016, No. 2. P. 88-93.

TERRITORIJA NEFTEGAS - OIL AND GAS TERRITORY No. 2 february 2016

89

ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА

Таблица 1. План эксперимента Table 1. Plan of experiment

Диаметр оправки Уровни Levels

Факторы Factors Former diameter 90 мм 90 mm 110 мм 110 mm

Угол намотки Winding angle 540 44' 65 540 44' 65

Внешний слой PERT 1 2 5 6

Outer layer М604ТБ 3 4 7 8

Рис. 1. Схема испытательной установки:

1 - исследуемый образец; 2, 3 - фитинги; 4 - измерение деформации; 5 - коммуникации; 6 - насос; 7 - расширительный бак; 8 - вторичный преобразователь-контроллер; 9 -программирование эксперимента; Р - манометр; t - таймер Fig. 1. Test unit scheme:

1 - tested sample; 2, 3 - fittings; 4 - strain measurement; 5 - utilities; 6 - pump; 7 - expansion tank; 8 - secondary converter-controller; 9 - experiment programming; Р - pressure gauge; t - timer

ПЛАН-ГРАФИК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ

cC к

dl 3

10 15 20 25 30 Время выдержки, час

35

40

45

Рис. 2. График изменения давления по этапам в зависимости от времени Fig. 2. Schedule of the pressure changes by stages depending on the time

5,641474111=a+-Lg

V3PPEXxDl В ———+-+Cxlg . 4xs T a

V3PPEX xD

Крит

4xs

Tx(5,641474111-A)-B iV3PPEX xD'. , ,„

Lg(P)— r т n-—Lg|-#крит |, P„p„Ei=x4x10

CxT+D

4xs

T(5.641474111-A)-B D+CxT V3xD,„

(3)

(4)

a =

PxD

'4xs

меридиональные напряжения;

S - толщина стенки. В результате напряжение в стенке трубы рассчитывается по:

0IV =V3PPEX xSDR.

ЭКВ 4 КРИТ

(2)

Подставляя t = 438 000 ч (50 лет) в левую часть уравнения 1 при log (438 000) = 5,641474111 и с учетом уравнения 2 (3). С помощью элементарных преобразований получаем (4). Складываем полученные критические давления для полиэтиленового слоя и армирующего каркаса и вводим регрессионные коэффициенты по прочности ПЭ и армирующего каркаса, а также коэффициент е, учитывающий тип материала внешнего слоя:

робщ _ Ь 5; Крит 1

Т(5,641474111-А)-В „ D+CxT

V3xD„

+k.

2xNxRxsin(<|))xtg(<[)) ! jexD2

E.

Для условий проводимого исследования при Т = 293 0К и для сшитого полиэтилена РЕ-Х, используемого в данной работе, получаем:

робщ _ j

:s+k

ZxNxRxsin^xtg^y ! jtxDz

.

План трехфакторного двухуровневого эксперимента представлен в таблице 1. Исследование проводилось в несколько этапов для каждого из образцов по схеме, представленной на рисунке 1, при постоянной температуре жидкости 20 0С.

Линейный размер образцов принимался согласно ГОСТ 24157-80 «Метод определения стойкости при постоянном внутреннем давлении» [8] не менее (не считая фитингов):

• для номинального диаметра 90 мм - 520 мм;

• для диаметра 110 мм - 580 мм. Образец 1 с помощью фитингов 2 и 3 герметизировался и подключался к системе гидроиспытания. С помощью контроллера 8 задавалось давление этапа и время выдержки, по истечении которого давление повышалось до следующего планового значения. Повышение давления производилось с помощью насоса 6 согласно графику, приведенному на рисунке 2. Момент

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

90

№ 2 февраль 2016 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ

OIL AND GAS TRANSPORTATION AND STORAGE

а) б) в)

Рис. 3. Различные виды нарушения герметичности образцов: а - разрушение вдоль образующей трубы;

б - разрушение вдоль линии укладки армирующих волокон; в - обширное повреждение с полным разрушением армирующего слоя Fig. 3. Different types of samples airtightness disturbance:

a - destruction along the tube; b - destruction along the line of reinforcing fibers laying; c - extensive damage with complete reinforcing layer destruction

разгерметизации образца учитывался манометром Р с передачей значения в контроллер и фиксацией фактического времени выдержки t на текущем этапе. Идея проведения эксперимента заключалась в выдержке образца на определенном начальном давлении с последовательным поэтапным повышением давления и выдержкой на этом давлении определенное время. Сброс

давления из образца между разными этапами не проводился, испытание проводилось до момента разрушения образца.

По окончании исследования при осмотре образцов были выявлены три основных типа разрушения, представленных на рисунке 3.

Разрушение первого типа происходит на образцах с повышенным углом укладки

армирующих нитей вне зависимости от диаметра. Разрушение второго типа происходит с кручением и характерно для образцов с равновесным армированием. На образцах с эпоксидным внешним покрытием зафиксированы разрушения 3-го типа, которые в отличие от первых двух происходят в полиэтилене на большой поверхности и одновременно разрушают армирующий

ОРГАНИЗАТОР

RPI

НЕ ПРОПУСТИТЕ КЛЮЧЕВОЕ СОБЫТИЕ ОТРАСЛИ!

хм международный текнический симпозиум 28 апреля 2111G г., Отель «Балчуг Кемпински», Москва

ОСНОВНЫЕ ТЕМАТИЧЕСКИЕ БЛОКИ СИМПОЗИУМА

• Как будут меняться западные и восточные рынки углеводородов, обеспеченность данных рынков ресурсной базой и транспортной инфраструктурой?

• Секторальные санкции и их влияние на отрасль в среднесрочную перспективу 2015-2025

• Современное состояние систем трубопроводного транспорта в России и за рубежом

• Рынок услуг, технологий, оборудования и материалов для транспортировки углеводородов региона

• Импортозамещение оборудования и сервиса. Возможности и риски

• Перспективные технологические разработки производителей техники и оборудования для строительства, ремонта и реконструкции трубопроводных систем

• Трубы для подводных трубопроводов; проблемы подрядчиков. Технические средства и оборудование для прокладки подводных трубопроводов

• Контроль качества и комплексная диагностика систем трубопроводного транспорта

• Обеспечение промышленной и экологической безопасности трубопроводного транспорта: международный и российский опыт

И другие.

www. rp i - со nf е re nces. corn

ОСНОВНЫЕ ФОРМАТЫ СИМПОЗИУМА

* ПЛЕНАРНОЕ ЗАСЕДАНИЕ: узнайте из уст органов власти, регулирующих

развита отрасли, о тенденциях и перспективах развития транспортной инфраструктуры нефтегазового комплекса: системе тарифообразования на транспортировку нефти трубопроводный транспортом.требованиях к промышленной безопасности при эксплуатации трубопроводного транспорта: стандартизации и техническом регулировании а области трубопроводного транспорта и других важнейших аспектах развитии отрасли

* интерактивные дискуссии: примите участие е обсуждении наиболее актуальных вопросов развития отрасли и получите четкие ответь! на волнующие вопросы о проблемах, тенденциях, перспективах развития трубопроводной отрасли от ее ведущих игроков

* СДБЕ-ЗТШЕБ: получите открытый доступ к инновационным решениям отрасли и уникальному опыту российских и зарубежных лидеров рынка

* специализированная выставка: заявите лидерам нефтегазовой отрасли о своих услугах, технологиях, оборудовании

» многочисленные возможности для неформального общения:

установите деловые контакты с основными игроками отрасли во время кофе-брейков. ланчей в торжественной и вместе с тем непринужденной атмосфере

+7(495}502 54 33 +7 (495) 778 93 32

Konstantinova.Elena® rpi-inc.ru

ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА

Таблица 2. Сводный протокол испытания Table 2. Summary testing record

Наименование Name № образца Sample No. Давление 1, бар Pressure, 1 bar. Планируемое время, ч Planned time, hours Фактическое время, ч Actual time, hours

15 12 12

20 6 6

90-STD* 1 25 6 6

30 6 6

35 6 66

40 6 6

90i-STD 2 35 24 18

20 24 24

90-E 3 25 6 6

30 6 40 мин. 40 min.

15 24 24

90i-E 4 20 6 6

25 6 1 час 20 мин1

hour 20 min.

110-STD 5 25 24 24

35 6 6

6 35 24 24

110i-STD 40 6 6

45 6 6

110-E 7 20 24 24

25 6 6

8 15 24 24

110i-E 20 6 6

25 6 6

30 6 20 мин. 20 min.

* Шифр конструкции формируется следующим образом: номинальный диаметр трубы, дефис, тип внешнего слоя. STD означает заводское покрытие полиэтиленом, E - слой эпоксидной смолы. Индекс «i» рядом с номинальным диаметром означает увеличенный угол обмотки по сравнению

с равновесным.

* The structure code is formed as follows: nominal diameter of the pipe, hyphen, outer layer type. STD means the factory coating with polyethene, E - epoxy layer. «I» index near the nominal diameter means the increased winding angle in comparison to the balanced ones.

каркас в зоне повреждения вдоль всей поврежденной части полиэтилена. Важно отметить, что после приложения экспериментальных данных к теоретической модели выяснилось: для образцов с повышенным углом укладки (ф = 650) отсутствует зависимость между типом повреждения и превышением предела прочности по оси трубопровода или в кольцевом направлении. При продольном разрушении трубы с повышенным углом укладки и условным

диаметром 90 произошло превышение предела прочности по осевой нагрузке в армирующем каркасе, а для трубы с повышенным углом укладки и условным диаметром 110 при том же характере разрушения - превышение кольцевого предела прочности армирующего каркаса. При этом в ходе обработки данных выяснилось, что тип внешнего покрытия не влияет на данный процесс. В таблице 2 представлен сводный протокол испытания. В большом количестве

литературы указывается, что внутренний полиэтиленовый слой практически полностью передает напряжение на армирующий каркас, однако в ходе эксперимента на начальном этапе образцы выдерживались значительное время. При этом образец № 1 отдельно был выдержан при давлении 35 бар, близком к критическому давлению всей конструкции, в течение 66 часов, затем сохранял герметичность определенное время на критическом давлении, равном 40 бар. По расчетам ГОСТ, полиэтиленовая труба с исходными диаметром и толщиной стенки без армирующего слоя разрушается практически мгновенно при давлении в 35 бар, а отдельно армирующий слой - при давлении 26 бар. Однако окончательный результат в 40 бар совпал с теоретическим предположением о том, что внутренний полиэтилен способен внести вклад в общую прочность конструкции согласно предложенной модели. По результатам обработки полученных данных эксперимента методом наименьших квадратов для нахождения k1, k2 и е коэффиценты k1 и k2 оказались близки к 1 и были приравнены, а коэффициент е = 0,598 для М604ТБ и е =0,9989 для PERT принят равным 0,6 и 1 соответственно. Результаты эксперимента совпали с теоретической моделью с точностью, не превышающей 7% (рис. 4). Погрешность обусловлена большим шагом увеличения давления при проведении испытания и может быть значительно снижена при дальнейших испытаниях за счет уменьшения шага. Для частного случая, когда в качестве внутреннего слоя используется сшитый полиэтилен PE-X и при Т = 293 0К после применения коэффициентов:

Крит D ^ JKD2 ^

где е = 0,6 для М604ТБ, е =1 для PERT.

Основным выводом, полученным по результатам эксперимента, является то, что при расчете прочности на разрыв полиэтиленовых труб, армированных стекловолокном, необходимо учитывать не только прочность армирующего каркаса, но и прочность внутреннего полиэтиленового слоя, при этом:

92

№ 2 февраль 2016 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ

OIL AND GAS TRANSPORTATION AND STORAGE

Рис. 4. Сравнение теоретических значении критического давления и полученных в результате опыта Fig. 4. Comparing the theoretical values of critical pressure and those obtained as a result of testing

Результат эксперимента

50,00

45,00

40,00

a. 35,00

\o a? 30,00

X 01 25,00

to to 20,00

d

15,00

10,00

5,00

0,00

Номер образца »Теоретическое • Опытное

№ Шифр образца Давление, бар Точность, %

Теор. Опыт.

1 90-ЗТ0 40,1 40 0,24

2 901-8Т0 34,51 35 1,43

3 90-Е 29,65 30 1,18

4 901-Е 26,31 25 4,97

5 110-8ТЭ 30,68 30 2,21

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6 1101-8Т0 42,89 45 4,92

7 110-Е 23,49 25 6,41

8 11Ш-Е 30,8 30 2,59

• критическое внутреннее давление полиэтилена следует считать как давление, при котором долговременная прочность обеспечивается на срок 50 лет (438 000 часов);

• коэффициенты регрессии получены с помощью МНК. Значения к5, к2 оказались близки к 1, поэтому к1=к2=1;

е в зависимости от внешнего покрытия равен 0,6 либо 1;

• как видно из эксперимента на образце № 1, резкой потери напряжений через несколько часов испытания в полиэтилене не происходит;

• для труб с увеличенным углом намотки стекловолокна и условным диаметром

90 разрушение происходит от превышения предела прочности по осевым нагрузкам, а для труб с увеличенным углом намотки стекловолокна и условным диаметром 110 - от превышения предела прочности по кольцевым нагрузкам вне зависимости от типа внешнего покрытия.

References:

1. Gustov D.S., Lyubin Ye.A., Samigullin G.Kh. Zarubezhnyj opyt primenenija kompozitnyh trub dlja transporta gaza [Foreign experience in the use of composite pipes for gas transportation]. Gaz Rossii = Russian Gas, 2015, No. 1, p. 80-87.

2. AleksejMiller: Konkretnyjuchastokgazoprovoda stanetpoligonom dlja ispytanijkompozitnyh trub [Aleksey Miller: The specific pipeline section will be the experimental area for testing the composite pipes]. Access mode: http://www.gazprom.ru/press/news/2014/february/article184302/ [Accessed date: 04.02.2016].

3. Aleksej Miller: Sdelan vazhnyj shag po ispol'zovaniju kompozitnyh trub v «Gazprome» [Aleksey Miller: An important step in the use of composite pipes at Gazprom]. Access mode: http://www.gazprom.ru/press/news/2014/august/article199561/ [Accessed date: 04.02.2016].

4. Fattakhov M.M., Teregulov R.K , Shammazov I.A , Mastobayev B.N., Movsun-zade E.M.. Transport uglevodorodnogo syrja po truboprovodam iz polimernyh i kompozitnyh materialov [Crude hydrocarbons transportation by the pipelines made of polymeric and composite materials]. St. Petersburg, Nedra Publ., 2011, 288 pp.

5. Gorilovskiy M., Gvozdev I., Shvabauer V. K voprosu prochnostnogo rascheta armirovannyh polimernyh trub [Regarding the issue of the reinforced plastic pipes strength calculation]. Polimernye truby = Polymer pipes, 2005, No. 2, p. 22-25.

6. Shalyapin S.V., Gvozdev I.V , Simonov-Yemelyanov I.D. Raschet i prognozirovanie prochnocti mnogoslojnyh polimernyh armirovannyh trub [Calculation and forecast of the multilayer polymeric reinforced pipes strength]. Vestnik MITHT=Information bulletin of M.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies, 2012, Vol. 7, No. 4, p. 112-116.

7. GOST 52134-2003. Pressure pipes made of thermoplastics and their fittings for water and heating supply systems (In Russ.). Introduction 25.06.2003.

8. GOST 24157-80. Pipes made of plastics. Method for determining the resistance at the constant internal pressure (In Russ.). Introduction 29.04.1980.

Литература:

1. Густов Д.С., Любин Е.А., Самигуллин Г.Х. Зарубежный опыт применения композитных труб для транспорта газа // Газ России. 2015. № 1. С. 80-87.

2. Алексей Миллер: Конкретный участок газопровода станет полигоном для испытаний композитных труб. Режим доступа: http://www.gazprom.ru/ press/news/2014/february/article184302/ [Дата обращения: 04.02.2016].

3. Алексей Миллер: Сделан важный шаг по использованию композитных труб в «Газпроме». Режим доступа: http://www.gazprom.ru/press/news/2014/ august/article1995б1/ [Дата обращения: 04.02.2016].

4. Фаттахов М.М., Терегулов Р.К., Шаммазов И.А., Мастобаев Б.Н., Мовсун-заде Э.М. Транспорт углеводородного сырья по трубопроводам из полимерных и композитных материалов. СПб.: Недра, 2011. 288 с.

5. Гориловский М., Гвоздев И., Швабауэр В. К вопросу прочностного расчета армированных полимерных труб // Полимерные трубы. 2005. № 2. С. 22-25.

6. Шаляпин С.В., Гвоздев И.В., Симонов-Емельянов И.Д. Расчет и прогнозирование прочности многослойных полимерных армированных труб // Вестник МИТХТ. 2012. Т. 7. № 4. С. 112-116.

7. ГОСТ 52134-2003. Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Введ. 25.06.2003.

8. ГОСТ 24157-80. Трубы из пластмасс. Метод определения стойкости при постоянном внутреннем давлении. Введ. 29.04.1980.

TERRITORIJA NEFTEGAS - OIL AND GAS TERRITORY No. 2 february 2016

93

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.