Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРОЙНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ С РАЗЛИЧНЫМ УГЛОМ СОЧЛЕНЕНИЯ ОТ ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ'

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРОЙНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ С РАЗЛИЧНЫМ УГЛОМ СОЧЛЕНЕНИЯ ОТ ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
84
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТРОЙНИКОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ / СИСТЕМЫ СМЕШЕНИЯ / ДИНАМИЧЕСКОЕ КОМПАУНДИРОВАНИЕ / ТРОЙНИКИ / УГОЛ СОЧЛЕНЕНИЯ / ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Мишкин В. А., Соснин Д. А., Колчин А. В., Ташбулатов Р. Р.

В статье приведены результаты прочностных расчетов тройниковых соединений в программах, использующих метод конечных элементов, «Штуцер МКЭ» и ANSYS. В результате исследования был найден предельный угол сочленения труб в тройниковом соединении при воздействии внутреннего давления. Построены графики зависимости максимальных напряжений в тройниковых соединениях от угла сочленения труб. Полученные результаты могут быть использованы для исследования смешиваемости компонентов в системах динамического компаундирования, а также для изготовления тройниковых соединений для экспериментов в лабораторных условиях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Мишкин В. А., Соснин Д. А., Колчин А. В., Ташбулатов Р. Р.

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

STUDY OF STRESSES IN TEE-JOINTS WITH DIFFERENT JOINT ANGLES FROM INTERNAL PRESSURE

The paper presents the results of strength calculations of tee-joints in programmes using the finite element method, «SHtucer MKE» and ANSYS. As a result of the study, the limit angle of the pipe joint in a tee-joint under internal pressure has been found. The maximum stresses in tee-joints are plotted as a function of the angle of articulation of the pipes. The results obtained can be used to investigate the miscibility of components in dynamic compounding systems as well as for making tee-joints for experiments under laboratory conditions.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРОЙНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ С РАЗЛИЧНЫМ УГЛОМ СОЧЛЕНЕНИЯ ОТ ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ»

УДК 622.692.4

https://doi.org/10.24412/0131-4270-2022-5-6-11-17

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРОЙНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ С РАЗЛИЧНЫМ УГЛОМ СОЧЛЕНЕНИЯ ОТ ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ

STUDY OF STRESSES IN TEE-JOINTS WITH DIFFERENT JOINT ANGLES FROM INTERNAL PRESSURE

Мишкин В.А., Соснин Д.А., Колчин А.В., Ташбулатов Р.Р.

Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, г. Уфа, Россия

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1493-0044, E-mail: [email protected]

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0304-8435, E-mail: [email protected]

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6581-0045,

E-mail: [email protected]

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5406-2352,

E-mail: [email protected]

Резюме: В статье приведены результаты прочностных расчетов тройниковых соединений в программах, использующих метод конечных элементов, «Штуцер МКЭ» и ANSYS. В результате исследования был найден предельный угол сочленения труб в тройниковом соединении при воздействии внутреннего давления. Построены графики зависимости максимальных напряжений в тройниковых соединениях от угла сочленения труб. Полученные результаты могут быть использованы для исследования смешиваемости компонентов в системах динамического компаундирования, а также для изготовления тройниковых соединений для экспериментов в лабораторных условиях.

Ключевые слова: тройниковые соединения, системы смешения, динамическое компаундирование, тройники, угол сочленения, эквивалентные напряжения.

Для цитирования: Мишкин В.А., Соснин Д.А., Колчин А.В., Ташбулатов Р.Р. Исследование напряжений в тройниковых соединениях с различным углом сочленения от внутреннего давления // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2022. № 5-6. С. 11-17.

D0I:10.24412/0131-4270-2022-5-6-11-17

Благодарность: Работа выполнена в рамках программы научно-исследовательских работ стипендиата президента Российской Федерации с регистрационным номером СП-5254.2022.1.

Mishkin Vladimir A., Sosnin Dmitriy A., Kolchin Alexander V., Tashbulatov Radmir R.

Ufa State Petroleum Technological University, 450062, Ufa, Russia

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1493-0044, E-mail: [email protected] ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0304-8435, E-mail: [email protected] ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6581-0045, E-mail: [email protected] ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5406-2352,

E-mail: [email protected]: The paper presents the results of strength calculations of tee-joints in programmes using the finite element method, «SHtucer MKE» and ANSYS. As a result of the study, the limit angle of the pipe joint in a tee-joint under internal pressure has been found. The maximum stresses in tee-joints are plotted as a function of the angle of articulation of the pipes. The results obtained can be used to investigate the miscibility of components in dynamic compounding systems as well as for making tee-joints for experiments under laboratory conditions.

Keywords: tee connections, mixing systems, dynamic compounding, tees, mating angle, equivalent stresses.

For citation: Mishkin V.A., Sosnin D.A., Kolchin A.V., Tashbulatov R.R. STUDY OF STRESSES IN TEE-JOINTS WITH DIFFERENT JOINT ANGLES FROM INTERNAL PRESSURE. Transport and Storage of Oil Products and Hydrocarbons, 2022, no. 5-6, pp. 11-17.

DOI:10.24412/0131-4270-2022-5-6-11-17

Acknowledgments: The work was carried out within the framework of the Presidential Research Scholarship Programme of the Russian Federation with registration number SP-5254.2022.1.

Введение

При динамическом компаундировании нефтей с различными качественными показателями одной из важнейших задач является получение однородной смеси [1, 2]. К настоящему моменту были выполнены эксперименты, по результатам которых было установлено, что компаундирование нефтей с образованием однородной смеси происходит при соблюдении турбулентного режима течения и образование такой смеси заканчивается на расстоянии, равном приблизительно 50-100 диаметров трубы. Было установлено, что на длину участка, по достижении которого происходит полное перемешивание, влияют расход, диаметр труб, шероховатость стенок труб [3]. Тем не менее в данных исследованиях использовались тройниковые соединения типовой формы,которая обладает оптимальными, с точки зрения металлозатрат прочностными характеристиками. Но при смешении нефти большим приоритетом является качество перемешивания смеси на выходе,

и изменение угла сочленения труб в тройниковом соединении может оказаться экономически и технологически выгодным, несмотря на возможное незначительное повышение металлоемкости конструкции для сохранения прочностных показателей, допустимой для безопасной эксплуатации.

Поддержание стабильного качества нефти, поставляемой на НПЗ запада России и Европы - одна из главных задач, указанных в проекте Генеральной схемы развития нефтяной отрасли до 2035 года. Таким образом, при строительстве новых систем компаундирования необходимо применять энергоэффективные технологии, обеспечивающие лучшее смешение компонентов и безопасную эксплуатацию систем смешения. Одним из энергоэффективных решений при строительстве систем компаундирования является модернизация точки смешения компонентов (тройникового соединения) для обеспечения лучшей смешиваемости компонентов.

Таким образом, объектом исследования являются трой-никовые соединения с различным углом сочленения труб.

В рамках выполнения исследования целью является нахождение предельного угла сочленения труб в тройни-ковом соединении, при котором будет соблюдаться условие прочности и недопустимости пластических деформаций, в программах, использующих для решения метод конечных элементов.

Задачи, поставленные в рамках исследования: изучение возникающих эквивалентных напряжений в тройнико-вых соединениях от внутреннего давления в программных комплексах «Штуцер МКЭ» и ANSYS; построение графиков зависимости возникающих напряжений в тройниковых соединениях от угла сочленения труб; исследование полученных результатов прочностных расчетов.

Выполнение данного исследования позволит определить область исследования гидравлических характеристик тройниковых соединений, обеспечивающих наилучшее смешение компонентов компаундирования [3].

Постановка задачи

Исходные данные для построения моделей были таковы: наружный диаметр основной магистрали - 820 мм; диаметр второй магистрали - 720 мм, выбор данных диаметров обусловлен опытно-промышленными данными расходов в системах компаундирования на НПС «Калейкино», ЛПДС «Нурлино», в которых смешиваются сернистые и высокосернистые нефти с расходами в трубопроводах до 4000 м3/ч; длина магистрали - 9000 мм, толщина стенок трубопроводов - 12 мм.

Материал модели тройникового соединения - сталь 09ГБЮ, так как данная сталь применяется для изготовления электросварных прямошовных труб группы прочности К56 для магистральных нефтепроводов [4]. Предел прочности стали 09ГБЮ - 550 МПа, предел текучести - 380 МПа. Модуль Юнга принят равным 2,06-105 МПа, плотность стали 8000 кг/м3, коэффициент Пуассона 0,3. Шаг исследуемого угла сочленения труб принят равным 5°.

Рабочие условия для расчета тройникового соединения на прочность: внутреннее давление трубопровода Р = 1,6 МПа, расчетная температура t = 15,7 °С (принята согласно СП 20.13330.2016 для выбранной местности [5]).

Общий вид системы компаундирования, в которой располагается тройниковое соединение, показан на рис. 1.

Расчет тройникового соединения в программе «Штуцер МКЭ»

Расчет выполнялся согласно ГОСТ 34233.1-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования. Коэффициенты прочности продольного и кольцевого швов приняты равными у = 1. Форма поперечного сечения - цилиндрическая, тип врезки - непроходящий тройник без укрепления.

Построенная конечно-элементная модель представлена на рис. 2.

Тройник закреплен жесткой заделкой со всех концов трубопровода. Расчетная схема наклонного тройника с системой координат магистральной и отводящей частей представлена на рис. 3.

Были рассчитаны свойства материала для магистральной части и ответвления.

Рис. 1. Общий вид системы компаундирования: 1,2, 3 -СИКН; 4 - насосы подпорные; 5 - резервуары; 6 - насосы магистральные; 7 - узел регулирования давления; 8 - управляющее устройство

| Рис. 2. Конечно-элементная модель тройника

| Рис. 3. Расчетная схема

Мгх

Допускаемые напряжения были найдены по формуле [а] = -1 п тш К; ^} =

Кт }пт пв

= 1/1,1^1^т1п{380/1,5; 580/2,4} = 208,333 МПа, (1)

где <пр - предел прочности при расчетной температуре, МПа; <т - предел текучести при расчетной температуре, МПа; пт - коэффициент запаса прочности по пределу текучести, пт = 1,5 при рабочих условиях для стали [3]; пв - коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению разрыву (запас по пределу прочности); пв = 2,4 при рабочих условиях для стали [3].

Была проведена оценка допускаемого условно-упругого напряжения при расчетной температуре, определяемого по суммам составляющих общих или местных мембранных и общих изгибных напряжений:

[<]м = 1,5-[<] = 1,5-208,333 = 312,5 МПа. (2)

Допускаемое значение суммарных мембранных (общих или местных) и изгибных напряжений составило

[ст]д = 3,0-[ст] = 3,0-208,333 = 625 МПа. (3)

Проверка условий прочности выполнена в соответствии с ГОСТ 34233.1-2017. В качестве критерия прочности, позволяющего использовать прочностные характеристики, полученные при одноосном растяжении, для анализа прочности элементов конструкции, находящихся в двух- или трехосном напряженно-деформированном состоянии, в ГОСТ 34233.1 - ГОСТ 34233.11 используется критерий прочности по теории максимальных касательных напряжений [3].

Общие мембранные напряжения, вызываемые действием внутреннего или наружного давления, это средние напряжения растяжения или сжатия по толщине стенки магистрали трубопровода [8].

Выполнена проверка условия статической прочности при расчетных температурах по общим мембранным напряжениям.

Для магистральной части:

<т = 59,564 МПа < фКт[< = 1-229,167 = 229,167 МПа, (4)

где ф - коэффициент прочности сварных швов; Кт =1,1 -коэффициент запаса, учитывающий уровень разбивки [6].

Условие прочности выполнено.

Для ответвления:

<т1 = 52,29 МПа < фп-Кт-[ст]1 = 1-229,167 = 229,167 МПа.(5)

Условие прочности выполнено.

Разбивка эквивалентных напряжений от давления представлена на рис. 4.

Рассчитаны эквивалентные мембранные напряжения от совместного действия сил и давления и выполнена проверка условия прочности.

Для магистральной части:

<т[. + <и = 301,624 МПа < фу-[ст]м = 1-312,5 = 312,5МПа, (6)

где <т1_ - местные мембранные напряжения (мембранные напряжения в зонах присоединения патрубков к обечайкам (днищам) вне зоны сварного шва) [7], МПа; <и - общие изгибные напряжения (напряжения изгиба, вызываемые действием внешних сил и моментов, действующих на сосуд или трубопровод в целом) [7], МПа.

Рис. 4. Эквивалентные общие мембранные напряжения от давления в МПа

Рис. 5. Эквивалентные мембранные напряжения от совместного действия сил и давления в МПа

I

Таблица 1

Зависимость эквивалентных напряжений от угла наклона тройника

Угол наклона тройника, град. Эквивалентные мембранные напряжения от совместного действия сил и давления, МПа

на магистрали на ответвлении

0 221,73 218,359

5 233,702 230,402

10 247,58 244,206

15 263,369 259,924

20 281,282 278,607

25 301,624 300,297

30 325,944 325,763

Условие прочности выполнено. Для ответвления:

«ти + <и1 = 300,297МПа < фДст^ = = 1-312,5 = 312,5МПа.

(7)

Условие прочности выполнено.

Распределение эквивалентных напряжений от совместного действия сил и давления представлено на рис. 5.

Данный расчет представлен для тройника с углом наклона ответвления 25° от вертикальной оси. Проведен расчет эквивалентных напряжений при различных углах наклона и данные сведены в табл.1.

Если сравнить значения из таблицы с допускаемым условно-упругим напряжением при расчетной температуре [а]м = 312,5 МПа, то можно сделать вывод, что условие прочности перестало выполняться при угле наклона 30° и выше. Зависимость эквивалентных напряжений от угла наклона имеет нелинейный характер.

По данным результатов расчета была построена линия тренда для оценки характера изменения напряжений в зависимости от угла наклона. График представлен на рис. 6.

В результате расчета были определены допускаемые индивидуальные силы и моменты по осям при отсутствии действия остальных. Результат представлен в табл. 2.

В результате расчета был найден предельный угол сочленения труб в тройниковом соединении, равный 25°.

Рис. 6. График зависимости максимальных напряжений в тройниковом соединении от угла

340 320

с «

ЙЕ 300

* к 280 га 1

260 I ^240

| я | 1 220

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

I 200

10 15 20 25 Угол сочленения, град.

30

35

I

Таблица 2

Допускаемые индивидуальные нагрузки

Расчет тройникового соединения в программе ANSYS

Было осуществлено разбиение моделей на конечные элементы. Вид исполнения тройниковых соединений -штампосварной. Радиус скругления в месте сочленения труб, согласно ГОСТ Р 56685-2015 [2] - 90 мм. В отличие от программы «Штуцер МКЭ» параметры расчетной сетки задавались вручную.

Параметры расчетной сетки: вид конечного элемента -тетраэдр. Выбор данного вида конечного элемента связан с тем, что расчетная модель не является телом вращения и она не построена методом вытягивания, поэтому применение других видов конечных элементов нецелесообразно. Размер конечного элемента - 0,03 м для всей модели, кроме места сочленения труб.

Для большей достоверности полученных результатов было задано утончение сетки в месте сочленения двух труб. Данное условие необходимо для соблюдения теории оболочек - не менее трех конечных элементов в толщине стенки. Разбиение толщины стенки на конечные элементы в месте сочленения труб показано на рис. 7.

В остальном пространстве модели сетка разбивалась на конечные элементы размером 0,03 м, так как исследование возникающих эквивалентных напряжений в тройни-ковых соединениях от внутреннего давления заключалось в поиске максимальных значений данных величин. Такие

Место приложения Допускаемые силы, кН Допускаемые моменты, кН-м Допускаемое давление, МПа

На конце ^2у М2Х ^у

магистрали (трубная СК) 1911,94 150,95 80,23 232,51 493,61 1156,21 1,6577

На краю р1у ^у Ш

ответвления (штуцера СК) 84,6 43,84 609,81 114,73 239,97 223,0 1,683

значения должны наблюдаться в месте сочленения труб в тройниковом соединении, где и было осуществлено утончение расчетной сетки. Утончение же всей расчетной модели привело бы к нерациональному использованию вычислительных мощностей используемого оборудования и неоптимальному расчету.

Общий вид полученной расчетной сетки показан на рис. 8.

В настройках решателя было установлено максимальное количество шагов разбиения расчетной сетки, - 10. Данное условие ограничивает максимум перерасчетов модели с большим числом конечных элементов. Перерасчет модели происходит в том случае, если результаты расчета модели с большим числом конечных элементов отличаются от предыдущих результатов расчета с меньшим числом конечных элементов больше, чем на установленную сходимость. Сходимость результатов, принятая в ходе выполнения исследования - 3%. Данная сходимость соответствует принятой сходимости результатов инженерных расчетов. Глубина утончения сетки при несходимости результатов - 3.

0

5

| Рис. 7. Расчетная сетка в месте контакта трубопроводов | Рис. 8. Общий вид расчетной сетки модели

I Таблица 3

Полученные значения максимальных эквивалентных напряжений

Угол сочленения, град. Максимальные эквивалентные напряжения, МПа

0 196,97

5 196,81

10 202,97

15 210,11

20 222,47

25 241,84

30 276,92

|Рис. 9. Максимальные эквивалентные напряжения в тройниковых соединениях

а) 300

¡о 0

5 0 5 10 15 20 25 30

Угол сочленения, град.

Данная глубина утончения позволила гарантировать точность моделирования за счет большего числа конечных элементов в случае разницы полученных результатов исследования выше установленной сходимости результатов - 3%.

Полученные значения максимальных эквивалентных напряжения для 7 моделей тройниковых соединений показаны в табл. 3.

Для наглядного визуального представления характера изменения максимальных эквивалентных напряжений при увеличении угла сочленения труб была построена линия тренда, которая представлена на рис. 9.

Наблюдавшаяся зависимость изменения величин максимальных эквивалентных напряжений от угла сочленения труб имела нелинейный характер. Для описания данной зависимости была построена линия тренда.

Картина распределения эквивалентных напряжений в сечении тройникового соединения на примере тройника с углом сочленения 25° представлена на рис. 10.

Согласно рис. 10, максимальные эквивалентные напряжения наблюдались в месте сочленения труб на внутренней стенке тройникового соединения. Это обусловлено возникающими воздействиями приложенного внутреннего давления, которое, согласно расчетной схеме (см. рис. 3) стремится выровнять геометрию трубы и свести к нулю разницу между возникающими моментами в точке сочленения труб, возникающую из-за угла наклона соединения.

Исследование полученных в программе ANSYS результатов прочностных расчетов

Прочностной расчет трубопроводов осуществляется по методу предельных состояний согласно СП 36.13330.2012 [8]. Сущность метода заключается в том, что рассматривается такое напряженное состояние трубопровода, при котором дальнейшая его эксплуатация невозможна. Первое предельное состояние - несущая способность (разрушение его под воздействием внутреннего давления), второе -предельно допустимые деформации. Характеристикой несущей способности трубопровода является временное сопротивление металла труб (предел прочности).

Первое предельное состояние характеризуется в общем виде зависимостью

Рис. 10. Эквивалентные напряжения для тройникового соединения с углом сочленения 25°

Ур < Щ, S),

(8)

расчетных сопротивлений материала, Па; S - геометрические характеристики труб. Для второго предельного состояния:

f < К

(9)

где f - деформация трубопровода, м; fдоп - допустимое значение деформации, м.

При определении напряженного состояния трубопровода для проверки первого предельного состояния учитываются только те, напряжения, которые влияют на разрушающее давление. Критерием выполнения первого предельного состояния является условие, при котором эквивалентное напряжение уэкв (определяемое по табл. 3 для каждого случая) не должно превышать расчетное сопротивление материала трубы:

Уэкв < R1.

(10)

где Ур - напряжение в трубопроводе от расчетных внешних нагрузок и воздействий и их сочетаний, Па; Я1 - одно из

Для оценки прочности трубопровода необходимо находить наиболее напряженное сечение, то есть такое сечение, где совокупность действующих напряжений (эквивалентное напряжение) оказывается наибольшей.

Согласно полученным в ходе выполнения НИР данным, для тройника с углом сочленения 30° максимальные эквивалентные напряжения, согласно таблице 3, уэкв = 276,92 МПа, предел прочности, согласно исходным данным, Я1 = 550 МПа. Тогда условие (10) для данного случая:

276,92 МПа < 550 МПа. (11)

Для тройника с углом сочленения 25° максимальные эквивалентные напряжения, согласно табл. 4, уэкв = 241,84 МПа, предел прочности Я1 = 550 МПа. Тогда условие (10) для данного случая:

241,84 МПа < 550 МПа.

(12)

Условие выполняется для тройников с углом сочленения 30°, 25°, у остальных моделей значения максимальных эквивалентных напряжений, согласно табл. 3, ниже, значит, условие (10) также выполняется.

Для ограничения пластических деформаций СП 36.13330.2012 предусматривает проверку трубопровода по второму предельному состоянию, которое выражается через напряжения. Критерием выполнения второго предельного состояния является условие, при котором эквивалентные напряжения не должны превышать значений, определяемых нормативным пределом текучести металла труб, устанавливаемым стандартом и техническими условиями на трубы:

m

K2 • KH

-• R2

(13)

где т - коэффициент условий работы, в нашем случае согласно табл. 1 [6], т = 0,825; К2 - коэффициент надежности по материалу, в нашем случае согласно таблице 11 [6], К2 = 1,15; Кн - коэффициент надежности по назначению, в нашем случае согласно таблице 12 [6], Кн = 1,1; Я2 - нормативный предел текучести металла труб, согласно исходным данным, Я2 = 380 МПа.

Тогда правая часть уравнения (13):

m

K2 • Кн

-R2

0,825 1,15 • 1,1

• 380 = 247,83 МПа.

(14)

Выражение (13) для тройника с углом сочленения 30° будет иметь вид

276,92 МПа < 247,83 МПа. (15)

Данное выражение является неверным, а значит, эксплуатация данного тройника в системе компаундирования сопряжена с проявлением пластических деформаций, что недопустимо.

Выражение (13) для тройника с углом сочленения 25° будет иметь вид:

241,84 МПа < 247,83 МПа. (16)

Данное выражение является верным, а значит, тройник с таким углом сочленения по предварительным расчетам допускается применять в системах смешения. Выполнение условия (13) для остальных моделей тройниковых соединений также обеспечивается, так как максимальные эквивалентные напряжения для данных моделей меньше, чем для тройника с углом сочленения 25°.

Заключение

Таким образом, в результате проведения расчетов и проверок на прочность выявлен оптимальный угол наклона косого тройникового соединения с заданными геометрическими, прочностными свойствами, равный 25°, посчитаны эквивалентные напряжения от общего действия сил и давления, выведены допускаемые индивидуальные нагрузки на тройник по осям.

Выполнена графическая визуализация зависимости максимальных напряжений в тройниковых соединениях при заданном шаге сочленения при воздействии внутреннего давления в программах «Штуцер МКЭ» и ANSYS. Данную визуализацию можно использовать для приближенной оценки максимальных напряжений, возникающих в трой-никовых соединениях.

Исследование полученных результатов прочностных расчетов выполнялось согласно ГОСТ 34233.1-2017 и СП 36.13330.2012. В ходе выполнения исследования рассмотрено влияние только внутреннего давления, в дальнейшем при решении конкретной задачи для определенного местоположения тройникового соединения необходимо учитывать вес вышележащих конструкций и грунта, что может повлиять на величину предельного угла сочленения труб.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гареев М.М. Повышение эффективности магистральных нефтепроводов на основе использования агентов снижения гидравлического сопротивления и совершенствования системы учета нефти: дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.19.Уфа, 2006. 348 с.

2. ГОСТ Р 56685-2015. Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Детали соединительные диаметром от 530 до 1220 мм. Общие технические условия.

3. Давлетбаев А.И., Соснин Д.А. Исследование прочностных свойств тройниковых соединений с различным углом сочленения и полей скоростей потоков при смешении // Тез. докл. XVI Междунар. учеб.-науч.-практ. конф. «Трубопроводный транспорт - 2021». Уфа: Изд-во УГНТУ, 2021. С. 62-63.

4. ТУ 14-3Р-1270-2009. Трубы стальные электросварные прямошовные диаметром 530, 720, 820 мм для магистральных газонефтепроводов. Технические условия.

5. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

6. ГОСТ 34233.1-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.

7. Мембранные напряжения в трубопроводе. URL: https://pipe-s.ru/membrannyye-napryazheniya-v-truboprovode (дата обращения 04.03.2022).

8. СП 36.13330.2012 Расчет на прочность стальных трубопроводов.

REFERENCES

1. Gareyev M.M. Povysheniye effektivnostimagistralnykh nefteprovodovna osnove ispol'zovaniya agentovsnizheniya gidravlicheskogo soprotivleniya i sovershenstvovaniya sistemy ucheta nefti. diss. dokt. tekhn. nauk [Increasing the efficiency of main oil pipelines based on the use of agents to reduce hydraulic resistance and improve the oil accounting system. Dr. tech. sci. diss.].Ufa, 2006. 348 p.

2. GOSTR 56685-2015. Magistral'nyy truboprovodnyy transport nefti i nefteproduktov. Detali soyedinitel'nyye diametrom ot 530 do 1220 mm. Obshchiye tekhnicheskiye usloviya [State Standard R 56685-2015. Trunk pipelines for oil and oil products transportation. Fittings for diameters from 530 to 1220 mm. General specifications].

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

Davletbayev A.I., Sosnin D.A. Issledovaniye prochnostnykh svoystv troynikovykh soyedineniy s razlichnym uglom sochleneniya i poley skorostey potokov pri smeshenii [Investigation of the strength properties of tee joints with different articulation angles and fields of flow rates during mixing]. Trudy XVI Mezhd. ucheb.-nauch.-prakt. konf. «Truboprovodnyy transport - 2021» [Proc. of XVI Int. study.-scient.-pract. conf. "Pipeline transport - 2021"]. Ufa, 2021, pp. 62-63.

TU 14-3R-1270-2009. Truby stal'nyye elektrosvarnyye pryamoshovnyye diametrom 530, 720, 820 mm dlya magistral'nykh gazonefteprovodov. Tekhnicheskiye usloviya [TU 14-3R-1270-2009. Longitudinal electric-welded steel pipes with a diameter of 530, 720, 820 mm for main gas and oil pipelines. Specifications]. SP 20.13330.2016 Nagruzki i vozdeystviya [SP 20.13330.2016 Loads and impacts].

GOST 34233.1-2017. Sosudy i apparaty. Normy i metody rascheta na prochnost'. Obshchiye trebovaniya [State Standard 34233.1-2017. Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. General requirements]. Membrannyye napryazheniya v truboprovode (Membrane stresses in the pipeline) Available at: https://pipe-s.ru/ membrannyye-napryazheniya-v-truboprovode (accessed 4 March 2022).

SP 36.13330.2012 Raschet na prochnost' stal'nykh truboprovodov [SP 36.13330.2012 Strength calculation of steel pipelines].

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Мишкин Владимир Алексеевич, магистрант кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.

Соснин Дмитрий Алексеевич, магистрант кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.

Колчин Александр Владимирович, к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.

Ташбулатов Радмир Расулевич, к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.

Mishkin Vladimir A., Undergraduate of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University. Sosnin Dmitriy A., Undergraduate of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University. Kolchin Alexander V., Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University.

Tashbulatov Radmir R., Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.