Виявлення особливостей коливань попередньо напружених трубопроводів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.246751Ключові слова:
попередньо напружений трубопровід, обмотка дроту, експериментальний аналіз коливань, вільні затухаючі коливання, вимушена вібраціяАнотація
Розглянуто конструктивне рішення магістрального надземного трубопроводу із попередньо напруженою обмоткою, що дозволяє підвищити ефективність роботи та знизити матеріаломісткість. Наведено результати експериментальних досліджень особливостей роботи попередньо напружених трубопроводів при статичних експлуатаційних навантаженнях. Показано, що радіальні переміщення стінки попередньо напруженого трубопроводу стиснуті обмоткою, що напружується, яка перешкоджає її деформуванню. Виявлено, що збільшення зусилля натягу дроту обмотки знижує кільцеву напругу в стінці трубопроводу в 1,3...1,6 рази та підвищує меридіональні – в 1,2...1,4 рази.
Експериментальними дослідженнями моделей попередньо напружених трубопроводів при вільних вертикальних та горизонтальних коливаннях встановлено залежність частотних характеристик від експлуатаційних умов та параметрів попередньої напруги. Встановлено, що огинаюча амплітуд за осцилограмою вільних затухаючих коливань має форму експоненти, яка вказує на демпфуючий вплив попередньої напруги. Аналіз зміни динамічних характеристик моделей залежно від зусилля попередньої напруги показав, що частоти вільних коливань збільшуються в 1,5–1,6 рази, а декремент коливань зменшується в 1,2–1,25 рази.
Наведено результати дослідження впливу параметрів попередньої напруги на напружено-деформований стан моделі трубопроводу при вимушених горизонтальних та вертикальних коливаннях.
Показано, що епюри кільцевої динамічної напруги та деформації в моделях попередньо напруженого трубопроводу більш згладжені в порівнянні з аналогічними характеристиками звичайного трубопроводу, випробуваних при однакових експериментальних параметрах.
Результати роботи дозволили виявити кількісно особливості роботи попередньо напруженого трубопроводу при статичних та динамічних впливах з урахуванням параметрів попередньої напруги та умов експлуатації.
Посилання
- V Komi proizoshel razryv truby na gazoprovode. Available at: https://ria.ru/20190728/1556950300.html
- Gaysina, D. R., Denisova, YA. V. (2016). Analiz prichin avariynyh situatsiy na magistral'nyh truboprovodah. Vestnik tekhnologicheskogo universiteta, 19 (14), 129–130. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26555576
- Mokrousov, V. I. (2015). K voprosu ob avariyah magistral'nyh nefteprovodov. Aktual'nye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk, 11-1, 175–180. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=24901722
- Rybina, M. A. (2016). Prestressed tank. VIII Mezhdunarodnaya studencheskaya nauchnaya konferentsiya. Studencheskiy nauchniy forum - 2016. Available at: https://files.scienceforum.ru/pdf/2016/18294.pdf
- Rabota i raschet predvaritel'no-napryazhennyh tsilindricheskih obolochek. Available at: http://ctcmetar.ru/metallicheskie-konstrukcii/1709-rabota-i-raschet-predvaritelno-napryazhennyh-cilindricheskih-obolochek.html
- Fiori, S. R., Kendall, D. R., Mulligan, S. B. (2001). Rehabilitation of Prestressed Concrete Cylinder Pipe – A Utility Perspective. Pipelines 2001. doi: https://doi.org/10.1061/40574(2001)35
- Dijkstra, G. J., Francis, B., Van Der Heden, H., Gresnigt, A. M. (2011). Industrial Steel pipe systems under seismic loading: A comparison of European and American design codes. 3rd International Conferences on Computational Methods in structural Dynamics and Earthquake Engineering, 1–22. Available at: https://research.tudelft.nl/en/publications/industrial-steel-pipe-systems-under-seismic-loading-a-comparison-
- Amanbaev, T., Suleymenov, U., Shupakova, R., Zhanabay, N. (2007). Inzhenernyy raschet i metodologiya optimal'nogo proektirovaniya predvaritel'no napryazhennyh truboprovodov. Mekhanika i modelirovanie protsessov, 2, 191–195.
- Fedorova, T. G. (2018). Experimental and theoretical study of elastoplastic deformation, loss of stability and postbuckling behavior of cylindrical shells with discrete aggregate during bending. Cheboksary: PH "Sreda", 184. doi: https://doi.org/10.31483/a-38
- Romanov, D. A., Rashchepkina, S. A. (2014). Experimental and theoretical research cylindrical shell of hollow cells. X mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya "bezopasnost' yadernoy energetiki". Posvyaschaetsya 60-letiyu yadernoy energetiki, 33–35. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22689385
- Lupin, V. A., Pashkov, Y. I., Ivanov, M. A. (2012). Problems of the avalanche destructions of welded pipelines and methods of their prevention. Vestnik YuUrGU, 15, 26–27. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=17742281
- Alavinasab, A., Padewski, III, E., Holley, M., Jha, R., Ahmadi, G. (2010). Damage Identification Based on Vibration Response of Prestressed Concrete Pipes. Pipelines 2010. doi: https://doi.org/10.1061/41138(386)87
- Bakhtiari-Nejad, F., Mousavi Bideleh, S. M. (2012). Nonlinear free vibration analysis of prestressed circular cylindrical shells on the Winkler/Pasternak foundation. Thin-Walled Structures, 53, 26–39. doi: https://doi.org/10.1016/j.tws.2011.12.015
- Zhang, Y. L., Gorman, D. G., Reese, J. M. (2003). Vibration of prestressed thin cylindrical shells conveying fluid. Thin-Walled Structures, 41 (12), 1103–1127. doi: https://doi.org/10.1016/s0263-8231(03)00108-3
- Gekhman, A. S., Zaynetdinov, H. H. (1988). Raschet, konstruirovanie i ekspluatatsiya truboprovodov v seysmicheskih rayonah. Nadezhnost' i kachestvo, 180. Available at: https://search.rsl.ru/ru/record/01001429046
- Brandt, M. J., Johnson, K. M., Elphinston, A. J., Ratnayaka, D. D. (2017). Pipeline Design and Construction. Twort’s Water Supply, 693–742. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100025-0.00017-x
- Chen, M., Li, N., Mu, H. (2021) Assessment of a low-carbon natural gas storage network using the FLP model: A case study within China–Russia natural gas pipeline East Line's coverage. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 96, 104246. doi: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2021.104246
- Singh, R. (2017). Hazards and Threats to a Pipeline System. Pipeline Integrity Handbook, 35–88. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-813045-2.00005-3
- Zhangabay, N. Zh., Utelbayeva, A. B. (2021). Pat. No. 6208 KZ. Cylindrical shell for storage and transportation of liquids and hydrocarbons. No. 2021/0060.2; declareted: 22.01.2021; published: 02.07.2021, Bul. No. 26. Available at: https://gosreestr.kazpatent.kz/Utilitymodel/DownLoadFilePdf?patentId=336625&lang=en
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Ulanbator Suleimenov, Nurlan Zhangabay, Akmaral Utelbayeva, Mohamad Nasir Mohamad Ibrahim, Arman Moldagaliyev, Khassen Abshenov, Svetlana Buganova, Saltanat Daurbekova, Zaure Ibragimova, Aibarsha Dosmakanbetova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
