Визначення впливу штучного дефекту на механічні властивості матеріалу гнучкого трубопроводу при випробуванні на розрив
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.291877Ключові слова:
напірний пожежний рукав, гнучкий трубопровід, нормальна пружність, поздовжня жорсткість матеріалу, штучний дефектАнотація
Об’єктом дослідження є явище впливу прихованих дефектів на механічні властивості матеріалу гнучких трубопроводів. У якості дослідних зразків гнучких трубопроводів були використані напірні пожежні рукава типу «Т» з внутрішнім діаметром 77 мм. Під час експлуатації напірних пожежних та прокладанні їх по вертикальним поверхням вони піддаються значним тискам на розрив у своєму повздовжньому напрямку. Тобто такі режими роботи рукава можуть виникати під час його експлуатації. З аналізу встановлено, що не дослідженою досі залишалася залежність жорсткості та нормальної пружності матеріалу з якого виготовлений рукав від глибини та довжини дефекту при випробуванні його на розрив у поздовжньому напрямку. Досліджування були проведені на розривній машині FP 100/1 в якій фіксувалися випробувальні зразки.
Встановлено залежності показників жорсткості та нормальної пружності матеріалу гнучкого трубопроводу від глибини та довжини штучного дефекту при випробуванні його на розрив. При глибині штучного дефекту 0,2 мм та його довжини від 0 до 40 мм жорсткість матеріалу гнучкого трубопроводу зменшується від 573,812 кН/м до 478,276 кН/м. За вказаних значень дефекту нормальна пружність складала від 86,46 МПа до 64,567 МПа. При збільшенні глибини дефекту на 0,4 мм жорсткість матеріалу рукава зменшується до 432,902 кН/м, а нормальна пружність до 58,442 МПа.
Отримані результати пояснюються тим, що при зменшенні товщини ниток основи силового каркасу на 33% зменшується поздовжня жорсткість та нормальна пружність матеріалу гнучкого трубопроводу на 25 % та 26 % відповідно.
Результати цих досліджень потрібні практиці, тому що можуть дозволити розробити нові або удосконалити існуючі методи виявлення прихованих дефектів в матеріалі з якого виготовлені гнучкі трубопроводи
Посилання
- Tiutiunyk, V. V., Ivanets, H. V., Tolkunov, I. A., Stetsyuk, E. I. (2018). System approach for readiness assessment units of civil defense to actions at emergency situations. Scientific Bulletin of National Mining University, 1, 99–105. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-1/7
- Arunachala, P. K., Rastak, R., Linder, C. (2021). Energy based fracture initiation criterion for strain-crystallizing rubber-like materials with pre-existing cracks. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 157, 104617. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmps.2021.104617
- Tonatto, M. L. P., Forte, M. M. C., Tita, V., Amico, S. C. (2016). Progressive damage modeling of spiral and ring composite structures for offloading hoses. Materials & Design, 108, 374–382. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.06.124
- Wei, D., An, C., Wu, C., Duan, M., Estefen, S. F. (2022). Torsional structural behavior of composite rubber hose for offshore applications. Applied Ocean Research, 128, 103333. doi: https://doi.org/10.1016/j.apor.2022.103333
- Sun, Z., Huang, W., Lu, H., Bu, Y., Yin, Y., Wang, S., Fan, Y. (2023). Mechanical Characteristics of Fiber-Reinforced Flexible Pipe Subjected to Axial Tensile Load. Journal of Marine Science and Engineering, 11 (3), 586. doi: https://doi.org/10.3390/jmse11030586
- Zhu, X., Lei, Q., Meng, Y., Cui, X. (2021). Analysis of tensile response of flexible pipe with ovalization under hydrostatic pressure. Applied Ocean Research, 108, 102451. doi: https://doi.org/10.1016/j.apor.2020.102451
- de Sousa, J. R. M., Magluta, C., Roitman, N., Campello, G. C. (2018). On the extensional-torsional response of a flexible pipe with damaged tensile armor wires. Ocean Engineering, 161, 350–383. doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.04.091
- Yim, K.-H., Jang, B.-S. (2016). A Comparative Study for the Prediction of Ultimate Tensile Strength in Flexible Pipes. Paper presented at the Offshore Technology Conference Asia. doi: https://doi.org/10.4043/26529-ms
- Fang, P., Xu, Y., Gao, Y., Ali, L., Bai, Y. (2022). Mechanical responses of a fiberglass flexible pipe subject to tension & internal pressure. Thin-Walled Structures, 181, 110107. doi: https://doi.org/10.1016/j.tws.2022.110107
- Nazarenko, S., Kovalenko, R., Pobidash, A., Kalynovskiy, A. (2023). Experimental Study of the Sleeve Material Mechanical Properties during the Sample Tensile Test. Key Engineering Materials, 952, 111–118. doi: https://doi.org/10.4028/p-qa0fox
- Larin, O., Morozov, O., Nazarenko, S., Chernobay, G., Kalynovskyi, A., Kovalenko, R. et al. (2019). Determining mechanical properties of a pressure fire hose the type of «T». Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (102)), 63–70. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184645
- Nazarenko, S., Kovalenko, R., Asotskyi, V., Chernobay, G., Kalynovskyi, A., Tsebriuk, I. et al. (2020). Determining mechanical properties at the shear of the material of "T" type pressure fire hose based on torsion tests. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (107), 45–55. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.212269
- Nazarenko, S., Kovalenko, R., Gavryliuk, A., Vinogradov, S., Kryvoshei, B., Pavlenko, S. et al. (2021). Determining the dissipative properties of a flexible pipeline’s material at stretching in the transverse direction taking its structural elements into consideration. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (110)), 12–20. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.227039
- Nazarenko, S., Kushnareva, G., Maslich, N., Knaub, L., Naumenko, N., Kovalenko, R. et al. (2021). Establishment of the dependence of the strength indicator of the composite material of pressure hoses on the character of single damages. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (1 (114)), 21–27. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.248972
- Nazarenko, S., Kovalenko, R., Kolienov, O., Saveliev, D., Miachyn, V., Demianyshyn, V. (2022). Influence of the artificial defect on the flexible pipeline twist angle. Archives of Materials Science and Engineering, 114 (2), 58–68. doi: https://doi.org/10.5604/01.3001.0016.0026
- Cho, J. R. (2017). Anisotropic Large Deformation and Fatigue Damage of Rubber-fabric Braid Layered Composite Hose. Procedia Engineering, 173, 1169–1176. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.12.097
- Fedorko, G., Molnar, V., Dovica, M., Toth, T., Fabianova, J. (2015). Failure analysis of irreversible changes in the construction of the damaged rubber hoses. Engineering Failure Analysis, 58, 31–43. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2015.08.042
- Nishkala, K., Royan, B. T., Aishwarya, H. M., Sanjika, D. R. V., Kurup, D. G. (2018). Detection of Ruptures in Pipeline Coatings Using Split Ring Resonator Sensor. 2018 International Conference on Advances in Computing, Communications and Informatics (ICACCI). doi: https://doi.org/10.1109/icacci.2018.8554620
- Boaz, L., Kaijage, S., Sinde, R. (2014). An overview of pipeline leak detection and location systems. Proceedings of the 2nd Pan African International Conference on Science, Computing and Telecommunications (PACT 2014). doi: https://doi.org/10.1109/scat.2014.7055147
- Eckold, G., White, R. (2017). Real-Time Asset Optimisation - Integrity Management of Flexible Pipe Systems: Meeting the Challenge. Paper presented at the OTC Brasil. doi: https://doi.org/10.4043/28078-ms
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Sergii Nazarenko, Roman Kovalenko, Andrii Kalynovskyi, Andrii Pobidash, Volodymyr Nazarenko, Yevheniia Kravchenko, Olga Shoman, Volodymyr Danylenko, Olena Sydorenko
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.
