Assessment methods of resource and durability of bent underground main pipelines being under pressure and exposed to temperature differences are considered.
pipeline, ground elevation marks, angles of contingence, curvature, bend tensions, fluidity limit, splineapproximation, resource of pipelines.
1. Введение
Оценка прочности заглубленных магистральных трубопроводов (МТ) обычно осуществляется расчетом, в основном посредством компьютерного моделирования. В [1—3] рассмотрены алгоритмы и программные средства анализа напряженно-деформированного состояния (НДС) трубопроводов в различных геологических и температурных условиях, в частности, при подземном проложении в сейсмически активных регионах. Применен двумерный прочностной расчет трубы в плоскости xy, нормальной к ее оси z по схеме «плоской деформации», определено осевое напряжение в конкретном сечении zi, в том числе — от начальной кривизны оси K(zi) и переменных искривлений при воздействии сейсмической волны.
Алгоритмы прочностных задач основаны на классических методах механики сплошной среды, теорий упругости, пластичности и строительной механики, реализующих как статические, так и эволюционные (динамические) задачи. Объективность НДС обеспечивается адекватностью математических моделей сред и материалов, достоверностью начальных и граничных условий по конкретной геометрической и физической информации для вмещающей грунтовой среды, труб и транспортируемого продукта, а также по температурным и кинематическим (сейсмическим) воздействиям.
Большинство перечисленных факторов можно установить достаточно достоверно, кроме искривлений осевой линии МТ и сейсмической информации. Алгоритм обработки данных прошлых землетрясений и генерирования синтетических акселерограмм, нормированных на заданную сейсмичность, для оценки степени риска повреждений объектов методами статистического моделирования в условиях хронического дефицита сейсмической информации предложен в [4–7].
Влияние искривлений на прочность МТ исследованы мало, хотя проблема регистрации положения трубопровода с оценкой НДС очень важна в связи с тем, что опасные напряжения изгиба с пластическими деформациями возможны при небольших искривлениях оси трубопровода, особенно нагруженного в условиях эксплуатации. В предположении о начальной прямолинейности всех участков осевой линии МТ, со временем при изменении внешних условий и различных воздействиях неизбежно некоторое искривление осевой линии, что сложно рассчитать. По-видимому, наиболее точно установить кривизну можно на основе регистрации планово-высотных отметок вдоль оси подземного МТ1.
____________________________
1 Координаты точек осевой линии подземных МТ с учетом глубины заложения устанавливают посредством спутниковой навигационной системы глобального озиционирования GPS (Global Positioning Sistem) с двухчастотными приемниками, обеспечивающими высокую точность измерений.
