Оценка надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.19, кандидат наук Савченко, Наталья Юрьевна

• Савченко, Наталья Юрьевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Савченко, Наталья Юрьевна

Содержание

Введение

1. Проблемы надежности соединений полиэтиленовых трубопроводов

1.1 Использование труб из полимерных материалов

^Опыт применения полиэтиленовых трубопроводов

1.3 Строительство и эксплуатации полиэтиленовых армированных трубопроводов

1.4 Типы соединений участков полиэтиленовых трубопроводов

2. Методика расчета конструктивной надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов систем сбора углеводородного

сырья

2.1 Методика оценки надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов с позиции теории

2.2 Математическая модель расчета муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов

2.3 Методика решения системы дифференциальных уравнений с использованием метода конечных разностей в расчете прочности муфтового соединения

2.4 Обоснование достоверности численных результатов метода конечных разностей в расчете муфтового соединения трубопровода

3. Экспериментальные исследования прочностных и эксплуатационных характеристик напряженного состояния муфтовых соединений

полиэтиленовых трубопроводов

3.1. Планирование экспериментальных исследований

3.2 Обработка результатов экспериментальных исследований муфтовых соединений полиэтиленовых труб

3.3 Исследование эксплуатационных параметров работы трубопровода

4. Оценка уровня надежности и коэффициента запаса соединений полиэтиленовых трубопроводов

4.1 Расчет соединения полиэтиленовых трубопроводов электромуфтой

4.2 Расчет соединения полиэтиленовых трубопроводов стальной муфтой

4.3. Определение расчетного напряжения соединений полиэтиленовых

трубопроводов

Результаты и выводы

Список использованной литературы

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы работы.

На поддержание промысловых трубопроводов в работоспособном состоянии эксплуатирующие организации затрачивают огромные средства. В рамках повышения надежности этих трубопроводов в последнее время все чаще стали применяться армированные полиэтиленовые трубы, соединение которых в нитку осуществляется при помощи муфт. Практика натурных наблюдений за эксплуатацией вновь проложенных участков из полиэтилена показывает, что инциденты с выходом нефти происходят преимущественно в результате порывов в местах муфтовых соединений. В итоге на устранение последствий инцидентов с разрывом околомуфтовой зоны трубы затрачиваются значительные экономические ресурсы, наносится непоправимый экологический ущерб природе. Несмотря на это, нормативная база в области эксплуатации полимерных труб с муфтовыми соединениями в настоящее время практически отсутствует. В существующей нормативно-технической документации не обозначены специальные условия эксплуатации муфтовых соединений армированных полиэтиленовых труб для объектов промысла нефти и газа. Не определена прочность данных соединений, открыт вопрос их надежности.

В связи с этим проблема надежности соединений полиэтиленовых армированных трубопроводов систем сбора и подготовки углеводородного сырья является актуальной.

Цель работы - разработка методики оценки конструктивной надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов.

Основные задачи:

1. Определение напряженно-деформированного состояния муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов в системах сбора и подготовки углеводородного сырья.

2. Определение вероятностно-статистических значений напряжений, характеризующих достижение предельного состояния муфтовых соединений

полиэтиленовых трубопроводов на основе результатов экспериментальных исследований.

3. Получение зависимости уровня надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов от эксплуатационных нагрузок и конструктивных параметров.

4. Разработка методики оценки надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов.

Объект исследований - соединение полиэтиленовых трубопроводов с помощью муфты в системах сбора и подготовки углеводородного сырья.

Предмет исследований - надежность муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов в зависимости от эксплуатационных нагрузок и параметров конструкции.

Методы исследования

При решении поставленных задач использовались аналитические, численные и экспериментальные методы исследования: теория вероятностей, теория составных цилиндрических оболочек, метод конечных разностей, методы математической статистики.

Научная новизна результатов

1. Выявлена статистическая зависимость уровня надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов от эксплуатационных нагрузок и конструктивных параметров исследуемой конструкции.

2. Определены вероятностно-статистические значения основных прочностных параметров соединений полиэтиленовых труб электромуфтой на основе экспериментальных исследований.

3. Разработана методика оценки надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов с позиции теории вероятностей, учитывающая уровень напряженного состояния конструкции.

4. Выполнено численное исследование влияния типов соединений полиэтиленовых трубопроводов на уровень их надежности.

Положения, выносимые на защиту

1. Результаты анализа причин отказов промысловых трубопроводов.

2. Методика оценки надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов с позиции теории вероятностей.

3. Результаты экспериментальных исследований прочностных параметров муфтовых соединений полиэтиленовых труб.

4. Результаты оценки уровня надежности и коэффициента запаса муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов .

Практическая значимость результатов

Разработанная методика оценки надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов может быть использована в проектных и научно-исследовательских организациях при проектировании промысловых трубопроводов.

Разработано прикладное программное обеспечение для оценки уровня надежности и коэффициента запаса муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов при их эксплуатации.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались в рамках II Международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании», г. Тюмень, 2006 г., Международной научно-технической конференции «Геотехнические и эксплуатационные проблемы нефтегазовой отрасли», г. Тюмень, 2007 г., Международной научно-практической конференции «Проблемы функционирования систем транспорта», г. Тюмень, 2010 г., Всероссийской научно-технической конференции «Транспортные и транспортно-технологические системы», г. Тюмень, 2011 г., Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трубопроводного транспорта Западной Сибири», г. Тюмень, 2013 г.

Публикации

Основное содержание работы отражено в 9 опубликованных работах, в

их числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы, изложена на 117 страницах машинописного текста, содержит 36 иллюстраций, 26 таблиц; библиографический список включает 87 наименований.

1. ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Общеизвестно, что деятельность нефтегазового комплекса неизбежно в той или иной степени приводит к техногенному воздействию на окружающую среду. Степень этого воздействия, как и экономический ущерб, наносимый предприятиям, во многом зависят от надежности трубопроводов. Трубопроводы являются сложными, капиталоемкими, ответственными сооружениями повышенной опасности, отказ которых приводит к тяжелым экологическим и экономическим последствиям. Поэтому для обеспечения требуемой надежности трубопроводного транспорта необходимо предпринимать все возможные меры его бесперебойной работы (на стадиях проектирования, строительства, эксплуатации, реконструкции).

Одним из основных направлений исследования в области конструкторско-технологической надежности трубопроводов является проблема прогнозирования их надежности.

Основной из причин снижения надежности стальных трубопроводов [18] является местная внутренняя коррозия. Коррозия обусловлена высокой обводненностью нефти, достаточно высоким содержанием углекислого газа, наличием механических примесей.

Трубопроводы из углеродистой стали, применяемые в системах сбора и подготовки углеводородного сырья, достаточно подвержены влиянию коррозии. Исходя из этого, возникает необходимость в проведении ремонта уже через пять-шесть лет эксплуатации. Отдельные участки трубопорвода необходимо заменять уже через 2 года на промыслах.

По данным Всероссийского научно-исследовательского института по строительству и эксплуатации трубопроводов, объектов ТЭК, на промыслах происходит до 40-70 тысяч отказов трубопроводов.

В 77% отказов промысловых трубопроводов разрушение происходит из-за коррозии материала труб (рис. 1.1).

6 % 3 %

77%

Ш Воздействие коррозионных процессов ■ Разрушение соединений □ Нарушение правил охраны промысловых

Рис. 1.1. Причины отказов и аварий промысловых трубопроводов

Данную проблему решают применением труб из полиэтилена, так как они обладают рядом преимуществ по сравнению со стальными трубами.

Проведенный анализ исследований В.И. Агапчева, Г.М. Бартенева, С.А. Горелова, С.Л. Голофаста, А.Г. Гумерова, Ю.Д. Земенкова, П.И. Зубова, В.А. Иванова, О.М. Иванцова, Н.К. Кайгородова, В.Н. Никифорова, В.В. Новоселова, А.Р. Ржаницына, В.Н. Сызранцева и др., посвященных специфике использования полиэтиленовых трубопроводов и оценке прочностной надежности систем трубопроводного транспорта, показывают целесообразность их широкого применения на объектах трубопроводного транспорта.

Полиэтиленовые трубы нашли применение на нефтяных промыслах для строительства технологических трубопроводов, в основном, систем подготовки нефти, газа, воды. Полиэтилен является дешевым, химически стойким к кислотам, щелочам, сероводороду, углекислому, природному и нефтяному газам, минеральным маслам и нефти, к большинству нефтепродуктов [70], что и сделало его привлекательным для использования

в промысловых трубопроводах. Для изготовления труб используется полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) типа ПЭ80 с пределом минимальной длительной прочности МЯ8=80 МПа или ПЭ100 (МК8=100 МПа). Температура эксплуатации до +60°С.

Такими являются полиэтиленовые трубы, армированные арамидными или полиэфирными (полиэтилентерефталат) нитями. Эти трубы производятся ЗАО «Сибгазаппарат» (г. Тюмень) и ООО «Технология композитов» (Пермь).

Процесс производства труб непрерывный и состоит последовательно

из:

- экструзии внутреннего полиэтиленового слоя,

- активации наружной поверхности оболочки;

- намотки армирующих элементов (средний слой);

- экструзии наружного полиэтиленового слоя.

ЗАО «Сибгазаппарат» (г. Тюмень) производит намотку армирующих лент, которые предварительно изготавливаются на специальной технологической линии.

Одним из основных требований к трубам является прочность их соединений.

Исследования и анализ напряженно-деформированного состояния полиэтиленовых трубопроводов показывают возможность возникновения отказов промысловых трубопроводов с выходом (утечкой) транспортируемого продукта.

Основной причиной возникновения отказов является разрушение полиэтиленовых трубопроводов в местах их соединений. На рис. 1.2 представлен анализ данных об отказах на полиэтиленовых трубопроводах в России [17].

Ш Разрушение по стыку

■ Повреждение землеройной техникой

□ Разрушение по телу трубы

□ Нарушение герметичности соединений полиэтилен-сталь

■ Другие причины

Рис. 1.2. Причины разрушения полиэтиленовых трубопроводов

Статистика причин разрушений полиэтиленовых трубопроводов показывает, что основной причиной возникновения отказов является разрушение в местах их соединений (рис. 1.3).

1.1. Использование труб из полимерных материалов

Анализ и сравнение различных внутренних изоляционных покрытий и конструкций из полимерных материалов был проведен при проектировании плана реконструкции Самотлорского месторождения. Тогда и был получен положительный опыт применения полимерных материалов для повышения надежности трубопроводов для сборки и транспортировки углеводородного сырья [20].

Одним из прогрессивных направлений в области повышения надежности газонефтепроводных коммуникаций путем, прежде всего, повышения их коррозионной стойкости является применение труб и деталей из пластмасс: полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и других термопластов [19] .

Различают трубы ПНП, ПСП и ПВП (низкой, средней и высокой плотности соответственно), которые выпускаются по ГОСТ 18599-2001 [2]. Длина труб может быть от пяти до 24 метров в отрезках и от 50 до 20 метров в бухтах. Также от 250 до 2500 метров на катушках.

Трубы изготавливаются из полиэтилена низкого давления ПНД (полиэтилена высокой плотности ПВП), из полиэтилена высокого давления ПВД (полиэтилена низкой плотности ПНП) [20].

Композитные трубы появились на строительном рынке с 80-х годов. Такие трубы имеют ряд преимуществ для систем водоснабжения и отопления. Объединение достоинств пластмассовых и металлических труб в одном материале дает достаточно высокую прочность, при этом проявляют гибкость и стойкость к коррозии.

На заводах ЗАО "Армотекс", НПО "Пластик", ООО "Технология композитов", ЗАО "Омскводпром" и других производятся композитные трубы. Так же трубы поступают и от импортных производителей.

Металлополимерные трубы должны выдерживать испытания согласно 180 10508:1995 на внутреннее давление 1 МПа, а также 5000 циклов при попеременной выдержке 15 мин 20±2°С и 15 мин при 95±2 °С [19].

С целью повышения прочности труб из полимеров применяют армирование. Для изготовления в качестве основы применяют эпоксидные и феноловые смолы, полиэфиры и т.д. В последние годы широкое распространение получили сложные винилэфирные смолы, устойчивые против коррозии в различных средах.

С 60-ых годов получили распространение пластмассы, армированные стекловолокном. В настоящее время с помощью них изготавливают трубы нефтяного сортамента для работ на промысле. Армирование позволило в 20100 раз повысить прочность термопластика в направлении волокон. Армированные трубы устойчивы против воздействия различных агрессивных сред при повышении температуры до 20-100°С. По устойчивости против коррозии с пластмассовыми армированными трубами можно сравнить только нержавеющую сталь. Прочность материала определяется в основном прочностью волокон, а смола выполняет роль прежде всего как коррозийно-стойкий материал и связующее вещество.

Армированные пластики применяют в основном для труб, эксплуатируемых в условиях приложения внутреннего гидростатического давления, которое создаёт растягивающие напряжения в кольцевом направлении. Кроме того, возникают осевые напряжения, равные '/4 кольцевых, поэтому наилучшее расположение волокон такое, при котором напряжения в них минимальны; волокна, перпендикулярные и параллельные оси трубы, располагаются в отношении 2:1. Если волокна наматывают спирально, то под углом 55° к оси трубы [37].

Армированные полиэтиленовые трубы состоят из нескольких слоев. Это - полиэтиленовый внутренний слой, внешний полиэтиленовый слов и средние армирующие слои.

Для внутреннего и наружного слоев используется полиэтилен средней плотности ПЭ-80. Для средних армирующий слоев применяется арамидная нить и полиэтилен низкой плотности.

Толщина нити характеризуется линейной плотностью (текс). Линейная плотность в системе ТЕКС характеризует толщину нитевидных материалов и выражается массой в граммах отрезка нити длиной 1000 м. Единицей плотности является текс. 1 1ех = 1 г / 1000 м. Чем больше текс, тем толще нить [37]/

Трубы изготавливают при помощи экструзии. Происходит спекание арамидных нитей в специальной камере. С помощью полиэтилена нити спекаются в ленты, которые наматываются на внутренний полиэтиленовый слой под углом 55° в двух направлениях. После этого наносят наружный слой полиэтилена.

Выпускаются трубы 11-ти типов. Основные размеры труб приведены в табл. п. 1.1. В условном обозначении типа трубы первое число обозначает номинальный внутренний диаметр трубы (с1вн) в мм, второе - минимальное разрушающее давление (р) в МПа [12].

При одинаковом диаметре каждый тип трубы рассчитан на разное внутреннее давление, величина которого зависит от количества армирующих слоев и прочностных показателей армирующих нитей. Данная технология изготовления позволяет выпускать трубы любой длины. Это зависит от величины поставляемых бобин с армирующими нитями. Диаметр труб и угол намотки армирующих лент может быть также изменен по согласованию с потребителем/ Таким образом, выпускаемые полиэтиленовые трубы, армированные арамидными нитями, при существующей технологии могут быть длинномерными, без швов и резьбовых соединений. В данное время короткие отрезки труб (5-12 метров) соединяются сваркой и с помощью полимерных или металлических муфт.

Расчетная масса одного метра трубы приведена в табл. п. 1.2.

Известно, что при расчете рабочего давления в трубопроводе необходимо учитывать коэффициенты безопасности в зависимости от транспортируемой среды (С) и температуры (С1).

В табл. п. 1.3 - п. 1.4 указаны значения этих коэффициентов. В табл. п. 1.5 - п. 1.6 указаны характеристики полиэтилена, применяемого для изготовления труб.

Выпуск многослойных армированных труб из полиэтилена начат предприятием «Сибгазаппарат» для транспортирования жидких сред и горючих газов. Однако их прочностные характеристики в настоящее время исследованы недостаточно. В этой связи актуальной становится задача по разработке новых методов испытаний и расчетов на прочность выпускаемых труб для того, чтобы расширить область их использования, в том числе и для прокладки трубопроводов из длинномерных гибких труб на барабане.

1.2 Опыт применения полиэтиленовых трубопроводов

До середины XX века потребность в трубной продукции обеспечивалась изготовлением стальных труб. Однако, с 1980 г. количество применяемых стальных труб стала падать.

В период начала строительства трубопроводов с использованием полиэтилена наиболее качественными считались трубы, изготовленные на Тамбовском и Вильнюсском заводах по межреспубликанским техническим условиям МРТУ 6-05-917-67. Условный диаметр труб из полиэтилена высокой плотности (ПВП) варьировался от 16 до 315 мм, а труб из полиэтилена низкой плотности (ПНП) - от 50 до 160 мм.

Даже первые образцы полиэтиленовых труб выгодно отличались в сравнении с металлическими: обладали значительно большей коррозионной стойкостью; меньшей массой; удобством монтажа; малым гидравлическим сопротивлением. Все это послужило толчком к развитию производства и

технологий с последующим применением полиэтилена в отечественных сооружениях трубопроводного транспорта.

В 1964 году был построен газопровод, протяженностью 1450 м, с применением полиэтиленовых труб. Газопровод был расположен у г. Тамбов. Для строительства применены трубы длиной 100 метров, соединяемые муфтами.

Около г. Уфа был построен газопровод диаметром 200 мм. Протяженность составила 1150 м.

Трубы соединялись в плети в теплых ангарах, так как температура окружающей среды при строительстве была отрицательной. Соединение плетей в нитку происходило при температуре окружающего воздуха минус (12-15) °С.

Еще один газпровод был построен в 1966 году. Трубопровод проходил в Саратовской области, диаметр составлял 100 мм, протяженность 3 км.

Данный период можно считать началом применения полиэтиленовых труб в России [26, 27 - 30].

До 1980 года трубы изготавливали по ГОСТ 18599-73, который был разработан для полиэтиленовых труб взамен МРТУ 6-05-917-67. По ГОСТ 18599-73 трубы производили 4 типов: легкого, среднелегкого, среднего и тяжелого. Наружный диаметр варьировался от 10 до 620 мм. Трубы рассчитаны на рабочее давление 1,0; 4,0; 6,0; 10 кг/см [47].

Не смотрю на то, что трубы были достаточно прочны, эластичны и морозоустойчивы, они имели ряд недостатков и отрицательных свойств.

Полиэтилен имеет низкую к сжиженной и газообразной пропанбутановой смеси. От действия смеси полиэтилен разбухает и постепенно теряет часть своей массы.

Кроме пропанобутановой смеси отрицательное влияние оказывают ткие вещества как: спирты, масла, животные жиры ароматические углеводороды.

Достоинством следует отметить, что полиэтилен устойчив действию воды, щелочей и кислот.

Перечисленные выше факты позволяют применять полиэтиленовые трубы только для ограниченных видов перекачиваемого продукта, что затрудняет применение полимерных трубопроводов во многих отраслях. Таким образом, необходимо искать выход из создавшейся ситуации, например, применять какие-либо присадки при изготовлении полиэтиленовых труб.

Одним из лидеров промышленности по производству и использованию полиэтиленовых труб являлось структурное подразделение ОАО «Запсибгазпром» - завод ЗАО «Сибгазаппарат», который выпускал как обыкновенные полиэтиленовые, так и армированные трубы.

Характеристики этих труб представлены в табл. п. 1.7 - п.1.11.

Выпускаемые полиэтиленовые армированные трубы могут быть достаточной протяженностью, т.е. длинномерными, без применения сварных швов и соединений с помощью резьбы.

Иностранные компании имеют большой опыт строительства с помощью полиэтиленовых труб. Более внушительный, чем опыт применения таких труб в России.

В США 80 % распределительных трубопроводов в 1988 г. было построено из полиэтиленовых материалов. Как трубопроводов с небольшим диаметров, так же и с диаметром 250, 300 и 406 мм.

Использовались методы ремонта существующих

газораспределительных сетей с помощью протаскивания через них полиэтиленовых труб меньшего диаметра.

Использование полиэтиленовых труб в бухтах, на которых намотано 150-450 м трубы, получило широкое распространение. Укладываются такие трубы в заранее подготовленную траншею. Трубопровод получается с малым количеством сварных соединений.

Фирма «Филипс Дрископайн» осуществляет производство полиэтиленовых спиральношовных труб большого диаметра (457-1600 мм). При этом используется специальная лицензированная технология сварки в инфракрасных лучах, разработанная греческой фирмой «АГ Петзатакис».

Анализ строительства полиэтиленовых трубопроводов в России показывает, что темпы использования полиэтиленовых труб нарастают.

Дальнейшие перспективы их внедрения и использования во многом связаны с эксплуатационными качествами, которые во многом зависят от физико-механических характеристик полиэтилена под воздействием нагрузок от давления продукта, грунта и других воздействий.

В результате проведения анализа работ и исследований авторов [26, 28, 29, 39, 40, 41] можно сделать следующие выводы о свойствах полиэтилена:

- имея относительно малую плотность, полимеры обладают высокой стойкостью к воздействию природного газа, кислот, нефтепродуктов и других агрессивных сред;

- имеют низкий модуль упругости и относительно низкие температуры плавления и текучести;

- характеристики полимерных материалов не являются стабильными, следует рассматривать их как ориентировочные, каждый раз проверяя их значения исходя из области применения;

физико-механические свойства полимерных материалов возможно повысить путем введения в их структуру волокнистых, стружкообразных, порошкообразных наполнителей;

- некоторые полимерные материалы обладают свойством анизотропии, их прочностные характеристики зависят от продолжительности воздействия нагрузки, а не только от величины нагрузки.

Учитывая данные физико-механические свойства полиэтилена возможно изготавливать длинномерные трубы для применения в нетрадиционных технологиях сооружения и ремонта трубопроводов.

1.3 Строительство и эксплуатации полиэтиленовых армированных

трубопроводов

Трубопроводный транспорт является основным способом поставки продукции потребителю нефтегазодобывающими, нефтегазотранспортными организациями, предприятиями коммунального хозяйства. В связи с этим потребность этих отраслей в долговечных и надежных трубах постоянно растет.

На смену стальным трубам разработчики предлагают неметаллические коррозионно-стойкие комбинированные трубы различного назначения:

- стеклопластиковые;

стеклопластиковые комбинированные (бипластмассовые) (ТСК), армированные стеклянным ровингом;

- полимерно-металлические трубы (ГПМТ), армированные стальной лентой или металлокордом;

- металлопластовые трубы (МПТ), армированные стальным сетчатым сварным каркасом;

- полиэтиленовые трубы, армированные синтетической нитью полиэфирная нить, арамидная нить - тварон, кевлар, терлон (АТТ, ТАН, ТГ, ПАСНТ, ДЖИ-ПЕКС).

Основные требования, предъявляемые к трубам:

- технологичность и сравнительная стоимость производства и строительно-монтажных работ;

- коррозионная стойкость и прочность в течение заданного срока службы (более 50 лет);

- устойчивость кольцевой формы (жесткость) от внешних нагрузок, в том числе , от нагрузок, создаваемых в процессе транспортировки, хранения и строительства;

- деформативность диаметра от воздействия рабочего давления не более 2 н-4 %;

- диаметр условного прохода должен соответствовать размерному ряду диаметров условного прохода стальных труб;

- толщина стенки внутренней оболочки должна обеспечивать газоплотность при рабочем давлении, а также возможность сварки встык (более 5 мм);

- внутренняя оболочка должна изготавливаться из полиэтилена ПЭ 80, ПЭ 100, как вариант - из РР-Я для труб ГПМТ, ТСК; РЕ-Х для труб ДЖИ-ПЕКС;

- трубы должны поставляться в комплекте с соединительными деталями (концевыми элементами).

Производство армированных труб и строительство нефтегазопроводов с их применением осуществляется, как правило, разработчиком труб по частным техническим решениям, единых норм по проектированию, строительству и эксплуатации нет. Трубопроводы прокладываются подземно в бесканальной траншее, вследствие чего трубы подвергаются воздействию грунта и среды, содержащейся в грунте.

По материалам опубликованных источников к проблемным характеристикам армированных труб следует отнести:

1. Стеклопластиковые, бипластмассовые трубы [8, 17, 45, 54] в процессе полимеризации смолы выделяются газообразные составляющие, вследствие чего в матрице образуются поры, снижающие её герметичность;

- гигроскопичность матрицы, в том числе влагопоглощение через дефекты, снижает прочность стеклопластика, особенно при эксплуатации в отрицательном диапазоне температур - замерзание воды в микропорах приводит к накоплению дефектов и разрастанию микротрещин;

- степень полимеризации связующего компаунда составляет около 80%, вследствие чего ухудшается химическая стойкость;

- нестабильность прочностных характеристик обуславливается строением ровинга - не обеспечена непрерывность комплексной нити (в процессе формирования волокон);

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Савченко, Наталья Юрьевна, 2013 год

Список использованной литературы

1. ВСН 003-88. Строительство и проектирование трубопроводов из пластмассовых труб.

2. ГОСТ 18599-2001. Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия.

3. ГОСТ 24662-94. Нить полиэфирная техническая крученая. Технические условия.

4. ГОСТ 6286-73. Рукава резиновые высокого давления с металлическими оплетками неармированные. Технические условия.

5. ГОСТ 503-81. Лента холоднокатаная из низкоуглеродистой стали. Технические условия.

6. ГОСТ 2284-79. Лента холоднокатаная из конструкционной стали. Технические условия.

7. ГОСТ 3282-74. Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия.

8. ГОСТ 8325-93 (ИСО 3598-86). Стекловолокно. Нити крученые комплексные. Технические условия.

9. СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы.

10. СП 42-103-2003 Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов.

11. ТУ 6-19-359-97 Детали соединительные из полиэтилена для газопроводов.

12. ТУ 6-49-047:9662-120-94. Трубы из полиэтилена средней плотности для газопроводов.

13. ТУ РБ 04643628.059-98 Сэвилен 113-27.

14. ТУ 2248-058-00203536-99. Трубы армированные многослойные.

15. Агапчев В.И., Виноградов Д.А. Металлопластовые трубы в нефтегазовой инфраструктуре. Полимергаз № 3-2007.

16. Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Прикладная статистика в задачах и упражнениях. - М.: ЮНИТИ, 2001. - 272 с.

17. Аношкин А.Н., Зеленин A.A. Опыт эксплуатации и экспериментальные исследования прочности и надежности неметаллических коррозийно-стойких труб нефтяного назначения. Полимергаз, № 4-2007.

18. Брезицкий C.B., Медведев А.П., Гумеров А.Г. Обеспечение надежности промысловых трубопроводов на месторождениях ТНК // Нефтяное хозяйство - 2002.- № 12.-С.106-110.

19. Бухин В.Е. Новое в производстве и применении труб из полимерных материалов // Трубопроводы и экология - 2002.- №2.-С.26-32.

20. Бухин В.Е. Полимерные материалы для внутренних санитарно-технических трубопроводов // Трубопроводы и экология - 2001.- № 3.-С.20-.

21. Бухин В.Е. Четвертое поколение полиэтилена для трубопроводов //Трубопроводы и экология, 2001.- № 1.-С.21-24.

22. Бухин В.Е., Каргин В.Ю. Полиэтиленовые распределительные газопроводы в России // Трубопроводы и экология - 2002.- №1.-С.26-28.

23. Вентцель Е.С. Теория вероятности. -М.: Наука, 1969. - 576 с.

24. Вождаев С.Н., Иванов В.А., Новоселов В.В. Пути повышения надежности труб нефтегазового сортамента. - Тюмень: ТюмГНГУ, 1998. - 66 с.

25. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. - М.: Наука, 1965. - 538 с.

26. Гориловский М. и др. К вопросу прочностного расчета армированных полимерных труб. Полимерные трубы, № 2-2005.

27. Зайцев К.И. и др. Применение полиэтиленовых труб армированных металлическими каркасами. Полимергаз, № 1-2000.

28. Земенков Ю.Д. и др Эксплуатация магистральных газопроводов: Учебное пособие. /Под общей редакцией Ю.Д.Земенкова. - Тюмень: издательство «Вектор-Бук», 2002. - 528 с.

29. Иванов В.А., Савченко Н.Ю. Оценка надежности соединений полиэтиленовых трубопроводов // Известия вузов. Нефть и газ.- 2011.- № 2. -С. 57-61.

30. Иванцов О.М. Надежность и безопасность магистральных трубопроводов // Трубопроводный транспорт нефти. - 1997. - № 10. - С. 26-31.

31. Иванцов О.М., Мазур И.И. Безопасность трубопроводных систем. - М.: ИЦ Елима, 2004.

32. Игнатко В.М. Исследование эксплуатационной надежности промысловых стеклопластиковых трубопроводов в условиях Западной Сибири: Дис....канд.техн.наук. - Тюмень. - 2003.

33. Изосимов A.M., Голованов А.Г. ООО «Реммаш-сервис» внедряет гибкие полимерно-металлические трубы, Полимергаз, № 3-2007.

34. Кайгородов Г.К. Полиэтиленовые подземные газопроводные сети. - JL: Недра, 1991.- 112 с.

35. Канюков В.И. и др. Армирование полиэтиленовых труб для газопроводов, работающих на повышенных давлениях. Полимергаз, № 2-1999.

36. Каргин В.Ю. Перспективы применения полиэтиленовых армированных труб для газопроводов давлением до 1,2 МПа. Полимергаз, № 3-1998.

37. Красников М.А., Якубовская C.B., Красовская Н.И. Экспериментальные исследования физико-механических свойств армированных полиэтиленовых труб // Известия вузов. Нефть и газ.- Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - № 6. - С.79-81.

38. Круйджер М.П. и др. Исследование механических свойств труб из армированных термопластичных материалов. Полимергаз, № 2-2005., № 3-2005.

39. Крыжановский В.К. и др. Технические свойства полимерных материалов. С. Петербург, Профессия, 2003.

40. Кухаревич O.K. Производство армированных труб из полиэтилена и высокого давления, используемых в настоящее время при газификации областей и республик России их соединений - в сб. материалов научно-технического совета ОАО «Газпром» «Применение полиэтиленовых труб при прокладке трубопроводов», Москва, 2001, с.26-45.

41. Логинов B.C. Материалы для строительства городских газопроводов. -

М.: Стройиздат, 1984. - 96 с.

42. Логинов B.C. Неметаллические газопроводы. - М.: Стройиздат, 1969. -145 с.

43. Логинов B.C. Строительство газопроводов из неметаллических труб. -М.: Стройиздат, 1978. - 177 с.

44. Логинов B.C., Бобков В.М., Хитрова М.И., Федюкина Е.П. Газопроводы из полиэтиленовых труб. - Саратов: Приволжское книжное издательство, 1988.

45. Мэттьюз Ф., Ролингс Р. «Композитные материалы, механика и технология», перевод с англ., М., Техносфера, 2004.

46. Никифоров В.Н. и др. Гибкие насосно-компрессорные трубы из полимерных материалов для нефтегазовых скважин. Полимергаз, № 2-2001.

47. Никифоров В.Н. Исследование и разработка ресурсосберегающих технологий строительства скважин и газораспределительных сетей с применением полиэтиленовых труб: Дис....канд. техн. наук. - Тюмень: ОМТ ОАО «Запсибгазпром», 1996. - 138 с.

48. Никифоров В.Н. Обоснование возможности применения пластмассовых труб при строительстве газораспределительных сетей //Известия ВУЗов. Нефть и газ. - 1997. - №4. - С. 47-50.

49. Острейковский В.А. Теория надежности. - М.: Высшая школа, 2003. - 463 с.

50. Пепеляев B.C. Полиэтиленовые армированные трубы высокого давления для обустройства нефтяных скважин и нефтесборных трубопроводов — Нефтяное хозяйство, № 12, 2001, с. 71-72.

51. Пепеляев B.C. и др. Полиэтиленовые армированные трубы. Полимергаз, № 1-2006.

52. Пепеляев B.C., Тараканов А.И. Полиэтиленовые армированные трубы для газопроводов с рабочим давлением свыше 1,2 МПа. Полимергаз, № 4-2006.

53. Перепелкин К.Е. Структура и свойства волокон. М., Химия, 1985 г.

54. Полиэтилен или стеклопластик, Полимерные трубы, № 2-2005.

55. Половко A.M. Основы теории надежности. - М.: Наука, 1964. - 456 с.

56. Половко A.M., Маликов И.М., Жигарев А.Н., Запрудный В.И. Сборник задач по теории надежности. - М.: Советское радио, 1972. - 408 с.

57. Поляков В.И. и др. Перспективы внудрения гибких полимерно-металлических труб в газораспределительных системах. Газ России, № 3-2002.

58. По материалам семинара в Германии, Бельгии. Полимергаз, № 1, 2-2003.

59. Пономарев С.Д., Бидерман В.Л. и др. Расчеты на прочность в ч машиностроении, т. II, М. Государственное научно-техническое издательство

машиностроительной литературы, 1953.

60. Петру хин В.В., Петрухина Н.И. и др. Расчеты машин и оборудования для добычи и подготовки нефти и газа: Учебное пособие. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2008.-150с.

61. Ращепкин А.К. и др. Новые отечественные технологии при изготовлении и монтаже трубопроводных систем нефтегазовой инфраструктуры из комбиниро-ванных труб на основе термопластов - Нефтегазовое дело, 2005

62. Ржаницын А.Р. Теория составных стержней строительных конструкций. -М.: Госстройиздат, 1948. - 194 с.

63. Ржаницын А.Р. Составные стержни и пластинки М: "Стройиздат", 1986 г., 316с.

64. Савченко Н.Ю. Надежность соединений полиэтиленовых трубопроводов при эксплуатации // Транспортные и транспортно-технологические системы: материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. - С. 236 - 241.

Стройиздат, 1978. - 278 с.

65. Савченко Н.Ю. Повышение надежности соединений полиэтиленовых трубопроводов. // Мегапаскаль: сборник научных трудов.- Тюмень: А-принт, 2009-№3. - С. 14- 15.

66. Савченко Н.Ю. Расчет напряжений муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов // Проблемы функционирования систем

транспорта: материалы Международной научно-практической конференции. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. - С. 291- 293.

67. Савченко Н.Ю., Нурин Э.Х. Определение напряженного состояния соединений полиэтиленовых трубопроводов // Проблемы функционирования систем транспорта: материалы Международной научно-практической конференции. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. - С. 294 - 296.

68. Самуль В.И. Основы теории упругости и пластичности. - М.: Высшая школа, 1982.-264 с.

69. Сенцов С.И. Разработка подходов выбора метода восстановления изношенных стальных распределительных газопроводов. / Ганзиков A.C., Сенцов С.И., М., Территория НЕФТЕГАЗ. №3. 2012, стр.28-30.

70. Сорокин A.A. и др. Перспективы строительства газопроводов из новых материалов. Безопасность труда в промышленности, № 10-2002.

71. Сухарев А.Т. и др. Рукава напорные с оплетками из полиамидных волокон. Каучук и резина, 1963. .

72. Сухарев А.Т., Лепетов В.А. О расчете напорных рукавов с металлическими оплетками. Каучук и резина, № 11-1959.

73. Сухарев А.Т., Лепетов В.А. О сопротивлении гидравлическому давлению напорных рукавов с каркасом из металлических оплеток. Каучук и резина, № 6-1958.

74. Сызранцев В.Н., Невелев Я.П., Голофаст С.Л. Расчет прочностной надежности изделий на основе методов непараметрической статистики. -Новосибирск.: «Наука», 2008, 217 с.

75. Щербанев Ю.Г. и др. новое поколение полиэтиленовых труб, армированных синтетической нитью, для подземных газопроводов. Безопасность труда в промышленности, № 7-2006.

76. Шор Я.Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. - М.: Советское радио, 1962. - 312 с.

77. Шурайц А.Л., Каргин В.Ю. О возможности повышения надежности газораспределительных сетей давлением 1,2 МПа за счет использования труб

из полимерных материалов // Трубопроводы и экология, 2002.- №4.-С. 16-18.

78. Яворский В.А. Планирование научного эксперимента и обработка экспериментальных данных // Методические указания к лабораторным работам - Москва 2011 45 с.

79. Якубовская Н.Ю., Зыкина Е.А. Напряженно-деформированное состояние армированных полиэтиленовых труб при футеровке промысловых трубопроводов // Геотехнические и эксплуатационные проблемы нефтегазовой отрасли: материалы Международной научно-технической конференции. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2007.- С. 153 - 157.

80. Якубовская C.B. Теоретические основы повышения надежности полимерных газораспределительных и сборных сетей. Дис....докт.техн.наук. -Тюмень. -2005.

81. Якубовская C.B. и др. Экспериментальные исследования многослойных армированных полиэтиленовых труб. Газовая промышленность, № 11-2002.

82. Якубовская C.B., Пономарева Т.М., Перов В.К. Экспериментальные исследования вязкоупругих свойств армированного полиэтилена //Нефтепромысловое дело. - 2003. - № 1. - С. 36-39.

83. Якубовская C.B., Савченко Н.Ю. Оценка надежности муфтовых соединений полиэтиленовых трубопроводов // «Oil & Gas Journal Russia». -2011. - №4. - С.86-89.

84. Якубовский Ю.Е. и др. Проблемы прочности трубопроводного транспорта. С.Петербург. Недра, 2003.

85. Якубовский Ю.Е., Малюшин H.A., Якубовская C.B., Платонов А.Н. Проблемы прочности трубопроводного транспорта. - СПб.: Недра, 2003. -200 с.

86. Frost SR., The development of reinforced thermoplastic pipes for use in the oil industrj, ShR&Dl, The Netherlands, 1997 r.

87. Schöneberg Ch. Production of RTP - pipes - Krauss-Maffei RTP-Forum, Munich, May 12th/ 13th 2005, 21 pp.