Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 [ 87 ] 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

нефтепровода, можно в несколько раз ошибиться в определении степени старения металла труб и сварных швов.

В настоящее время методики оценки остаточного ресурса труб по результатам исследований механических свойств металла труб на стандартных образцах недостаточно разработаны. В связи с этим в данной работе сделана попытка разработать методику оценки остаточного ресурса труб на основе испытаний С-образных образцов, представляющих собой полукольца определенной ширины b, вырезанные из трубы диаметром D и толщиной стенки 5 (рис. 6.1, а). Схема испы1-таний образцов на остаточный ресурс показан на рис. 6.1, б. Для этого использовали механизм, создающий возвратно-поступательное движение с регулируемой амплитудой. П ри испытаниях один конец полукольцевого образца (точка А) шарнирно закреплялся. Другой конец образца (точка В1 или В) совершал колебательное движение в горизонтальном направлении с заданной амплитудой d.

К параметрам испытаний относятся следующие величины: амплитуда перемещения точки d; установленное базовое количество циклов N; сила (усилие), развиваемая при испы1та-ниях Q.

Наибольший интерес вызывает исследование ресурса образцов со сварными швами при различных сочетаниях с дефектами по отношению к ресурсу образцов без дефектов. Ресурс бездефектных образцов из основного металла без сварных швов можно взять за условный эталон (базу сравнения).

Для изготовления образцов использовали катушку (часть трубы), вырезанную из нефтепровода УБКУА при ремонтных работах. Н ефтепровод построен и принят в эксплуатацию в 1973 г. При этом использованы трубы размером 1220x12 мм

Рис. 6.1. Общий вид С-образных образцов (a) и схема испытаний (б)

Таблица 6.4

Результаты испытаний на растяжение основного металла

производства ЧТПЗ. Сталь марки 17Г1С. Нормативные характеристики стали данной марки по ТУ 14-3-109-73: ов = = 510 МПа, от = 353 МПа. По сертификату: предел прочности ов = 56,5 кгс/мм2, предел текучести от = 39,7 кгс/мм2, относительное сужение т = 24,0 %. На заводе трубы! гид-роиспытаны под давлением 70 кгс/см2 в течение 30 с. Расчетное проектное рабочее давление нефтепровода равно 50 кгс/см2.

Для определения фактических механических свойств металла в настоящий момент (после 26 лет эксплуатации) были проведены испытания образцов на растяжение по ГОСТ 1497-84 (табл. 6.4).

Из полученных данных видно, что произошло снижение относительного удлинения (запаса пластичности) основного металла приблизительно на 16 %, а пределы текучести и прочности остались практически на исходном уровне.

При выборе амплитуды перемещений при испытаниях С-образных образцов исходили из эквивалентности напряжений на трубопроводе и образцах.

Напряжения на С-образных образцах определяли методом тензометрирования и расчетным методом конечных элементов. Расчетный метод позволяет варьировать всеми характеристиками металла и образцов, а также параметрами нагру-жения в широких диапазонах.

При тензометрировании использовали пленочные тензоре-зисторы 2ПКП-10-100В, которые были наклеены клеем «Циакрин ЭО» на поверхность образца после соответствующей обработки. Схема наклейки тензорезисторов и расположение сварного шва показаны! на рис. 6.2. Тензорезисторы! наклеивали на внешнюю и внутреннюю поверхности С-образного образца. Тензорезисторы 7 и 8 смещены друг от друга на 70 мм, остальные пары наклеены один под другим. Измерения производили на тензометрическом приборе ИДЦ-1.

Рис. 6.2. Схема наклейки тензорезисторов (1-8) на С-образный образец

Измерение деформаций на С-образном образце проводили в следующей последовательности:

наклейка тензорезисторов на образец в ненагруженном состоянии;

установка образца в испытательный механизм без нагрузки;

перемещение подвижного крепления образца последовательно от нейтрального положения на разные расстояния сначала в одну сторону, а затем в другую.

После каждого измерения в нагруженном состоянии образец перемещался в нейтральное положение с контролем показаний тензометров во всех промежуточных положениях, в которых проводились измерения. Это позволило проверить состояние наклеенных тензорезисторов. В табл. 6.5 приведены показания тензометрического прибора на всех измеренных положениях образца. Положительное перемещение соответствует растяжению, отрицательное - сжатию образца.

Относительная деформация е определяется по формуле

8 = I (е,-ео )10-6,

где K - коэффициент чувствительности тензорезисторов (для данной серии тензорезисторов K = 1,98); 8н - показания при-