ПРОЧНОСТИ МАГИСТРАЛЬНОГО нефтепровода

ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ И

Магистральные нефтепроводы используются непрерывно в течение длительного периода эксплуатации и выход из строя линейной части связан с большими экономическими потерями и другими серьезными последствиями. Поэтому повышение надежности линейной части становится актуальной проблемой на всех этапах: проектирования, сооруже­ния и эксплуатации трубопроводных систем.

Весьма важно установить адекватность поведения сооруженного трубопровода под действием эксплуатационных и внешних воздействий расчетной схеме, принятой в нормах и правилах, т. е. необходимо исследовать конструктивную надежность магистральных трубопроводов.

В связи с развитием теории надежности и повышением требований к техническому совершенству конструкций в последние годы осуществляется переход от традиционных норм прочности к вероятностным расчетам. Вероятностный расчет прочности фактически сводится к установлению нормы на вероятность разрушения за заданное время Т эксплуатации и расчету конструкции с учетом этой нормы.

Связь между математическим понятием вероятности разрушения и физическими процессами разрушения можно определить следующим образом. Первичный элемент стенки трубы приходит в предельное состояние, когда эквивалентное напряжение в объеме элемента достигает предела прочности. Так зарождаются микротрещины. Неизбежные дальнейшие изменения напряженного состояния приводят к развитию макротрещин, образованию сквозных трещин до полного нарушения работоспособности трубы, то есть, до отказа. В зарождении и развитии трещин первостепенное значение имеет концентрация напряжений.

Представление о предельном состоянии стенки трубы как о явлении "зарождения" — образования трещин полностью согласуется с данными статистики отказов. Отказы происходят при нормальном рабочем давлении нефти, но всегда начинаются с образования трещин. Исключение составляют аварии вследствие резкого изменения форм оси трубопровода в результате потери устойчивости.

В основу расчета трубопроводов на совместное действие внутреннего давления и внешних нагрузок – веса и давления грунта, собственного веса и пригрузов, выталкивающей силы воды и температурных воздействий – положена теория расчета сооружений по предельным состояниям, разработанная советскими учеными во главе с Н.С. Стрелецким. Согласно этой теории, в качестве расчетных сопротивлений принимают временное сопротивление и предел текучести материала труб с учетом коэффициентов надежности в соответствии со СНиП 2.05.06-85.