руководитель профессор В.Б. Опарин Самарский Государственный Технический Университет, г. Самара, Россия. 1. ТУ 2248-007-54031385-12 Трубы гибкие полимерно-металлические «Поликорд-Флекс».


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.


537

СЕКЦИЯ 18. СОВРЕМЕНН
ЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКА
НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ И НЕФТЕГАЗОХРАНИЛИЩ.

Неконтролируемые утечки опасного
содержимого из стальных вертикальных резервуаров и
горизонтальных подземных на АЗС является серьезной
угрозой окружающей среде и здоровью людей, что
неизбежно приводит к прямым экономическим
потерям,
а также к дорогостоящим работам по ликвидации
последствий загрязнений.

Исходя из этого, законодательство
Европейского Союза, а также большинства других стран
и подземных резервуаров АЗС системой

защиты от течей.
Сегодня, все одностенные резервуары в странах ЕС
заменяются двустенными, или оснащаются вторым дном.

Научно
-
производственная фирма
«Политехника» предлагает современный эффективный
метод ремонта резервуаров


установка полимерных
эластичн
ых вкладышей.

О
снащение стальных наземных резервуаров типа РВС эластичными вакуумными вкладышами типа
ЭлВР

обеспечивает защиту в них от утечек для одностенных резервуаров на уровне защиты стальных
редств.

Оболочка вкладыша ЭлВР состоит из двух слоев: внутреннего


воздухопроницаемого нетканого
«флиса» 4, который свободно укладывается на дно резервуара 2 и внешнего непроницаемого для воздуха и
содержимого полимерного слоя 5, который с помощью прижим
ной стальной рейки 3 герметично крепится к
стенке резервуара 1. Полимерный слой вкладыша изготавливается из стойкого к действию агрессивных сред
полимера, армированного высокопрочной синтетической тканью баллистического плетения. Свойства полимера
обеспечи
содержимого продукта в резервуаре [1].

При установке вкладыша резервуар оснащается вакуумным детектором утечек (рис. 2), который
предназначен для контроля г
ерметичности резервуаров с двумя стенами, а также резервуаров с одной стенкой
снабженных вакуумными вкладышами.

Вакуумный детектор утечек 6 снабжен
собственным вакуумным насосом, а также электронным
датчиком уровня ва
куума. Трубка от детектора 6 проходит
вовнутрь проницаемого «флиса» 4 между дном резервуара
2 и непроницаемым полимерным слоем 5. Вакуумный
насос детектора 6 откачивает воздух между полимерным
воздух
а полимерный слой крепко «присасывается» ко дну
и к верхнему поясу стенки резервуара. Высота установки
вкладыша определяется конструкцией стального
резервуара и типом его содержимого [2].

Оболочка вкладыша типа ЭлВР предназначена
для установки в горизонта
льных подземных резервуарах на
АЗС и состоит из двух слоев: внутреннего


воздухопроницаемого нетканого «флиса», который свободно укладывается по стенкам резервуара и внешнего

крепится к горловине
люка резервуара с помощью зажимного хомута [3].

Данный метод ремонта резервуаров с использованием эластичных вакуумных вкладышей является
экономически более эффективным и требует меньших затрат времени на ремонт, чем установка нового
резервуара или замена листов днища или стенки на новые.

Литература


1.

http://poli.ru/

2.

http://flexicoru.blogspot.ru/

3.

http://www.azs
-
snab.ru/


ОПТИМИЗАЦИЯ МОДЕЛИРО
ВАНИЯ СПИРАЛЬНОГО БА
НДАЖА В
ANSYS

ин


Научный руководитель профессор В.Б. Опарин

Самарский Государственный Технический Университет, г. Самара, Россия

Последние десятилетия благодаря развитию электронно
-
вычислительных машин и языков
программирования появилась возможность компьютерного модел
ирования тех или иных физических процессов
с высокой степенью соответствия результатов реального эксперимента с результатами компьютерного

Рис. 1. Устройство второго дна и контроля
герметичности при помощи вкладышей ЭлВР:

1


стена резервуара; 2


дно резервуара;

3


система крепежа; 4


проницаемый слой;

5


полиме
рный слой; 6


детектор утечек


Рис. 2. Вакуумный детектор утечек



538


ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР

моделирования. Одной из программных систем моделирования методом конечных элементов является
программа
Ansys
.

Известн
ым фактом является то, что процесс геометрического построения модели в
Ansys

занимает до
90% от затраченного на моделирование времени, причем данный этап работы характеризуется рутинностью и
требовательностью к вниманию исследователя. Занимаясь при помощи
Ansys

изучением свойств многослойных
оболочек, включающих в себя спиральный проволочный бандаж, мы обнаружили, что значительная часть
времени моделирования уходит на «прорисовку» спиралей. В попытке оптимизировать процесс построения
подобных конструкций, б
ыло выдвинуто предположение о возможной замене слоя проволочного бандажа
сплошным цилиндром с геометрией, равной геометрии реальной спирали, но выполненным из гипотетического
материала с такими механическими свойствами, чтобы цилиндр под воздействием нагру
зки проявлял свойства
спиральной конструкции.

В качестве примера был взят спиральный бандаж гибкого полимерно
-
металлического трубопроводы
условным диаметром 50, 75, 100 мм, выпускаемые ООО «Реммаш
-
Сервис» по ТУ 2248
-
007
-
21171125
-
00 [1].
Эскиз разреза гибк
ой полимерно
-
металлической трубы представлен на Рис. 1.

Данный трубопровод выпускается трех диаметров


50, 75 и 100 мм, внутренний диаметр стального
бандажа в них равен 63, 90 и 110 мм соответственно. Согласно Инструкции по сборке [2] для материального
ис
полнения бандажа используется проволока круглого сечения [3] из рессорно
-
пружинных углеродистых сталей
марок Сталь 60, Сталь 65, Сталь 70 и Сталь 75, диаметр проволоки 3 мм, шаг спирали 3,0
-
3,4 мм.

При моделировании была принята Сталь 65 со значениями мод
уля Юнга и коэффициента Пуассона
равными 2,06*10
11

МПа

и 0,3 соответственно [4] и задан линейный закон растяжения изотропного материала.
Шаг спирали принят постоянным и составил 3,2 мм. Модели построены при помощи 20
-
узлового кубического
элемента
SOLID
186,

позволяющего моделировать любые трехмерные задачи, причем каждая модель
соответствует 20 полным виткам проволоки.


Очевидно, что гипотетический
материал будет проявлять анизотропные
свойства, так как жесткость спирали из
стальной проволоки в направлении оси
Z

(по
оси конструк
ции) будет несопоставимо ниже
поперечных деформаций по осям
X

и
Y

вследствие внутреннего давления. По этой
причине решение задачи было разбито на два
этапа.

В рамках первого проводились
исследования влияния внутреннего давления в
полимерно
-
металлическом тр
убопроводе на
стальной бандаж. Для этого к внутренней
поверхности спиралей было приложено
давление, соответствующее рабочему
давлению в гибком полимерно
-
металлическом
трубопроводе причем так как согласно
руководящей документации на эксплуатацию
данной разн
овидности труб рабочее давление
для разных диаметров лежит в пределах 5
-
10
МПа, в целях сопоставимости результатов
моделирования давление было принято равным 5 МПа для всех случаев.

Помимо проведения эксперимента с моделями спиралей для сравнения деформаци
й и вывода
закономерности были смоделированы три сплошных цилиндра диаметрами равными спиралям и толщиной
стенки 3 мм, причем свойства материала, выбор элемента и способы нагружения и закрепления цилиндрических
моделей остались неизменными по отношению к с
пиральным.

Результаты эксперимента в виде значений абсолютной деформации в мм представлены в таблице.

Как видно из таблицы, величины абсолютного растяжений спирали и цилиндра в каждом случае
сопоставимы, однако различие существенно. Полученное отношение е
сть искомый коэффициент зависимости
модуля Юнга гипотетического материала имитирующего спираль цилиндра от модуля Юнга стали. График
зависимости коэффициента от диаметра приведен на Рис. 2.


Таблица

Деформация моделей по осям
X

и
Y


Вид модели

Диаметр моде
ли

63 мм

90 мм

110 мм

Спиральная

0,0101

0,0206

0,0315

Цилиндрическая

0,00797

0,016

0,0234

Отношение

1,267

1,288

1,346

Второй этап эксперимента был посвящен исследованию аналогичной зависимости по оси спирали (по
оси
Z
). В качестве объекта была выбран
а спираль диаметром 90 мм, соответствующая полимерно
-

Рис. 1 Гибкий полимерно
-
металлический трубопровод

1


монолит из полиэтилена низкого давления, 2


стальной проволочный бандаж, 3


полив
инилхлоридная
лента, 4


повивы из полипропилена, 5
-

монолит из
полиэтилена высокого давления



539

СЕКЦИЯ 18. СОВРЕМЕНН
ЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКА
НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ И НЕФТЕГАЗОХРАНИЛИЩ.

металлическому трубопроводу с условным диаметром 75 мм. К одному из свободных концов спирали было
приложено направленное по оси
Z

усилие, равное 1 Н (соответствует осевому напряжению равному 1,15 кПа).
А
бсолютное удлинение спирали в том случае составило 18 мм (28,1% относительного удлинения).


Рис. 2 Зависимость значения коэффициента соответствия от диаметра спирали


Отсюда следует, что модуль упругости гипотетического материала по оси
Z

пренебрежительно

мал,
поэтому при задании его анизотропных свойств можно использовать модуль Юнга равный 1 кПа. Подобное
допущение оправдано практически, так как в реальной гибкой полимерно
-
металлической трубе спиральный
проволочный бандаж работает лишь на радиальные нагр
узки, а для противодействия осевым нагрузкам
предназначены слои полипропиленовых повивов.

Следует заметить, что в проведенных экспериментах максимальное напряжение составило 22% от
предела текучести выбранной стали, что свидетельствует о наличии лишь упруг
их деформация во всех случаях.

Таким образом, в настоящей статье описан алгоритм оптимизации моделирования конструкций,
подобных рассмотренному гибкому полимерно
-
металлическому трубопроводу. Полученные значение
механических свойств по осям гипотетического
анизотропного материала были применены к цилиндрическим
моделям, после чего те под воздействием нагрузок стали вести себя аналогично спиральным конструкциям из
стальной проволоки.


Литература


1.

ТУ 2248
-
007
-
54031385
-
12 Трубы гибкие полимерно
-
металлические «П
оликорд
-
Флекс».


Отрадный, 2012.


12
с.

2.

Инструкция по сборке ГПМТ в цехе №2.


Отрадный, 2004.


17 с.

3.

ГОСТ 7372 Проволока стальная канатная. Технические условия.


М.: ИПК Издательство стандартов, 2003,


17 с.

4.

ГОСТ 14959
-
79 Прокат из рессорно
-
пружинн
ой углеродистой и легированной стали.


М.: Стандартинформ,
2006,


14 с.


РЕКОНСТРУКЦИЯ СХЕМЫ
ГРС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ТРУБОДЕТАНДЕРА

Титов И.И.

Научный руководитель профессор Хижняков В.И.

Национальный Исследовательский Томский политехнический университет,
г.Томск, Россия

На фоне общего развития производства энергии который за последние 30 лет в мире увеличился на
60%, газовая промышленность получила огромное развитие. Добыча углеводородных газов(природного газа,
нефтяного газа) возросла на 140%, добыча нефт
и возросла на 30%, угля на


45%.

Трубопроводный транспорт, будучи одним из главных способов доставки газа потребителям, не в
состоянии по технико
-
экономическим причинам полностью обеспечить доставку газа от мест добычи. Кроме
того, доставка низконапорного

газа от мест добычи потребителям по трубопроводам не целесообразен.

Альтернативой дорогостоящей трубопроводной транспортировке газа на значительные расстояния,
требующие строительства трубопроводов высокого давления и дожимных компрессорных станций больш
ей
мощности, стало создание комплексов, базирующихся на технологиях перевода газа в жидкости (сжижение газа,
производство синтетического топлив) и безтрубопроводности транспорта жидких углеводородов.

С точки зрения энергосбережения в газотранспортной с
истеме на сегодня весьма перспективной
является утилизация энергии избыточного давления природного газа в турбодетандере. Турбодетандером
называется утилизационная (т.е. не потребляющая топлива) расширительная турбина, механически связанная с
потреби
телем ее мощности, например электрогенератором, компрессором и т.п.

Значение
коэффициента

Диаметр спирали, мм


Приложенные файлы

  • pdf 83471764
    Размер файла: 874 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий