Введение
Глава 1 Предпосылки совершенствования конструкций и расчетов прочности низкотемпературных газопроводов 16
1.1. Влияние физико-химических параметров транспортируемого сжиженного и охлажденного природного газа на конструктивные характеристики, динамику подвижек и напряженное состояние трубопровода 16
1.2. Уровень применения трубопроводов сжиженного и охлажденного природного газа в зарубежной и отечественной практике, их классификация 18
1.3. Основные требования к конструкции и правила строительства и эксплуатации низкотемпературных газопроводов в основных газоносных провинциях россии 22
1.4. Конструкции и конструктивные особенности низкотемпературных газопроводов, характеристики конструкционных материалов 23
1.4.1. Конструкции низкотемпературных газопроводов 23
1.4.2. Конструктивные особенности низкотемпературных и криогенных трубопроводов 28
1.4.3. Характеристики трубных сталей для низкотемпературных газопроводов 30
1.4.4. Сварочные материалы для низкотемпературных газопроводов 34
1.4.5. Теплоизоляционные материалы низкотемпературного трубопровода 3 5
1.5. Влияние метода строительства на конструктивные особенности низкотемпературного трубопровода 3 8
1.6. Прочность и надежность низкотемпературных теплоизолированных трубопроводов 41
1.7. Диагностика низкотемпературных теплоизолированных газопроводов 44 задачи исследований 45
Глава 2 Теоретические основы расчета прочности и надежности конструкций низкотемпературных трубопроводов 48
2.1. Основные этапы развития теории расчета оболочечных конструкции в деформируемых средах 53
2.2. Теоретические решения по определению зависимостей «напряжения-деформации» в низкотемпературном трубопроводе 69
2.3. Использование метода конечных элементов при расчетах конструкции низкотемпературных трубопроводов в деформируемых средах 78
2.3.1. Исходная информация 78
2.3.2. Блок разбивки на конечные элементы и построение матриц жесткости дискретных элементов 79
2.4. Физико-механические характеристики основных элементов и среды к расчетной схеме низкотемпературных и криогенных трубопроводов 83
2.5. Расчет напряженно-деформированного состояния системы «труба-теплоизоляция-грунт» при действии сил от веса грунта и трубопровода 92
2.6. Определение напряженно-деформированного состояния в системе «труба-теплоизоляция грунт» при действиии сил от веса грунта, трубы и наземного транспорта 100
2.7. Влияние температуры продукта и механических нагрузок на подземный трубопровод 104
2.8. Напряженно-деформированное состояние искривленного трубопровода в результате охлаждения по
2.9. Динамика, прочность и надежность теплоизолированного покрытия трубопровода на выходе из грунта в атмосферу 118
2.9.1. Основные соотношения метода конечных элементов для объемной осесимметричной задачи 118
2.9.2. Напряжения в теплоизоляционном покрытии при продольном смещении трубы в зоне перехода подземного способа прокладки в надземный 132
2.9.3. Напряжения в теплоизоляции при поперечном смещении трубы в зоне перехода подземного способа прокладки в надземный 134
Выводы по второй главе 135
Глава 3 Прочностные характеристики, компенсация температурных деформаций и закрепление низкотемпературных трубопроводов 138
3.1. Основные положения и предпосылки прочностных расчётов низкотемпературного трубопровода 138
3.2. Конструкции спг и опг - проводов и их работоспособность 142
3.2.1. Анализ работы и расчёт стального трубопровода 143
3.3. Компенсация температурных деформаций низкотемпературных трубопроводов 147
3.4. Напряжения и перемещения на криволинейных участках низкотемпературного трубопровода 160
3.5. Закрепление и опирание низкотемпературных трубопроводов 165
3.6. «закрепление» трубопроводов с использованием низколегированных анкеров 171 выводы по третьей главе 180
Глава 4 Экспериментально-расчётная оценка прочности теплоизоляционного покрытия низкотемпературных трубопроводных систем 183
4.1. Поведение конструкций теплоизоляционных покрытий трубопроводов в натурных условиях 183
4.2. Механическое взаимодействие системы труба-теплоизоляция грунт и прочность конструкции 185
4.3. Критические величины напряжений в теплоизоляционном покрытии в зависимости от вида связи труба-теплоизоляция 195
4.4. Оценка предельно-допустимых напряжений в теплоизоляционном покрытии 202
4.5. Сопротивление и модули деформации покрытия теплоизоляционного трубопровода 208
4.6. Модельные испытания прочноститеплоизоляционного покрытия и определение расхождения полученных теоретических и экспериментальных данных -211
4.7.модельные испытания на прочность тепло и гидроизо ляционных покрытий трубопровода на разделе «грунт-атмосфера» 214
Выводы по четвертой главе 220
Глава 5 Совместное решение задачи с целью определения прочности и надежности низкотемпературных газопроводов 223
Выводы по пятой главе 233
Глава 6 Диагностика трубопроводных конструкций для сжиженного и охлажденного природного газа 234
6.1 параметры низкотемпературного трубопровода, подлежащие исследованию с применением тензометрии 234
6.2 отработка технологии наклейки тензорезисторов и определение ее прочности 236
6.3 экспериментальное исследование характеристик тензо-элементов при низких температурах 23 8
6.4 отработка процесса монтажа тензорезисторов на низкотемпературном трубопроводе 243
6.5 исследование параметров серийных первичных преобразователей в условиях длительной эксплуатации при низких температурах 245
6.6 прием и обработка информации с использованием автоматической системы «магистраль» 250
6.7 алгоритмы сбора и первичной обработки измерительной информации 254
6.8. Порядок опроса первичных средств 255
6.9. Алгоритм подпрограммы обработки показаний датчиков деформаций 261
Выводы по шестой главе 262
Глава 7 CLASS Экономичность, надежность и устойчивость конструкции низкотемпературного газопровода 264 CLASS
7.1. Экономическая и экологическая эффективность 264
7.2. Определение режима охлаждения низкотемпературного трубопровода 265
7.3. Методика исследования разрушения трубопровода сжиженного природного газа при авариях 271
7.4. Испытание прочности и надежности трубопровода на разработанном строительном комплексе для сооружения низкотемпературных трубопроводов 275
7.4.1. Создание приводного механизма захвата трубопровода 278
7.4.2. Определение усилий передвижения 282
Выводы по седьмой главе 290
Общие выводы 292
Список использованных источников
