Введение
1. Обзор и анализ конструктивных решений однопролетных балочных переходов и методов оценки их технического состояния ...9
1.1.. Анализ конструктивных решений однопролетных балочных переходов трубопроводов 9
1.2. Особенности конструкции однопролетного балочного перехода трубопроводов в несущей цилиндрической оболочке .12
1.3. Анализ известных методов диагностирования однопролетных балочных переходов «труба в трубе» .15
1.4. Исследование причин аварийного разрушения надземного перехода конструкции «труба в трубе» нефтепровода Ухта-Ярославль .20
1.4.1. Характеристика объекта и образцов материала труб .20
1.4.2. Анализ результатов исследования образцов металла 23
1.5. Постановка цели и задач работы .28
2. Расчетное обоснование несущей способности трубы футляра однопролетного балочного перехода для целей его диагностирования 31
2.1. Основные особенности расчета балочных переходов магистральных трубопроводов 31
2.2. Расчет напряженно-деформированного состояния трубопровода в футляре-кожухе на участке балочного перехода 35
2.3. Расчет напряженно-деформированного состояния трубопровода при разрушении опорных элементов в несущей трубе-футляре 47
2.4. Метод определения фактического положения трубопровода в несущей трубе-футляре 56
2.5. Алгоритм определения фактического положения трубопровода в несущей трубе-футляре 63
2.6. Расчетное обоснование возможности нарушения целостности несущей трубы-футляра для диагностирования технического состояния трубопровода .64
2.6.1. Постановка задачи расчета .64
2.6.2. Разработка алгоритма расчета прочности футляра методом конечных элементов 67
2.6.3. Постановка задачи оптимизации конструкции футляра .76
2.6.4. Основные положения решения задач оптимизации .78
2.6.5. Вычисление множителей Лагранжа .83
2.6.6. Алгоритм оптимизации .85
2.6.7. Применение алгоритма оптимизации к решению задачи о проектировании конструкции трубы-футляра, допускающей проведение диагностики металла основной трубы .88
3. Разработка методики диагностирования технического состояния труб балочного перехода трубопровода, скрытого футляром 91
3.1. Анализ и классификация дефектов и повреждений труб балочного перехода, скрытого футляром 91
3.1.1. Коррозионные повреждения .91
3.1.2. Поверхностные дефекты труб 93
3.1.3. Дефекты сварных швов .94
3.2. Анализ метода дальнодействующего ультразвукового контроля для целей диагностирования труб балочного перехода, скрытого футляром, без нарушения его целостности 98
3.2.1. Сущность дальнодействующего ультразвукового контроля .98
3.2.2. Поверхностные волны Рэлея 99
3.2.3. Волны Лэмба 100
3.2.4. Особенности распространения направленных НЧ-волн 102
3.3. Анализ развития методов направленных волн в железнодорожном транспорте .106
3.3.1. Актуальность применения волн Рэлея и Лэмба в рельсах .106
3.3.2. Опыт исследований импульсных акустических сигналов в рельсах 107
3.3.3. Специализированные ультразвуковые дефектоскопы АКР1224 для диагностики рельсов .110
3.4. Анализ мирового опыта применения систем НЧ-УЗК с преобразователями различного типа .112
3.4.1. Магнитострикционные преобразователи 112
3.4.2. Электромагнитоакустические преобразователи .113
3.4.3. Пьезопреобразователи .116
3.5. Анализ опыта диагностирования трубопроводов системой Wavemaker .120
3.5.1. Общие сведения о приборе Wavemaker .120
3.5.2. Методика диагностирования протяженных участков трубопроводов прибором Wavemaker 122
3.6. Методика поперечного прозвучивания трубопровода .125
3.7. Результаты экспериментального исследования дальнодействующего ультразвукового контроля 127
3.7.1. Методика стендовых испытаний 127
3.7.2. Результаты стендовых испытаний .130
3.7.3. Апробация дальнодействующего ультразвукового контроля на участках действующего газопровода 137
4. Разработка технических решений по стабилизации устойчивости балочного перехода трубопровода при эксплуатации 141
4.1. Методика корректировки высотного положения балочного перехода для уменьшения изгибных напряжений 141
4.2. Технические решения по стабилизации устойчивого положения балочных переходов на примере нефтепровода Ухта-Ярославль.
4.2.1. Технические предложения по реконструкции балочных переходов 151
4.2.2. Расчетное обоснование эффективности технических предложений 154
Заключение 162
Список использованных источников
