|
81 Такое соотношение в величинах обусловлено тем, что все разрушения при динамическом нагружении происходят при резонансных режимах — когда акустическая частота колебаний рабочего тела совпадает с первой собственной частотой механических колебаний рассматриваемого фрагмента (по граничным условиям и/или по приложенной нагрузке). Из изложенного возникает основная задача рассогласовать перечисленные динамические процессы за счет различных мероприятий. Вероятностная оценка рассогласования частот: 1=/{0,-ш11<)/^(СК01 л+СК01)}, где /{...} — интеграл Лапласа; та а Ии)„математическое ожидание собственных частот акустичесикх и механических колебаний; СКО — среднеквадратические отклонения частот, определяемая регрессионным анализом по планам экспериментам. При технической диагностике наиболее достоверно определяемая величина скорость вибрации трубопровода. Исходя из проведённых обследований газораспределительных станций и с учётом результатов работы [5] целесообразно ограничить скорость вибрации трубопровода при эксплуатации величиной порядка 10 мм/с. Ближайшая величина шкалы интенсивности вибрации международного стандарта 180 ТК 183 составляет величину 11,2 мм/с, что песколько выше рекомендаций. При уровнях скоростей вибраций менее 10 мм/с гарантировано не развиваются начальные дефекты трубопровода (начальные трещины и другие) [5,35]. Конструктивные мероприятия по снижению высокочастотной вибрации трубопроводов разработаны достаточно полно: депульсаторы, эластичные демпферы, унифицированные люк-лазы, многофункциональные виброгасящие покрытия и т.п. |
Расчёты показали, что уровень амплитуды динамических напряжений в трубопроводе без дефектов на первой собственной частоте механических вынужденных колебаний составляет величину 2 3 % от уровня максимальных статистических, что, вообще говоря, совпадает с имеющимися экспериментальными данными [5, 7]. Такое соотношение в величинах обусловлено тем, что все разрушения при динамическом нагружении происходят при резонансных режимах когда акустическая частота колебаний рабочего тела совпадает с первой собственной частотой механических колебаний рассматриваемого фрагмента (по граничным условиям и/или по приложенной нагрузке). Из изложенного возникает основная задача рассогласовать перечисленные динамические процессы за счёт различных мероприятий. Вероятностная оценка рассогласования частот: \ = /{(тА-ти)Ц(СКОг А +СК01)}, где /{...}интеграл Лапласа; Тол и там математическое ожидание собственных частот акустичесикх и механических колебаний; СКО среднеквадратические отклонения частот. При технической диагностике наиболее достоверно определяемая величина скорость вибрации трубопровода. Исходя из проведённых автором обследований газораспределительных станций в зоне ответственности ООО «Мострансгаз» и с учётом результатов работы [5] целесообразно ограничить скорость вибрации трубопровода при эксплуатации величиной порядка 10 мм/с. Ближайшая величина шкалы интенсивности вибрации международного стандарта 180 ТК 183 составляет величину 11,2 мм/с, что несколько выше рекомендаций. При уровнях скоростей вибраций менее 10 мм/с гарантировано не развиваются начальные дефекты трубопровода (начальные трещины и другие) [5, 35]. Конструктивные мероприятия по снижению высокочастотной вибрации трубопроводов разработаны достаточно полно: депульсаторы, эластичные демпферы, унифицированные люк-лазы, многофункциональные виброгасящие покрытия и т.п. 3.2. Влияние различных дефектов на работоспособность трубопроводов Изучение отказов линейной части магистральных трубопроводов позволяет распределить их причины следующим образом. Заводские дефекты труб, включая дефекты заводских сварных швов; дефекты сварных соединений труб, выполняемых на сварочно-монтажных базах и в трассовых условиях; повреждения труб при их транспортировке и монтаже; повреждение трубопроводов сельскохозяйственными машинами; перенапряжение труб, обусловленное различного рода отклонениями; перенапряжение труб в результате воздействия на них неучтенных нагрузок; коррозия; нарушение правильного режима эксплуатации; прочие причины [3, 4]. Заводские дефекты труб: металлургические дефекты (слоистость стенок труб, закаты, неметаллические включения, плены); использование сталей с пониженными характеристиками прочности, пластичности, вязкости; отклонение геометрических характеристик от заданных (толщина стенки, диаметр трубы, величина притупления кромок); дефекты заводских сварных швов (непровары, ослабление околошовных зон основного металла, трещины, царапины и задиры, наносимые на металл в процессе изготовления труб, места ремонта заводского сварного шва). Дефекты сварных соединений, выполняемых в полевых условиях, в основном те же, что и в заводских сварных швах. Механические повреждения труб при транспортировке, строительстве и эксплуатации приводят к вмятинам, царапинам, задирам, приваркам «заплат», «корыт», приваркам 71 |