автореферат диссертации по строительству, 05.23.17, диссертация на тему:Оценка напряженно-деформированного состояния трубопроводных конструкций с эксплуатационными повреждениями

На правах рукописи

V

Снарский Сергей Вячеславович

ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ

Специальность 05 23 17 - Строительная механика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□0305Э501

Волгоград - 2007

003059501

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» и в ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Овчинников Игорь Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Николаев Анатолий Петрович,

кандидат технических наук, доцент Воронкова Галина Вячеславна

Ведущая организация

филиал ДОАО «Оргэнергогаз» «Саратоворгдиагностика» (г Саратов)

Защита состоится 30 мая 2007 г в совета Д 212 026 01 в ГОУ

10

часов на заседании диссертационного ВПО «Волгоградский государственный

архитектурно-строительныи университет» по адресу 400074, г Волгоград, ул Академическая, д 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан 28 апреля 2007 г

Ученый секретарь /1/1/" в а

диссертационного совета Л В Кукса

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является важнейшей отраслью промышленности, обеспечивающей энергетическую безопасность и экономическую самостоятельность промышленно развитой страны В то лее время, с точки зрения экологии, ТЭК выступает как один из главных загрязнителей окружающей среды Поэтому вопросы повышения безопасности и эффективности объектов ТЭК являются ключевыми для экономического развития государства и снижения вредных воздействий на людей и окружающую среду

Одними из основных компонентов ТЭК являются системы магистральных газо- и нефтепроводов Помимо газовой промышленности, газопроводы широко применяются на предприятиях тепловой сети (ПТС), на нефтехимических производствах, в химической промышленности и т д В последнее время в мире отмечается снижение надежности работы трубопроводов ТЭК и увеличение вредной нагрузки на окружающую среду при их работе

Одной из основных причин аварий на трубопроводах ТЭК является их старение Основной парк газопроводов высокого давления составляют трубопроводы, имеющие срок эксплуатации свыше 20 лет

К 2006 г доля нефтепроводов с возрастом труб более 39 лет составила 40 % Значительный возраст нефтепроводов объективно связан с увеличением риска аварий и отказов при эксплуатации Эксплуатация таких нефтепроводов связана с большими затратами на поддержание оборудования в рабочем состоянии, включая дорогостоящие работы по диагностике и ремонту трубопроводов К этим затратам необходимо добавить затраты, связанные с ликвидациями последствий аварий, с локализацией, сбором и удалением нефти и нефтепродуктов при потере герметичности трубопроводов Отмечается необходимость решения задачи по продлению лицензионных сроков эксплуатации с уменьшением затрат на ремонт Актуальной является проблема оценки параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) трубопроводных конструкций, находящихся в эксплуатации, что необходимо для прогнозирования их технического ресурса по результатам диагностирования технического состояния

Целью работы является разработка подхода, предполагающего применение методов строительной механики для оценки параметров НДС трубопроводных конструкций, находящихся в эксплуатации и имеющих эксплуатационные повреждения, основываясь на результатах внешних замеров либо на информации, полученной в результате использования внутритрубных средств диагностики

Для достижения указанной цели необходима разработка моделей трубопроводных конструкций, пригодных для описания напряженно-деформированного состояния с учетом изменений, имеющих место в

процессе эксплуатации В качестве таковых изменений рассматриваются эксплуатационные повреждения трубопровода, при которых эксплуатация нормами проектирования не предусматривается, однако для которых, тем не менее, известны многочисленные случаи длительной безаварийной работы

Задачи работы:

- разработка методики оценки параметров НДС на основании неточно заданных величин перемещений применительно к трубопроводным конструкциям в непроектном положении при наличии малых деформаций (начальная стадия арочного выброса) (обратная задача строительной механики),

- разработка методики оценки параметров НДС на основании заданных величин характерных перемещений применительно к трубопроводным конструкциям в поврежденном состоянии при наличии развитых пластических деформаций, включая местное гофрообразование (обратная задача строительной механики),

- разработка комбинированной оболочечно-твердотельной модели конструктивного элемента, представляющего собой участок трубопроводной конструкции, находящейся в поврежденном состоянии,

- верификация построенных моделей посредством сопоставления результатов расчета методами строительной механики параметров напряженно-деформированного состояния трубопроводной конструкции на стадии эксплуатации при различных схемах нагружения с экспериментальными данными и сведениями, опубликованными в литературных источниках

Научная новизна работы заключается в следующем

- выполнен анализ работ, в которых излагаются современные подходы к расчету НДС поврежденного участка конструкции магистрального трубопровода, находящегося в непроектном положении,

- разработана методика оценки параметров НДС участка конструкции магистрального трубопровода, находящегося в непроектном положении, с использованием как результатов внешнего обследования, так и данных внутритрубной дефектоскопии,

- построена модель, описывающая НДС поврежденного участка конструкции магистрального трубопровода, находящегося в непроектном положении, с учетом нелинейных упругопластических механических свойств материала

Достоверность результатов работы базируется на использовании апробированных в литературе исходных положений и соотношений нелинейной строительной механики, качественном и количественном анализе всех последовательных этапов решения

Достоверность результатов работы подтверждается сопоставлением результатов расчета по предложенным математическим моделям с ранее

полученными решениями, с результатами натурных экспериментов (в т ч поставленных автором), а также решением ряда тестовых задач

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанные модели и методики могут быть применены при диагностике и прогнозировании напряженно-деформированного состояния

поврежденных участков конструкции магистрального трубопровода, находящегося в непроектном положении Результаты исследований приняты к использованию на предприятии «Саратоворгдиагностика» (филиал ДОАО «Оргэнергогаз»), а также используются в учебном процессе при изложении вопросов расчета конструкций с учетом реальных условий эксплуатации

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на Всероссийской конференции «Математическое моделирование и краевые задачи» (г Самара, май 2004 г), на XXI Международной конференции по теории пластин и оболочек (г Саратов, ноябрь 2005 г ), на научных семинарах кафедры «Мосты и транспортные сооружения» СГТУ, на объединенном научном семинаре кафедр «Строительная механика» и «Мосты и сооружения на дорогах» ВолГАСУ

Публикации. По теме диссертации опубликовано б работ, из них одна - в рецензируемом издании, рекомендованном ВАК

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 112 наименований, 3 приложений, содержит 69 рисунков, 16 таблиц Основное содержание диссертации изложено на 194 страницах текста Всего работа содержит 232 страницы текста (с учетом приложений) На защиту выносятся:

- постановка и методика решения обратной задачи строительной механики применительно к трубопроводным конструкциям в поврежденном состоянии при наличии малых деформаций (начальная стадия арочного выброса), суть которой состоит в использовании решения приближенного уравнения, описывающего деформирование конструктивного элемента, в качестве источника априорной информации для решения некорректной по Адамару задачи поиска параметров НДС на основании неточно заданных величин перемещений,

- постановка и методика решения обратной задачи строительной механики применительно к трубопроводным конструкциям в поврежденном состоянии при наличии развитых пластических деформаций (местное гофрообразование), которая позволяет производить оценку параметров НДС конструктивного элемента на основании замеров величин характерных перемещений с учетом конкретной схемы нагружения конструктивного элемента,

- комбинированная оболочечно-твердотельная модель конструктивного элемента, представляющего собой участок трубопроводной конструкции, находящейся в поврежденном состоянии, разработанная для описания деформирования конструктивного элемента с учетом местной потери устойчивости,

- способ постоянного согласования граничных условий при использовании комбинированной оболочечно-твердотельной модели применительно к задачам расчета трубопроводных конструкций, находящихся в поврежденном состоянии,

- результаты численного моделирования поведения трубопроводной конструкции на стадии эксплуатации при различных схемах нагружения с использованием предложенных моделей

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, формулируются ее цели и задачи, дается краткое описание отдельных глав, характеристика научной новизны, достоверности, обосновывается практическая ценность

В первой главе приводится анализ причин эксплуатационных повреждений трубопроводных конструкций, приводящих к изменению их положения в пространстве относительно проектного В главе также дается обзор материалов, используемых при изготовлении и ремонте трубопроводных конструкций, приводятся теории грунтового основания и воздействия внешних факторов Изменения геометрии конструкции, свойств материалов и грунтового основания по сравнению с проектными служат причиной непроектного (поврежденного) состояния трубопроводной конструкции (рис 1)

Рис 1 Механизм повреждения трубопроводной конструкции

Для оценки развития поврежденного состояния трубопроводной конструкции во времени приводятся экспериментальные данные по кинетике процессов деградации трубопроводных конструкций, а также

результаты испытаний поврежденных участков трубопровода и участков трубопровода после ремонта

Вторая глава посвящена проблеме моделирования трубопроводных конструкций, имеющих эксплуатационные повреждения Приводится обзор работ и производится анализ существующих подходов к моделированию поведения трубопроводных конструкций в условиях влияния внешних нагрузок и воздействий

Освещение вопросов прочности трубопроводных конструкций в специальной литературе, а также применение к расчету трубопроводных конструкций методов строительной механики тесным образом связано с историей трубопроводного строительства В качестве работ раннего периода, относящихся еще к 60-м годам, отмечаются работы А Г Тартаковского К основополагающим работам в области расчетов трубопроводных конструкций на прочность и устойчивость относятся работы П П Бородавкина (совместно с В Л Березиным, О Б Шадриным, А М Синюковым) Результаты многочисленных исследований приведены в справочном пособии А Б Айнбиндера, пережившем несколько изданий Большую научно-исследовательскую работу ведет научно-исследовательский институт газовой промышленности (ВНИИГаз) В этой связи следует отметить как периодически выходящие сборники научных трудов института, так и статьи и монографии В В Харионовского и сотрудников Темой исследований Л А Димова стали свойства (с учетом их деградации) грунтового основания трубопровода, уложенного на торфяных болотах На протяжении многих лет темой исследований А Г Гумерова и сотрудников являлась проблема применения синтетических композитных материалов в практике трубопроводного строительства и ремонта трубопроводных конструкций Следует отметить труды саратовской школы механиков, в частности, В В Петрова и ИГ Овчинникова, предложивших ряд моделей коррозионного разрушения стальных конструкций (энергетическая, диффузионная, логистическая), а также моделей изменения свойств основания, позволяющих эффективно описывать процесс деградации трубопроводных конструкций при воздействии внешних агрессивных сред

В работах Б А Клока, В М Стоякова и Г Н Тимербулатова затрагиваются вопросы легализации поврежденного состояния трубопроводных конструкций по результатам оценки параметров НДС

В работах И Е Литвина приведены методы оценки показателей механической надежности магистральных трубопроводов и методические подходы для исследования надежности

В работах ГА Ланчакова дан анализ коррозионно-механического разрушения тонкостенных сварных оболочковых конструкций Описана связь несущей способности конструкций данного типа с конструктивно-технологическими концентраторами напряжений, технологическими

дефектами и физико-механическими характеристиками основного металла и металла сварного соединения Рассмотрены особенности разрушения нефтегазопроводов во взаимосвязи с условиями эксплуатации Предложен расчетно-экспериментальный метод оценки трещиностойкости пластичных трубных сталей и их сварных соединений и влияния на нее конструктивно-технологических и эксплуатационных параметров Рассмотрены некоторые физические аспекты формирования рассеянных повреждений в трубных сталях и их сварных соединениях в процессе длительного нагружения с учетом условий эксплуатации Предложены расчетно-экспериментальные методики оценки остаточного ресурса оболочковых конструкций по предельному состоянию с трещино- и нетрещиноподобными концентраторами напряжений

В работах В В Курочкина рассмотрены задачи расчета напряженно-деформированного состояния линейной части нефтепроводов в осложненных условиях прокладки (подводные переходы, переходы через болота) Даны результаты исследования материалов трубопроводов с различными сроками эксплуатации и факторы, влияющие на изменение прочностных характеристик металла Рассмотрены проблемы прогнозирования долговечности линейной части с учетом малоцикловых нагрузок

Кроме того, расчету трубопроводов с эксплуатационными повреждениями посвящены работы В В Алешина, В Е Селезнева, И И Велиюлина, Е В Дедикова, В Н Аликина, Е Е Зорина, Л В Муравьевой, И Г Овчинникова, В А Пшеничкиной и др

По результатам анализа указанных литературных источников сформулированы основные цели и задачи исследования настоящей диссертационной работы

Для эффективного анализа поврежденного состояния трубопроводных конструкций необходимо рассмотрение иерархии моделей от трубопроводной конструкции в целом до отдельных ее составляющих, таких как форма, материал и воздействия Это позволяет проследить влияние отдельных факторов поврежденного состояния на всю конструкцию (см рис 1)

Как правило, для описания трубопроводных конструкций, имеющих эксплуатационные повреждения, необходимо применение намного более детализированной модели, учитывающей большое количество нюансов в поведении конструкции Так, например, вместо линейно-упругой модели материала возникает потребность в нелинейной модели для расчета в стадии пластических деформаций Непроектное положение трубопровода требует использования геометрически нелинейных моделей Коррозионное и стресс-коррозионное поражение требует применения моделей с переменной толщиной материала и переменными его механическими свойствами в пределах конструктивного элемента

Искривление оси трубопровода может быть описано функциями у(х)=у0 + Ау{х),

г(х) = 7о + Аг(х)

Изменение геометрической формы может быть описано с использованием функций

ЯО,р) = Л0+ДЯ(х,<р), И((х,<р)~И0 +Щх,<р), где К - радиус наружной поверхности трубопровода, /г - его толщина Диаграмма деформирования материала под влиянием внешних воздействий практически не меняется, однако в поврежденном состоянии материал может испытывать пластические деформации, поэтому вместо линейной диаграммы деформирования чаще применяются билинейная модель с линейным упрочнением (3) и степенная модель (4) е = а/Е, приа<ат

(3)

е = ет +(<т-<хг)/£'1, присг>сгт

а = аек-Ь£т (4)

Модель деградации свойств грунтового основания существенно зависит от выбранной модели грунта Так, для модели Винклера учет деградации его механических свойств может быть принят в виде (5)

Ъ=Чх{С),Ъ=Ъ(С\ (5)

где и г): - коэффициенты постели, а С(х) - функция концентрации (коррозионной) среды, проникающей в грунт и изменяющей его механические свойства

В третьей главе рассматривается задача оценки параметров НДС трубопроводных конструкций, которые находятся в непроектном положении и имеют связанные с этим эксплуатационные повреждения Рассмотрению подвергаются две постановки задачи - задача для малых деформаций конструкции (с использованием стержневой модели) и задача для развитых пластических деформаций конструкции, сопряженных с гофрообразованием (с использованием модели деформируемого твердого тела)

Основным методом расчета напряжений в материале трубопровода является расчет на основании действующих внешних нагрузок Вместе с тем, при рассмотрении конкретных случаев поврежденного состояния трубопровода дополнительно используются различные иные методы определения и расчета напряжений в материале трубопровода

Расчет параметров НДС трубопроводной конструкции на основании действующих внешних нагрузок представляет собой решение прямой задачи строительной механики, когда по известным внешним нагрузкам и деформационным характеристикам системы ищутся неизвестные

внутренние усилия (компоненты напряженного состояния) либо деформации и перемещения системы (рис 2)

Прямая задача строительной механики Внешние нагрузки ) расчетная f Внутренние усилия

_I Перемещения

Жесткость конструкции схема Деформации

Обратная задача строительной механики

Перемещения Жесткость конструкции

Расчетная [ Внутренние усилия

>

Деформации

'••А

Внешние нагрузки Рис 2 Прямая и обратная задачи строительной механики

В случае эксплуатационного состояния трубопроводной конструкции имеет место иная ситуация Схема приложения внешних нагрузок отличается от предусмотренной проектом Сами значения внешних нагрузок, действующих на трубопровод в конкретном случае, либо неизвестны, либо известны с такой степенью определенности, которая не позволяет сформулировать содержательные суждения о состоянии конструкции

Вместе с тем, как правило, с достаточной достоверностью известны перемещения системы и ее деформационные характеристики, а неизвестные внутренние усилия могут выступать в качестве искомых величин При этом значения внешних нагрузок представляют гораздо меньший интерес, чем значения внутренних усилий В литературе по эксплуатации трубопроводов такой подход получил название косвенного метода контроля напряжений В настоящей работе такая постановка вопроса трактуется как обратная задача строительной механики (рис 2)

При точном решении прямая и обратная задачи строительной механики эквивалентны Однако на практике исходные величины для решения задачи строительной механики известны с некоторой погрешностью В этом случае существенное отличие обратной задачи строительной механики заключается в том, что ее математическая формулировка соответствует некорректно поставленной задаче

В настоящей работе рассматривается решение обратной задачи строительной механики применительно к искривленному участку при малых деформациях трубопровода с использованием модели упругого изгиба в качестве источника априорной информации для решения некорректно поставленной по Адамару задачи

Решение обратной задачи строительной механики применительно к большим деформациям, сопровождающимся пластическими деформациями и гофрообразованием, затруднено Главным источником затруднений является отсутствие явной зависимости между перемещениями, напряжениями и деформациями системы Более того, отсутствует явная связь между перемещениями в отдельных ¡точках системы Поэтому в рамках настоящей работы применительно к большим деформациям обратная задача решается следующим образом

1 Путем непосредственных измерений определяются перемещения системы в зоне интенсивных деформаций,

2 Учитывая деформационные характеристики конструкции, производится многократное решение прямой задачи с варьированием исходных параметров, в качестве которых принимаются внешние нагрузки и перемещения системы на границе рассматриваемого участка, до получения решения, соответствующего в зоне интенсивных деформаций измеренным перемещениям

Изгиб трубопровода, находящегося в эксплуатации, в общем случае имеет пространственный характер и может сопровождаться кручением вокруг продольной оси Однако эксплуатационные деформации трубопровода, приводящие к его повреждению, как правило, в каждом конкретном случае обусловлены ограниченным набором нагрузок и воздействий Поэтому в настоящей работе рассматривается задача плоского изгиба продольной оси трубопровода (при этом плоскость изгиба может быть как горизонтальной, так и вертикальной)

Случай малых деформаций

Считается, что есть возможность произвести некоторое количество измерений прогибов оси трубопровода (по отношению к первоначальному положению) Количество измерений желательно иметь не очень большим (рис 3) Каждое измерение производится неточно, с ошибкой, не превышающей некоторый уровень (например, 5% от измеренного значения) Требуется с возможно высокой точностью определить нормальные напряжения изгиба, обусловленные действием изгибающего момента, в сечении, соответствующем точке на оси трубопровода, где указанная кривизна максимальна Нахождение значений изгибающего момента связано с дифференцированием функции прогибов, то есть имеет место некорректно поставленная задача

X}_Щ_XI_

У1 У2 1 г У. X Уп

* > 1.........1' ......... 1 '1 - I \

Рис 3 Схема участка

Общий метод решения некорректно поставленных задач заключается в постановке условно корректной задачи посредством наложения на исходную задачу дополнительных ограничений с последующим поиском решения на узком множестве корректности Источником дополнительных ограничений служит априорная информация, почерпнутая из специфики предметной области

(2(х\Ах)

Рис 4 Исходное и деформированное состояние элемента трубопровода в плоскости изгиба

План решения задачи заключается в следующем Сначала на основании уравнения равновесия конструктивного элемента в рамках стержневой модели находится общее решение в виде функции прогибов, зависящей от некоторого количества параметров Множество, которое «пробегает» производная от функции прогибов при варьировании этих параметров, рассматривается в качестве множества корректности Далее решается задача оптимального приближения экспериментальных данных функциями рассматриваемого вида (поиск решения на множестве корректности)

После этого, используя соотношения, полученные при выводе уравнения равновесия, из найденного решения (функции прогибов) находятся значения внутренних силовых факторов

Рассматривая равновесие малого элемента трубопровода (рис 4), можно выписать систему уравнений, описывающих искривленный участок трубопроводной конструкции с учетом физической, геометрической и конструктивной нелинейности, а также с учетом деградации грунтового основания Разрешающие уравнения имеют вид

12

<1и 1 (¿/иЛ

+ /3

¿2(ур +*")

с12(уа + \у)

с1и 1 (

с1(у0+Ц/) Уо+Н') Л

Й&С

-Ро-т(с) ж

+/2

42(ур+у)

с1х1

\

с1и \ictw

N

(6)

+ /з

¿2(у0 + и>)

сЬс2

<"> е(- и») + 7]2 (С) с(гс)+773(с)

Л

</(уо+УГ)_

Л

¿(уо+и1) с12

СЫ

(¡х*

(¡и 1 (

¿20'0 + н>) (1

+ 77з (С) «

-"з.

<£с

¡2

А

¿2(л> + 1У)

сЬ2 ¿2(у0 + уу)

(7)

+'2

<Р-(у0+ч>)

с1х1

= 0

В вышеприведенных выражениях и, V? - перемещения, 7, -характеристики сечения, зависящие от характера поврежденности трубопровода, %=-РАТ+\'ъач„ Р0 - вес единицы длины элемента трубопровода и транспортируемого продукта, ^(С), ?/2(С) - коэффициенты постели при перемещении трубопровода соответственно вниз и вверх, являющиеся функциями концентрации С(х) агрессивной среды, проникающей в грунт основания и изменяющей его механические свойства, (¿2 - коэффициенты, учитывающие нелинейность работы грунтового основания

При определенных допущениях прямая задача строительной механики, соответствующая системе уравнений (6)-(7), имеет решение, определяемое с точностью до некоторых произвольных постоянных Конкретные значения этих постоянных определяются при рассмотрении конкретных граничных условий В нашем случае в качестве таких условий выступают

значения прогибов в отдельных точках То обстоятельство, что рассматриваемая прямая задача не соответствует классической формулировке краевой задачи (поскольку значения искомой функции заданы не в двух точках по концам интервала, а в нескольких точках внутри него), не является существенным, поскольку рассматриваемую прямую задачу можно представить как систему краевых задач

Вместе с тем, для оценки НДС трубопровода, находящегося в эксплуатации, на основании отдельных замеров прогибов продольной оси параметров необходимо рассматривать систему уравнений (б)-(7) как обратную задачу строительной механики, когда функции внешней нагрузки неизвестны и подлежат определению

Очевидно, что в столь общей формулировке задача не имеет решения, поскольку требуется отыскать функции самого общего вида на основании только конечного набора числовых данных Поэтому путь к решению обратной задачи заключается в том, чтобы параметризовать функции нагрузки, задав их в качестве комбинации некоторых функций Это позволит рассматривать систему уравнений (6)-(7) уже не относительно неизвестных функций, а относительно конечного числа неизвестных параметров, которые можно эффективно искать исходя из имеющихся значений прогибов

Поврежденное состояние трубопровода, как правило, является следствием некоторого ограниченного набора причин, поэтому в каждом конкретном случае допустимо упрощение разрешающих уравнений с учетом конкретных условий эксплуатации

При отсутствии продольных перемещений и формулировке геометрически и физически линейной задачи для прямолинейного трубопровода разрешающее уравнение имеет вид

сЫ1

с12У/

сЫ2

А

кН

+т(с) =-Р0 (8)

= (9)

При отсутствии поперечной нагрузки, допущении исходной прямолинейности и малости влияния коррозионного износа на характер деформирования разрешающее уравнение приводится к виду

йЬс2

Здесь Е - модуль упругости материала, N - внешняя продольная нагрузка (от температурного расширения материала), / - момент инерции сечения Параметризуя функции нагрузки и получив в соответствии с системой уравнений параметрическое представление функции прогибов, можно задаться вопросом об удовлетворении граничным условиям, а точнее, условиям, заданным в некоторых точках внутри интервала в виде

отдельных значений функции прогибов, полученных в результате натурных измерений

Поскольку измеренные значения прогибов получены с некоторой погрешностью, цель удовлетворить в точности всем граничным условиям не ставится Более того, желательно иметь количество условий, превышающее количество искомых параметров с целью использования дополнительной информации для нейтрализации погрешности измерений

Полученная задача является классической задачей оптимизации или задачей поиска наилучшего приближения в заданном классе функций

Обратим внимание на то, что всякая процедура, приводящая к параметризации функции прогибов, с точки зрения решения некорректной задачи является заданием множества корректности

Поставим цель упрощения системы уравнений до такой степени, чтобы параметрическое множество решений определялось бы сравнительно небольшим количеством параметров

Для часто встречающегося на практике непроектного положения в виде арочного выброса множество корректности можно задать в виде

Для такой задачи, следуя В К Иванову, квазирешение существует, единственно и непрерывно зависит от правой части

Для оценки применимости сформулированной методики к реальным задачам был решен тестовый пример В качестве источника исходной информации была принята стержневая модель трубопровода, нагруженного продольной силой и поперечной нагрузкой от веса трубопровода и перекачиваемого продукта Значения прогибов в отдельных точках искажались искусственно привнесенной погрешностью, распределенной по нормальному закону, не превышающей 6% от максимального прогиба В качестве искомой величины выступали значения изгибающего момента по сечениям

(10)

24 Т МЛШа

\

100

%

и—у*—н-

259/ 300

Рис 5 Эпюра нормальных напряжений изгиба

Тестовый пример показал (рис 5), что предложенная методика доставляет результаты, пригодные для оценки НДС поврежденного участка трубопроводной конструкции, находящегося в эксплуатации Случай развитых пластических деформаций и гофрообразования В случае наличия развитых пластических деформаций и наличия гофрообразования рассмотренная выше задача существенно усложняется, поскольку трудно в явном виде выписать не только связь перемещений и деформаций, но даже связь между собой перемещений системы в различных ее точках

Ставится задача по результатам замеров отклонения формы конструктивного элемента от первоначальной (рис 6) и основываясь на предположениях о характере действующей нагрузки оценить параметры НДС конструктивного элемента, то есть имеет место обратная задача строительной механики

Решение задачи производится в три этапа Сначала для нескольких схем (вариантов) нагружения моделируется процесс нагружения в виде шаговой процедуры Затем, имея в виду форму реального деформированного конструктивного элемента, выбирается наиболее соответствующий ему по характеру деформирования вариант нагружения

Наконец, с учетом конкретных значений параметров деформирования конструктивного элемента, в рамках принятой схемы нагружения, определяются параметры НДС модели, которые принимаются в качестве величин, оценивающих параметры НДС реального конструктивного элемента

В качестве параметров, характеризующих состояние конструктивного элемента в рассматриваемой области, могут быть рассмотрены, например, количество складок п, высота складки И, шаг складки 3 Дополнительно

Рис 6 Параметры деформирования элемента

могут быть введены и иные параметры, например длина складок по окружности

Рис 7 Схема комбинированной модели

В качестве модели, используемой при оценке параметров НДС конструктивного элемента, применена комбинированная оболочечно-твердотельная модель (рис 7) В рамках этой модели основная часть конструктивного элемента описывается с использованием моментной теории тонких замкнутых (нецилиндрических) оболочек, а зона, в которой происходит интенсивное деформирование, описывается с использованием модели деформируемого твердого тела (трехмерная задача теории упругости в общей постановке)

По причине непригодности используемого при решении похожих задач метода последовательной детализации была разработана специальная модель переходного пояса, необходимая для обеспечения совместного деформирования оболочечной и твердотельной частей модели Рассматривались три варианта модели переходного пояса вариант, построенный по принципу стыкования, и варианты, построенные по принципу заделки с уполовиниванием механических свойств и без такового

Для верификации модели переходного пояса были проведены три численных эксперимента по деформированию тел простой формы с использованием рассмотренных выше моделей

Целью первого эксперимента было установить, насколько уполовинивание механических свойств при использовании модели переходного пояса, построенного по методу заделки, влияет на общий характер деформирования В качестве тестовой задачи рассматривалась задача нагружения консольно защемленной тонкой полоски поперечной силой, приложенной к свободному концу Аналитическое решение принято в виде

Рг2

ии{х) = ^-{ЪЬ-х). (11)

Сравнивались следующие варианты 1) аналитическое решение в форме (11), 2) решение, полученное методом КЭ на основе представления полоски как тонкой оболочки, 3) решение, полученное методом КЭ на основе представления полоски как трехмерного деформируемого твердого тела, 4) решение, полученное с использованием модели переходного пояса по методу заделки, 5) решение, полученное с использованием модели переходного пояса по методу заделки с уполовиниванием деформационных характеристик Результаты решения приводятся в основной части работы, из результатов следует, что модель с уполовиниванием несколько ближе к твердотельной, но разница между моделью с уполовиниванием и моделью без уполовинивания представляется несущественной

В рамках второго численного эксперимента рассматривалась модельная задача расчета круговой пластинки, шарнирно опертой по краям и нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, приложенной по всей площади пластинки нормально к ее поверхности Уравнение равновесия пластинки принято в виде

^ + ^ = 0. (12) (¡Г г с1г

которому соответствует аналитическое решение

ц{а2 ~г2)(5 +V 2 Л м> = —---а — г (13)

Здесь 0=Ек3/(12(1 -v2)) Цель эксперимента состояла в том, чтобы выяснить, насколько использование различных моделей переходного пояса влияет на картину деформирования Для сравнения рассматривались следующие варианты 1) аналитическое решение в форме (12)-(13), 2) решение, полученное методом КЭ на основе представления пластаны как тонкой оболочки, 3) решение, полученное методом КЭ на основе представления пластаны как трехмерного деформируемого твердого тела, 4) решение, полученное с использованием модели переходного пояса по методу стыкования, 5) решение, полученное с использованием модели переходного пояса по методу заделки

Для расчета использовался сегмент в четверть пластины (рис 8) Результаты эксперимента представлены ниже (табл 1)

Комбинированная модель, построенная по принципу стыкования, доставляет решение, мало отличающееся от аналитического Решение, доставляемое комбинированной моделью, построенной по принципу заделки, обнаруживает две особенности Во-первых, оно существенно отличается от «невозмущенного» и заключается в пределах \у=0 26 0 29 мм Во-вторых, это решение демонстрирует сильную зависимость от размещения переходных поясов на пластине Комбинированная модель, построенная по принципу заделки, является более жесткой в условиях

плоского напряженного состояния. Наибольшая жесткость соответствует размещению переходных поясов на расстоянии примерно 1/3 радиуса от краев. С приближением переходных поясов к краям жесткость понижается, оставаясь, тем не менее, большей, чем жесткость «невозмущенной» модели.

Рис. 8 Фрагмент круговой пластинки

Таблица 1

Значения прогибов экспериментальной пластинки_

№ Описание модели Значения прогиба в центре пластинки, мм

1 Аналитическое решение 0,334

2 Целиком оболочечная модель 0,334

3 Целиком твердотельная модель 0,333

4 Комбинированная модель (пояс по принципу наложения) 0,26-0,29

5 Комбинированная модель (пояс по принципу стыкования) 0,336

В рамках третьего эксперимента рассматривалась задача деформирования тела, по форме сходного с деформированным участком трубопроводной конструкции. В качестве такого тела использовался компенсатор осевых перемещений трубопровода, нагруженный продольной осевой силой, для которого известны результаты численного решения (методом конечных раз (гостей) задачи пластического деформирования. Для расчетов использовалась 1/8 часть компенсатора.

В ходе расчетов применялись те же модели, что и во втором эксперименте. Дополнительно варьировался шаг сетки в пределах твердотельной модели. В качестве контролируемого параметра

использовалось значение эквивалентных напряжений в точках, расположенных на закругленной части фрагмента компенсатора (рис. 9),

Рис. 9. Фрагмент компенсатора

Таблица 2

Значения эквивалентных напряжений_____

№ Описание модели Значения эквивалентных напряжений, МПа Среднее отклонение

в точке 1 в точке 2

1 Решение, приведенное н литературных источниках; 289 316

2 Целиком твердотельная модель (густая сетка) 289 (0%) 318 (0,6%) 0,3%

3 Целиком твердотельная модель (редкая сетки) 296 (2%) 323 (2%) 2%

4 Комбинированная модель (пояс по принципу наложения) 30! (4%) 3)1 (2%) 3%

5 Комбинированная модель (пояс по принципу стыкования) 290 (0,3%) 299 (5,5%) 3%

Общие результаты расчетов заключаются в следующем.

Целиком твердотельная модель доставляет решение, сопоставимое с приведенным в литературном источнике, наблюдается практически точное совпадение значений величины эквивалентных напряжений в выбранных для сравнения точках. Это дает основание полагать, что целиком твердотельная модель правильно отражает НДС рассматриваемого фрагмента.

Комбинированная модель, построенная по принципу стыкования, доставляет решение, мало отличающееся от решения, полученного с использованием целиком твердотельной модели.

Комбинированная модель, построенная по принципу заделки, доставляет решение, также мало отличающееся от решения, полученного с использованием целиком твердотельной модели.

Для верификации модели конструктивного элемента в целом был проведен натурный эксперимент по деформированию образца, сходного по форме с рассматриваемым конструктивным элементом. В качестве образца использовался участок стальной трубы длиной I м, диаметром 100 мм, с толщиной стенки 3,5 мм. Деформирование осуществлялось с использованием гидравлического пресса {рис. 10),

Рис. 10 Деформирование опытного образца

Эксперимент показал качественное соответствие характера деформирования экспериментального образца и расчетной модели конструктивного элемента при сходном характере приложения нагрузок.

С использованием построенной модели переходного пояса был проведен ряд вычислительных экспериментов по анализу деформирования конструктивного элемента с использованием различных схем нагружения (в частности, при наличии и отсутствии внутреннего давления).

В качестве контрольных точек используются точки, расположенные во впадине, в зоне наибольшего прогиба стенки. Рассматриваются точки, расположенные по всей толщине стенки, от наружной до внутренней поверхности.

Некоторые результаты расчетов приведены ниже (рис. 11). Нумерация рисунков соответствует расположению точек по толщине материала. В качестве характерного перемещения принята величина сплющивания (овализации) проходящего через вмятину сечения, перпендикулярного продольной оси трубопровода.

Основные результаты я выводы

Основные результаты работы и выводы по диссертации состоят в следующем.

I. Разработана методика решения задачи оценки параметров НДС на основании величин перемещений, известных с погрешностью, применительно к трубопроводным конструкциям в непроектном положении при наличии малых деформаций (начальная стадия арочного выброса) методами строительной механики. Методика позволяет производить оценку НДС поврежденных участков трубопроводных

конструкций при искривлении продольной сопров о »сдающемся малыми деформациями,

(То, ,

е., Ео,

Р'* О

оси трубопровода, 2)

Рис. II, Графики зависимости эквивалентных напряжений МПа), деформаций (е,, %о) и удельной работы пластической деформации (р^, МДж/м3) от величины характерного перемещения (Д, см)

2 Разработана методика оценки параметров НДС на основании заданных величин характерных перемещений применительно к трубопроводным конструкциям в поврежденном состоянии при наличии развитых пластических деформаций методами строительной механики Методика позволяет производить оценку НДС поврежденных участков трубопроводных конструкций при наличии местного гофрообразования

3 Построена комбинированная оболочечно-твердотельная модель конструктивного элемента, представляющего собой участок трубопроводной конструкции, находящейся в поврежденном состоянии Модель может быть эффективно использована для расчета трубопроводов, а также иных протяженных пространственных конструкций

4 Построена модель переходного пояса для корректного сопряжения оболочечной модели и модели деформируемого твердого тела, что позволяет строить комбинированные модели с использованием коммерческих программных пакетов

5 Построена модель управляющего воздействия для учета начальных несовершенств, существенно влияющих на характер деформирования трубопровода при гофрообразовании

6 Произведена верификация построенных моделей посредством сопоставления результатов численного исследования напряженно-деформированного состояния трубопроводной конструкции на стадии эксплуатации при различных схемах нагружения с экспериментальными данными и сведениями, опубликованными в литературных источниках Методика верификации может быть использована для верификации иных аналогичных моделей

Основные результаты работы отражены в следующих публикациях

1 Снарский, С В О влиянии межслойного скольжения стеклопластика на прочность ремонтного бандажа [Текст] / С В Снарский , СГТУ -Саратов, 2002 - 8 с - Деп в ВИНИТИ №2305-В2002

2 Снарский, С В О применении модели поврежденного коррозией трубопровода к расчету газопроводных конструкций [Текст]/ И Г Овчинников, С В Снарский, Г А Наумова // Совершенствование методов расчета строительных конструкций и технологии строительства сб науч трудов / СГТУ - Саратов, 2004 - С 105112

3 Снарский, С В О моделировании непроектного положения магистрального трубопровода [Текст] / С В Снарский // Труды Всерос конф ММ-2004 / СамГТУ - Самара, 2004 - С 206-209

4 Снарский, С В Исследование возможности модификации оболочечной модели трубопроводной конструкции для описания эффекта гофрообразования [Текст] / С В Снарский // Труды XXI Междунар конф по теории пластин и оболочек / СГТУ - Саратов, 2005 -С 221-227

5 Снарский, С В О влиянии погрешности измерений на расчетные параметры НДС трубопровода, находящегося в непроектном положении [Текст] / С В Снарский 11 Совершенствование методов расчета строительных конструкций и технологии строительства сб науч трудов/СГТУ - Саратов, 2006 -С 148-152

6 Снарский, С В Использование априорной информации при оценке НДС трубопровода, находящегося в непроектном положении [Текст] / С В Снарский // Вестник Саратовского государственного технического университета -2006 -№3(15) Вып 2. С 100-105

Личный вклад соискателя по опубликованным в соавторстве научным работам

В работе 2 построение модели, описывающей деформирование поврежденного коррозией участка трубопровода, выполнено совместно Г А Наумовой и И Г Овчинниковым Определение области приложения модели и результаты расчетов являются личным вкладом С В Снарского

Снарский Сергей Вячеславович

ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ

Автореферат Корректор О А Панина

Подписано в печать 25 04 2007 Формат 60x84 1/16

Бум офсет Уел печл 1,0 Уч-издл1,0

Тираж 100 экз Заказ 138 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул , 77 Отпечатано в РИЦ СГТУ 410054, Саратов, Политехническая ул , 77

Актуальность темы диссертационной работы.6

Цель работы.7

Задачи работы.8

Характеристика научной новизны.8

Достоверность результатов.9

Обоснование практической ценности.9

Апробация работы.10

Публикации.10

Объем работы.10

Краткое описание отдельных глав.10

Основные результаты работы и выводы по диссертации состоят в следующем.

1. Разработана методика решения задачи оценки параметров НДС на основании величин перемещений, заданных с погрешностью, применительно к трубопроводным конструкциям в непроектном положении при наличии малых деформаций (начальная стадия арочного выброса) методами строительной механики. Методика позволяет производить оценку НДС поврежденных участков трубопроводных конструкций при искривлении продольной оси трубопровода, сопровождающемся малыми деформациями,

2. Разработана методика оценки параметров НДС на основании заданных величин характерных перемещений применительно к трубопроводным конструкциям в поврежденном состоянии при наличии развитых пластических деформаций методами строительной механики. Методика позволяет производить оценку НДС поврежденных участков трубопроводных конструкций при наличии местного гофрообразования.

3. Построена комбинированная оболочечно-твердотельная модель конструктивного элемента, представляющего собой участок трубопроводной конструкции, находящейся в поврежденном состоянии. Модель может быть эффективно использована для расчета трубопроводов, а также иных протяженных пространственных конструкций.

4. Построена модель переходного пояса для корректного сопряжения обо-лочечной модели и модели деформируемого твердого тела, что позволяет строить комбинированные модели с использованием инженерных программных пакетов.

5. Построена модель управляющего воздействия для учета начальных несовершенств, существенно влияющих на характер деформирования трубопровода при гофрообразовании.

6. Произведена верификация построенных моделей посредством сопоставления результатов численного исследования напряженно-деформированного состояния трубопроводной конструкции на стадии эксплуатации при различных схемах нагружения с экспериментальными данными и сведениями, опубликованными в литературных источниках. Методика верификации может быть использована для верификации иных аналогичных моделей.

На защиту выносятся:

- постановка и методика решения обратной задачи строительной механики применительно к трубопроводным конструкциям в поврежденном состоянии при наличии малых деформаций (начальная стадия арочного выброса), суть которой состоит в использовании решения приближенного уравнения, описывающего деформирование конструктивного элемента, в качестве источника априорной информации для решения некорректной по Адамару задачи поиска параметров НДС на основании неточно заданных величин перемещений;

- постановка и методика решения обратной задачи строительной механики применительно к трубопроводным конструкциям в поврежденном состоянии при наличии развитых пластических деформаций (местное гофрообразование), которая позволяет производить оценку параметров НДС конструктивного элемента на основании замеров величин характерных перемещений с учетом конкретной схемы нагружения конструктивного элемента;

- комбинированная оболочечно-твердотельная модель конструктивного элемента, представляющего собой участок трубопроводной конструкции, находящейся в поврежденном состоянии, разработанная для описания деформирования конструктивного элемента с учетом местной потери устойчивости;

- способ постоянного согласования граничных условий при использовании комбинированной оболочечно-твердотельной модели применительно к задачам расчета трубопроводных конструкций, находящихся в поврежденном состоянии;

- результаты численного моделирования поведения трубопроводной конструкции на стадии эксплуатации при различных схемах нагружения с использованием предложенных моделей.

Заключение и основные выводы

1. Айнбиндер, А.Б. Расчет магистральных и промысловых трубопроводов на прочность и устойчивость : Справочное пособие / А.Б. Айнбиндер. -М. . Недра, 1991. -287с.

2. Айнбиндер, А.Б. Расчет магистральных трубопроводов на прочность и устойчивость / А.Б. Айнбиндер, А.Г. Камерштейн. М. : Недра, 1982. -341 с.

3. Алероев, Б.С. Разработка методологии оценки работоспособности магистрального трубопровода по критерию надежности на этапах проектирования эксплуатации : дисс. соиск. уч. степ. докт. техн. наук М. : ГАНГ им. И.М. Губкина, 1994. - 346 с.

4. Алешин, В. В. Численный анализ прочности подземных трубопроводов / В. В Алешин, В. Е.Селезнев, Г. С Клишин, В. В. Кобяков, К. И. Дика-рев ; под ред. В. В. Алешина и В. Е. Селезнева. М.: Едиториал УРСС, 2003. — 320 с.

5. Анучкин, М.П. Прочность сварных магистральных трубопроводов / М.П. Анучкин. -М.: Гостоптехиздат, 1963. 264 с.

6. Бахвалов, Н.С. Численные методы. Т. 1 / Н.С. Бахвалов. М. : Наука, 1973.-632 с.

7. Березин, В.Л. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов / B.JL Березин, К.Е. Ращепкин, Л.Г. Телегин. М.: Недра, 1978. - 364 с.

8. Березин, В.Jl. Прочность и устойчивость резервуаров и трубопроводов / В.Л. Березин, В.Е. Шутов. М.: Недра, 1973. - 200 с.

9. Болотин, В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений /В.В. Болотин. -М.: Стройиздат, 1982. -352 с.

10. П.Борисов, В.В. ремонт магистральных трубопроводов / В.В. Борисов. -М.: Гостоптехиздат, 1958. 110 с.

11. Бородавкин, П.П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве / П.П. Бородавкин. М.: Недра, 1976. - 280 с.

12. Бородавкин, П.П. Подземные магистральные трубопроводы / П.П. Бородавкин. М.: Недра, 1982. - 384 с.

13. Бородавкин, П.П. Сооружение магистральных трубопроводов / П.П. Бородавкин, В.Л. Березин. М. Недра, 1977. - 246 с.

14. Бородавкин, П.П. Подводные трубопроводы / П.П. Бородавкин, В.Л. Березин, О.Б. Шадрин. М. Недра, 1979. - 180 с.

15. Бородавкин, П.П. Прочность магистральных трубопроводов / П.П. Бородавкин, A.M. Синюков. М.: Недра, 1984. - 245 с.

16. Вапник, В.И. Восстановление зависимостей по эмпирическим данным / В.И. Вапник. М.: Наука, 1979. - 448 с.

17. Велиюлин, И.И. Совершенствование методов ремонта газопроводов / И.И. Велиюлин. М.: ИРЦ ГАЗПРОМ, 1997. - 223 с.

18. Вентцель, Е .С. Теория случайных процессов и её инженерные приложения / Е.С. Вентцель. М.: Наука, 1991. - 384 с.

19. Волков, Л.И. Надежность летательных аппаратов / Л.И. Волков, A.M. Шишкевич. М. : Высшая школа, 1975. - 294 с.

20. Вольмир, A.C. Устойчивость упругих систем / A.C. Вольмир. М. : Физматгиз, 1963. - 880 с.

21. Вопросы надежности газопроводных конструкций : Сб. научных трудов под ред. В.В. Харионовского. М.: ВНИИГаз, 1993. - 110 с.

22. Гайдамак, В.В. Надежность нефтепроводов, прокладываемых в неоднородных грунтах / В.В. Гайдамак, B.JI. Березин, П.П. Бородавкин, Э.М. Ясин, М.: Изд. ВНИИОЭНГ, 1975. - 87 с.

23. Гилл, Ф. Практическая оптимизация / Ф. Гилл, У. Мюррей, М. Райт. -М.: Мир, 1985. 509с.

24. Голованов, A.JI. Методы и средства обнаружения мест утечек в магистральных газопроводах / Голованов A.J1. // Строительство трубопроводов. 1983. - №2. - С.8-10.

25. ГОСТ Р 27.310-93. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения. М. Госстрой, 1992.

26. Гумеров А.Г. Методы повышения несущей способности нействующих нефтепроводов. Научно-технический обзор / А.Г. Гумеров и др. М. : ВНИИОЭНТ, 1983.-56 с.

27. Дедиков, Е.В. Расчет прочности криволинейных трубопроводов с эрозионными дефектами / Е.В. Дедиков и др. // Газовая промышленность. -1999.-№2.-С. 31-33.

28. Захаров, М.Н. Прочность сосудов и трубопроводов с дефектами стенок в нефтегазовых производствах / М.Н. Захаров, В.А. Лукьянов. М. : ГУЛ Изд-во «Нефть и газ » РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. -216 с.

29. Злочевский, А.Б. Экспериментальные методы в строительной механике / А.Б. Злочевский. -М.: Стройиздат, 1983. 198 с.

30. Иванов, В.К. О некорректно поставленных задачах / В.К. Иванов // Ма-тем. сб. 1963. -т. 61. -№2.

31. Иванов, В.К. Теория линейных некорректных задач и ее приложения / В.К. Иванов, В.В. Васин, В.П. Танана. -М.: Наука, 1978. 231 с.

32. Иванцов, О.М. Надежность строительных конструкций магистральных трубопроводов / О.М. Иванцов. М.: Недра, 1985. - 231 с.

33. Иванов, А.Г. О природе катастрофических разрушений трубопроводов /А.Г. Иванов //Доклады АН СССР. Техническая физика. 1985. - т. 285. - № . - , С. 357-360.

34. Иванцов, О.М. Сопоставление методик расчета магистральных трубопроводов по нормам России, США, Канады и европейских стран / О.М. Иванцов, В.В. Харионовский, В.П. Черний. М. : ИРЦ Газпром, 1996.-51 с.

35. Иванцов, О.М. Надежность магистральных нефтепроводов / О.М. Иванцов, В.И. Харитонов. М.: Недра, 1978. - 166 стр.

36. Иноземцев, В.К. Математическая модель деформирования геомассивов применительно к деформационным процессам в основаниях сооружений / B.K. Иноземцев, В.И. Редков. Саратов : Изд-во СГТУ, 2005. -412 с.

37. Камерштейн, А.Г. Условие работы стальных трубопроводов и резервы их несущей способности / А.Г. Камерштейн. М. : Стройиздат, 1996. -162 с.

38. Капур, К. Надежность и проектирование систем / К. Капур, Л. Ламбер-сон. М.: Мир, 1980. - 606 с.

39. Клок, Б.А. Прочность и ремонт магистральных трубопроводов в Западной Сибири / Б.А. Клок, В.М. Стояков, Г.Н. Тимербулатов. М. : Машиностроение, 1994. - 120 с.

40. Коррозия : справ, изд. / Под ред. Л.Л. Шрайера. М. : Металлургия, 1981,- 632 с.

41. Критерии прочности и расчет механической надежности конструкций / В.Н. Аликин, П.В. Анохин, Г.Л. Колмогоров, И.Е. Литвин. Пермь : ПГТУ, 1999.- 158 с.

42. Курганова, И.Н. Теоретическое обоснование результатов натурного обследования участков северных газопроводов в непроектном положении / И.Н. Курганова // Надежность газопроводных конструкций. М. : ВНИИГАЗ, 1990. - С. 147-155.

43. Курганова, И.Н. Экспериментальные исследования устойчивости линейной части эксплуатируемых газопроводов в условиях Западной Сибири / И.Н. Курганова // Магистральный транспорт природного газа. -М.: ВНИИГАЗ, 1990. С. 2-9.

44. Курочкин, В.В. Эксплуатационная долговечность нефтепроводов / В.В. Курочкин, H.A. Малюшин, O.A. Степанов, A.A. Мороз М. : ООО "Не-дра-Бизнесцентр", 2001. - 231 с.

45. Ланчаков, Г.А., Работоспособность трубопроводов. В 3-х ч. Ч. 2. Сопротивляемость разрушению / Г.А. Ланчаков, Е.Е. Зорин, Ю.И. Пашков, А.И. Степаненко. 2001. - 350 с.

46. Ланчаков, Г.А., Работоспособность трубопроводов. В 3-х ч. Ч. 3. Диагностика и прогнозирование ресурса / Г.А. Ланчаков, Е.Е. Зорин, Ю.И. Пашков, А.И. Степаненко. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2003. - 291 с.

47. Лахтин, Ю.М. Материаловедение / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева, М. : Машиностроение. - 1980. - 493 с.

48. Литвин, И.Е. Оценка показателей надежности магистральных трубопроводов / И.Е. Литвин, В.Н. Аликин. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2003.- 167 с.

49. Марченко, А.Ф. Почвенная коррозия трубопроводной стали и магистральных трубопроводов / А.Ф. Марченко // Строительство трубопроводов. 1995.-№ 1. - С. 29-34.

50. Марчук, Г.И. Методы вычислительной математики / Г.И. Марчук. М.: Наука, 1989.-608 с.

51. Мелехин, В.П. Прогнозирование прочности участков газопроводов, содержащих микроскопические дефекты. В.П. Мелехин и др. М. : ВНИИГАЗ, 1981.-36 с.

52. Метод конечных элементов в задачах газонефтепромысловой механики / В.Н. Аликин, И.Е. Литвин, С.М. Щербаков, В.П. Бородавкин. -М. : Недра, 1992.-288 с.

53. Методы расчета оболочек. Т. 3. Теория упруго-пластических оболочек при неизотермических процессах нагружения / Ю. Н. Шевченко, И. В. Прохоренко Киев : Наук, думка, 1981. - 296 с.

54. Методы расчета оболочек. Т. 4. Теория оболочек переменной жесткости /Я.М. Григоренко, А. Т. Васильев Киев : Наук, думка, 1981. - 554 с.

55. Мокроусов, С. Н. О состоянии технической безопасности магистральных нефтепродуктопроводов / С. Н. Мокроусов // Сборник трудов Международной конференции «Безопасность трубопроводов». -Москва, 1721 сентября 1995. -М. : ИАЭ, 1995. -С. 12-21.

56. МоношковА.Н. Пластическая устойчивость и ее роль в оценке прочности труб / А.Н. Моношков, С.И. Пыхов, И.А. Пустин // Производство труб с покрытием, отделка и контроль качества труб. В. 1 - М. : Металлургия, 1973. - С. 56-65.

57. Муравьева, Л.В. Оценка надежности трубопроводных конструкций с эксплуатационными повреждениями / Л.В. Муравьева, И.Г. Овчинников, В.А. Пшеничкина. Саратов : СГТУ, 2004. - 256 с.

58. Наумова, Г.А. Расчеты на прочность сложных стержневых и трубопроводных конструкций / Г.А. Наумова, И.Г. Овчинников. Саратов: СГТУ, 2000. - 227 с.

59. Новая конструкция изоляционного покрытия для повышения безопасности трубопроводов / А.Ф. Пужайло, В.Н. Лисин, и др. // Трубопроводный транспорт нефти. 2000. - № 1 - С. 28-32.

60. Овчинников, И.Г. Механика пластинок и оболочек, подвергающихся коррозионному износу / И.Г. Овчинников ; Сарат. политехи, ин-т. Саратов, 1991.-115 с.-Деп. в ВИНИТИ 30.07.91. №3251-В91.

61. Овчинников, И.Г. Инженерные методы расчета конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах : учебное пособие / И.Г. Овчинников, А.И. Айнабеков, Н.Б. Кудайбергенов. Алматы: РЖ, 1994. - 132 с.

62. Овчинников, И.Г., Прогнозирование работоспособности защитных покрытий и элементов конструкций с защитными покрытиями. Обзор, ч.1. / И.Г. Овчинников, Н.Б. Кудайбергенов, И.Г.Гатауллин ; СГТУ. Саратов, 1992. - 32 с. - Деп в ВИНИТИ 13.11.92 №3257-В92.

63. Овчинников, И.Г. Прогнозирование работоспособности защитных покрытий и элементов конструкций с защитными покрытиями. Обзор, ч.2. / И.Г. Овчинников, Н.Б. Кудайбергенов, И.Г.Гатауллин ; СГТУ. Саратов, 1992. 32 с.-Деп в ВИНИТИ 13.11.92 №3256-В92.

64. Овчинников, И.Г., Прочность и долговечность элементов трубопроводных конструкций с повреждениями коррозионного характера / Овчинников ИГ., Наумова Г.А., Кабанин В.В. ; Сарат. гос. техн. ун-т. -Саратов, 1999. 164 с. - Деп. в ВИНИТИ 03.02.99. № 373-В99.

65. Овчинников, И.Г. Расчет и рациональное проектирование конструкций, подвергающихся коррозионному износу (обзор) / И.Г. Овчинников, Ю.М. Почтман // Физико-химическая механика материалов. 1991. - № 2. - С. 7-19.

66. Оперативная информация об авариях, происшедших на предприятиях, подконтрольных Госгортехнадзору России : редакционная статья // Безопасность труда в промышленности. 2001. - № 12. - С. 14.

67. Павлов, П.А. Прочность сталей в коррозионных средах / П.А. Павлов, Б.А. Кадырбеков, В.А. Колесников. Алма-Ата: Наука, 1987. - 272 с.

68. Перельмутер, А.В. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа / А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер. Киев : изд-во «Сталь», 2002.-600 с.

69. Петров, В.В. Расчет пластинок и оболочек из нелинейно упругого материала. / В.В. Петров, И.Г. Овчинников, В.И. Ярославский. Саратов: Изд-во Сарат. гос. техн. ун-та, 1976. - 248 с.

70. Петров, В.В. Расчет элементов конструкций, взаимодействующих с агрессивной средой / В.В. Петров, И.Г. Овчинников, Ю.М. Шихов. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 1987. - 288 с.

71. Петров, В.В. Теория наведенной неоднородности и ее приложения к проблеме устойчивости пластин и оболочек / В.В. Петров, В.К. Иноземцев, Н.Ф. Синева. Саратов : СГТУ, 2002. - 260 с.

72. Прочность газопромысловых труб в условиях коррозионного износа / Э.М. Гутман, Р.С. Зайнуллин, А.Т. Шаталов и др. М. : Недра, 1984. - 76 с.

73. Разработка алгоритма стохастического МКЭ применительно к задачам оценки механической надежности конструкций машиностроения / В.Н. Аликин, И. Е. Литвин, А. И. Ефимов, Т.Е. Степанова // Динамика и прочность машин. 2001. - № 2. - Пермь.: ПГТУ, С. 31-37.

74. Рекомендации по оценке несущей способности участков газопроводов в непроектном положении. -М. .ВНИИГАЗ, 1988. 53 с.

75. Родичев, Л.В., Физическое моделирование процессов коррозии металла, протекающих под слоем антикоррозионной защиты / Л.В. Родичев, З.Ф. Каримов // Строительство трубопроводов. 1993. - № 6. - С. 29-32.

76. Самуль, В.И. Основы теории упругости и пластичности / В.И. Самуль. -М.: Высш. школа, 1982. 264 с.

77. Свойский, Ф.М. Несовместные конечные элементы для расчета листовых пространственных конструкций / Ф.М. Свойский // Прикладные проблемы прочности и пластичности. Горький : Изд-во Горьковского университета, 1986.- С. 59-70.

78. Селезнев, В. Е. Методы и технологии численного моделирования газопроводных систем / В.Е. Селезнев, В.В. Алешин, Г.С. Клишин. М. : Едиториал УРСС, 2002. - 448 с.

79. Сергеева, Т. К. Состояние проблемы стресс-коррозии в странах СНГ и за рубежом / Т. К. Сергеева, Е. П. Турская, И. П. Михайлов, А. И. Чистяков // Сер. : Защита от коррозии оборудования в газовой промышленности. М.: ИРЦ «Газпром», 1997. - 101 с.

80. Системная надежность трубопроводного транспорта углеводородов / В.В. Черняев, К.В. Черняев, B.JI. Березин и др. М.: Недра, 1997. - 517 с.

81. СНиП 2.06.05-85 Магистральные трубопроводы. -М.: Госстрой, 1985.

82. Стратегия развития газовой промышленности России. М. : Энерго-атомиздат, 1997. - 344 с.

83. Тартаковский, А.Г. Строительная механика трубопровода / А.Г. Тарта-ковский. -М.: Недра, 1967. -312 с.

84. Тимошенко, С.П. Механика материалов / С.П. Тимошенко. Дж. Гере. -М.: Изд-во Лань, 2002. 672 с.

85. Харионовский, В В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов / В.В. Харионовский. М.: ОАО "Издательство «Недра»", 2000. - 467 с.

86. Харионовский, В.В. Повышение прочности газопроводов в сложных условиях / В.В. Харионовский. Л.: Недра, 1990. - 180 с.

87. Харионовский, В.В. Надежность трубопроводных конструкций: теория и технические решения / В.В. Харионовский, И.Н. Курганова. М. : Энергоцентр, 1995. - 125 с.

88. Хигер, М.Ш. К расчету трубопровода на линейно-упругом основании М.Ш. Хигер, Н.В. Николаев // Строительная механика и расчет сооружений. -1979. -№4. С.23-25.

89. Чирков, В.П. Нагрузки и воздействия, влияющие на надежность трубопроводных конструкций / В.П. Чирков // Конструктивная надежность газопроводов. Сб. научн. трудов ВНИИГАЗа. М. : ВНИИГАЗ, 1992.

90. Шарыгин, В.М. Дефектование и очередность ремонта открытых участков трубопроводов / В.М. Шарыгин и др. // Газовая промышленность. 1991, №1.-С. 6-7.

91. Ясин, Э.М. Надежность магистральных трубопроводов / Э.М. Ясин, В.Л. Березин, К.Е. Ращепкин. М.: 1972. - 184 с.

92. Allman, D.J. A compatible triangular element including vertex rotations for plane elasticity analysis / D.J. Allman //Computer and Structures. 1984. -V. 19.- №1-2.- P.l-8.

93. American National Standard. ANSI/ASME B31.8. Gas Transmission and Distribution, Piping Systems.

94. British Standard. CP2010: Part 2: Pipelines. Design and Construction of Steel Pipelines in Land.

95. Canadian Standard. CAN/CSA-Z184. Gas Pipeline Systems. Pipeline Systems and Materials.lOô.Deutshe Normen. DIN2470. Teil 2. Gasleitungengen ans Stahlrohren mit zul. Betriebsdrucken von mehr als 16 bar. Anforderungen an die Rohrleitungsteile.

96. Det Norske Veritas. Rules for Submarine Pipeline Systems

97. Donnel, L.H. Stability of thin-walled tubes under torsion / L.H. Donnel. -NASARept, 1933. №479.

98. Simo, J.C., Taylor L.L. "Consistent Tangent Operators for Rate-Independent Elastoplasticity" . Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 48, pp. 101-118 (1985).