ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛИШКОВИХ НАПРУЖЕНЬ І ОЦІНКА ЇХ ВПЛИВУ НА ДОВГОВІЧНІСТЬ ТРУБОПРОВОДІВ В ЗОНІ КІЛЬЦЕВИХ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ

Короткий зміст

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертації, cформульована мета та задачі дослідження й описана структура роботи.

У першому розділі проаналізовано рівень працездатності зварних з’єднань магістральних трубопроводів і методи їх розрахунку на міцність і довговічність.

Дослідженнями напружено-деформованого стану і розрахунками трубопроводів на міцність при статичних і повторно-змінних навантаженнях займалися багато відомих у цій галузі учених та спеціалістів: Айбіндер А.Б.,  Андрейків  О.Є.,  Бабін  Л.А.,  Березін  В.О., Білобран  Б.С.,  Бородавкін  П.П.,
Карпаш О.М., Крижанівський Є.І.,  Красовський А.Я., Лобанов Л.М., Махутов Н.А.,

Ориняк І.В., Панасюк В.В., Перун Й.В., Петрина Ю.Д., Трощенко В.Т.,  Тимків Д.Ф., Шлапак Л.С., Herikawa K., Lubkiewicz J., Rubicki E. та інші. Значний внесок у розробку теоретичних та експериментальних досліджень умов роботи трубопроводів  в  тому  числі  і  їх  зварних  з’єднань  у  різний  час  зробили:
Вінокуров  В.А., Грудз В.Я., Капцов І.І., Кир’ян В.І., Ковалко М.П., Куркін С.А., Лобанов  Л.М.,  Махненко  В.І.,  Нєдосєка  А.Я.,  Ніколаєв  Г.А.,  Осадчук  В.А.,
Патон  Є.О.,  Патон  Б.Є.,  Підстригач  Я.С.,  Розгонюк  В.В.,  Середюк  М.Д.,
Талипов Г.В., Труфяков В.І., Фомічов С.К.  та інші вчені.

Щоб оцінити працездатність трубопроводів і їх граничний стан потрібний комплексний підхід, важливою складовою якого є напруження у трубах, особливо в зонах зварних з’єднань. Тут зварювальні напруження є знакозмінні, нерівномірно розподілені за товщиною труби, що може істотно вплинути на рівень і характер розподілу сумарних робочих напружень. Існують різні розрахункові та неруйнівні експериментальні методи визначення залишкових напружень. Щоб застосувати перші, потрібно володіти інформацією про режими зварювання і способи зменшення рівня технологічних напружень у зварному з’єднанні, що утрудняє, а то й не дає змоги використати ці методи для діагностування напружень у трубопроводах тривалої експлуатації.  Неруйнівні методи не завжди придатні для діагностування зварних з’єднань через не повну інформацію про розподіл напружень в тілі труби. У рішенні комісії ОАО ’’Газпром’’  відзначено, наприклад, що на даний час жоден засіб неруйнівного визначення напружень (було застосовано 10 різних приладів) в реальних умовах експлуатації газопроводів безпосередньо не забезпечує вірогідних даних про їх напружено-деформований стан.

Виходячи  із сучасного стану проблеми, сформульовано мету і задачі дисертаційної роботи, результати вирішення яких викладено у наступних розділах.

Другий розділ присвячено аналізу та розвитку розрахунково-експериментального методу визначення залишкових напружень в зоні багатошарових кільцевих швів так, щоб можна врахувати двовимірний розподіл несумісних залишкових деформацій, що зумовлені зварюванням, а також неоднорідність напруженого стану під давачами вимірювальних приладів та вплив структурних перетворень на їх відлікові покази. Запропонований спосіб грунтується на експериментальній інформації, отриманій неруйнівними методами, і розв’язанні  обернених задач теорії оболонок з власними напруженнями. Для побудови ключових рівнянь, що описують напружено-деформований стан зварного з’єднання, труба моделюється круговою циліндричною оболонкою завтовшки 2h під дією локалізованих  осесиметричних залишкових зварювальних деформацій.