На підставі узагальнення статистичних даних щодо аварійності магістральних трубопроводів у межах України визначено найтиповіші відмови та причини їх виникнення. Одержано математичний розв'язок за допомогою матриці основних показників екологічної небезпеки для прогнозування масштабів забруднення довкілля у разі відмов нафтопроводів. Вивчено проникність грунтів різного гранулометричного складу під час фільтрації сирої нафти та дизельного палива, формування нафтового забруднення у підземних водах і перекриваючих їх відкладах. Виконано розрахунки інтенсивності витоку газу метану у разі корозійних пошкоджень трубопроводу, користуючись рівняннями термодинаміки тіла зі змінною масою, а для прогнозування динамічних параметрів витоку газу у випадку відмови трубопроводу на повний переріз розроблено математичну модель на базі системи рівнянь руху, нерозривності та енергії. Запропоновано методи їх практичної реалізації. Під час проектування продуктопроводів визначено методичні основи кількісної оцінки ризику. Скореговано концепцію удосконалення технологічного проектування трубопровідного транспорту нафти і газу на енергозбереження.

  Скачати повний текст

Розроблено алгоритм імітаційного управління інженерною мережею з урахуванням показників надійності постачань цільового продукту споживачам. Запропоновано узагальнений критерій оцінки якості прийняття рішень з раціональної експлуатації та розвитку інженерних мереж, а також частковий критерій, що відображає надійність інженерної мережі за умов реалізації обраного рішення. Наведено метод визначення показника безперебійності постачання цільового продукту конкретним споживачам, що використовується для розрахунку часткового критерію. Отримано оцінки надійності функціонування елементів інжерених мереж, виконаних як мостові з'єднання з перемичками. Розвинуто програмний комплекс раціональної експлуатації та розвитку інженерних мереж на базі розробленого модуля розрахунку надійності.

  Скачати повний текст

Удосконалено методи керування трубопровідними транспортними системами з метою вирішення проблеми підвищення надійності та ефективності їх функціонування на етапах експлуатації та розвитку. Розроблено новий підхід до імітаційного керування процесами експлуатації та розвитку трубопровідних транспортних систем, що враховує якість, ефективність і надійність їх функціонування. Розв'язано основні задачі диспетчерського керування трубопровідними транспортними системами: пряму задачу аналізу, ідентифікації станів та оптимізації режиму роботи активних елементів. Доведено існування та одиничність розв'язку прямої задачі аналізу, оцінено швидкість збіжності її розв'язку з методом Ньютона, сформульовано задачі математичного програмування, задачі оптимізації режиму роботи насосних станцій під час їх спільної роботи на трубопровідну транспортну мережу, а також задачі ідентифікації стану потокорозподілу у трубопровідних транспортних системах. Запропоновано способи зведення даних задач до розв'язку нелінійних рівнянь спеціального виду: перша зведена до розв'язку системи нелінійних рівнянь, що мають єдиний розв'язок і розрахунки за формулами, друга - до розв'язання спеціальної системи нелінійних рівнянь. Розроблено алгоритм розв'язку даної задачі, що дозволяє одержати необхідний результат.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі розподілу електричних полів вздовж поляризованого підземного трубопроводу, а також метод оптимізації режимів роботи катодних установок та метод виявлення ділянок з пошкодженою ізоляцією. Запропоновано розподільчу модульну програмну систему, яка дозволяє розв'язувати задачі діагностики корозійного стану трубопроводів, оптимального керування режимами роботи систем протикорозійного захисту, а також задачі ефективного планування проведення ремонтно-відновлювальних робіт.

  Скачати повний текст

Досліджено питання виявлення деяких дефектів у підземних трубопроводів, а також визначено їх параметри за тепловими методами. Розроблено тривимірну теплофізичну модель трудобопроводу з локальними дефектами, що є джерелами тепла, в якій враховано зміну з часом зовнішніх чинників, які впливають на теплове поле на поверхні грунту над трудобопроводом. Розроблено математичний апарат з застосуванням числового методу скінченних різниць а числово-аналітичного методу потенціалів. Використання комбінації методів дозволяє розв'язувати більш різноманітні задачі теплової діагностики трубопроводів, а також підвищує її точність. Теплофізичні моделі та математичний апарат їх аналізу реалізовано в комп'ютерному комплексі обробки інформації "Трубопровід". На підставі аналізу моделей розроблено таблиці чутливості теплового методу для проведення контроля трубопроводів. Проаналізовано похибки, що виникають у процесі проведення теплового контролю, виявлено найбільш сприятливі умови для його проведення.

  Скачати повний текст

На підставі результату експериментальних досліджень за фізичними методами розв'язано обернені задачі механіки деформівних твердих тіл з власними напруженнями з урахуванням неоднорідності їх розподілу під датчиками вимірювальних приладів та структурно-фазових змін у зоні термічного впливу. Розвинуто розрахунково-експериментальний метод визначення залишкових напружень біля стикових зварних швів без попередньої обробки торців труб. Запропоновано методику визначення впливу структурно-фазових перетворень в околі шва на початкові покази приладу SMMT-3. Одержано узагальнені формули для визначення теоретичних коефіцієнтів концентрації напружень трубопроводів біля поверхневих дефектів, змодельованих півеліпсоїдом обертання. Проаналізовано розподіл напружень в околі зварних швів та дефектів типу виразок-каверн у магістральних нафтогазопроводах, для визначення яких розроблено програмне забезпечення. Оцінено вплив залишкових технологічних напружень на коефіцієнт запасу міцності трубопроводу з дефектами типу виразок-каверн в околі кільцевого зварного шва.

  Скачати повний текст

Вивчено напружено-деформований стан за межею пружності тонкостінних труб, що знаходяться під дією навантаження внутрішнім тиском, згином і поздовжньою силою. Розвинуто підхід зведення плоскої задачі до одновимірної. Значну уваги приділено розрахунку жорсткості елементів тонкостінних труб, за якого застосовується модель, в якій результуюча сила та згинальний момент інтегруються за поперечним перерізом труби відносно напруження, що змінюється залежно від параметрів деформації їх вісей. Використано методику визначення "єдиної" кривої деформування гіпотетичного матеріалу, з якого виготовлено ділянку тонкостінної труби під тиском, за умов її розрахунків на плоский згин з розтягом з урахуванням пластичних деформацій. Виведено аналітичні залежності поздовжньої сили та згинального моменту від параметрів деформації вісі труби для ідеального пружнопластичного матеріалу та пружнопластичного матеріалу з лінійним зміцненням. Для матеріалу труби, що у пластичній зоні змінюється за степеневим законом, за допомогою числових методів та з використанням математичного пакета програм MatCAD 8.0 pro опрацьовано алгоритм та програму розрахунку згинального моменту та поздовжньої сили на ЕОМ. З використанням запропонованого підходу розраховано переміщення труби, навантаженої внутрішнім тиском, згинальним моментом і поздовжньою силою та на підставі цих розв'язків зроблено висновки щодо впливу внутрішнього тиску та поздовжньої сили на жорсткість труби.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано нові конструкції пальових анкерів із розширеннями за довжиною стовбура, в основі яких - концепція залучення до роботи більшого об'єму грунту з підвищеними значеннями фізико-механічних характеристик і розмірами ущільнених зон над розширеннями, що забезпечує зростання їх несучої здатності на висмикуючі навантаження. За природних умов експериментально досліджено їх взаємодію з піщаними та глинистими основами, у тому числі параметри ущільнених зон грунту навколо стовбура та розширень. Розроблено методику визначення напружено-деформованого стану основ даних анкерів у разі їх улаштування та роботі методом кінцевих елементів у фізично та геометрично нелінійній постановці з використанням деформаційної пружно-пластичної моделі грунту. Проаналізовано особливості формування зон переміщень та ущільнення грунту за влаштування пальових анкерів та областей граничного стану грунту навколо них у разі роботи на висмикуючі навантаження. Запропоновано новий інженерний розрахунок несучої їх здатності з розширеннями за довжиною стовбура, який ураховує форму "тіла випирання", спосіб улаштування, вид грунту та його характеристики міцності. Зазначено, що застосування пальових анкерів для закріплення газопроводів замість вантажів скорочує кількість монтажних елементів у 1,5 - 3,4 разів, а об'єм залізобетону в 2 - 4 рази.

  Скачати повний текст

Проаналізовано причини руйнування оболонкових конструкцій, методи їх контролю та діагностування. Розглянуто умови збудження акустичної емісії (АЕ) та проведено аналіз впливу різних чинників на її параметри. Теоретично обгрунтовано та експериментально доведено можливість селекції поверхневих УЗ хвиль та вибору найбільш інформативної моди для виробів з різною товщиною стінок, що дозволяє правильно встановити швидкість УЗ хвиль та підвищити точність визначення координат дефектів, що розвиваються. Досліджено появу сигналів АЕ під час зварювання, зародження корозії та появи тріщин втоми. Встановлено кількісний зв'язок між сигналами АЕ та етапами корозійного руйнування на дільниці зварного з'єднання.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі та методи оцінки напружено-деформованого стану (НДС) потенційно небезпечних ділянок магістральних нафтогазопроводів, що експлуатуються за складних умов і за наявності пластичних деформацій. Застосовано новий підхід до розв'язання задачі про пружнопластичний стан труб у загальному випадку комбінованого навантаження внутрішнім тиском, розтягом (стиском), згином та крученням, що грунтується на безмоментній теорії циліндричних оболонок і деформаційній теорії пластичності. Запропоновано ефективні методи визначення НДС та характеристик жорсткості за межею пружності прямолінійних елементів трубопроводів. Створено комплексні розрахунково-експериментальні методи оцінки НДС балкових переходів у гористій місцевості та висячих переходів великої довжини з урахуванням наявності пластично-деформованих зон за результатами вимірювання їх статистичних і геометричних параметрів. Уточнено методику визначення НДС ділянок підземних трубопроводів в процесі механізованого капітального ремонту з заміною ізоляційного покриття в траншеї шляхом урахування піддатливості грунту на суміжних з підкопаною частиною ділянках та впливу поздовжньої стискальної сили. Розв'язано задачу про проздовжньо-поперечний згин та втрату стійкості ділянки трубопроводу за умови наявності поздовжньої стискальної сили під час підняття з рівної основи. Досліджено вплив пластичних деформацій на випинання та втрату стійкості відкритих ділянок магістральних трубопроводів.

  Скачати повний текст

Запропоновано методику визначення характеристик напружено-деформованого стану підводних трубопроводів за умов пружного нелінійного просторового деформування. Встановлено вплив морських факторів на шельфові трубопроводи під час укладання, ремонту та експлуатації. Визначено оптимальні параметри трубопроводу під час опускання на великі глибини, стійкість та закритичну поведінку його елементів. Досліджено вплив зосереджених навантажень під час опускання та позиціювання. Розглянуто напружено-деформований стан у разі опускання на складний рельєф дна. Проведено експериментальні дослідження деформування зразків трубопроводу. Розроблено та впроваджено "Методику розрахунку напружено-деформованого стану просторово викривлених підводних трубопроводів".

  Скачати повний текст

Досліджено географо-генетичні особливості трансформації грунтів у процесі будівництва та експлуатації магістральних трубопроводів (МТ). Визначено кількісні й якісні показники техногенної трансформації грунтів (ТТГ), а також ступінь ТТГ досліджуваної території. Запропоновано методику вивчення грунтів уздовж лінійних споруд, зокрема, метод трансект і ключових ділянок. Використано шкалу Манселла як діагностичний показник для визначення ступення ТТГ. Вдосконалено класифікацію техногенно порушених грунтів (ТПГ) трас МТ і новозбудованих. Проведено бонітетну оцінку ТПГ. Наведено методику визначення втрат сільськогосподарського виробництва в процесі будівництва МТ, вивчено властивості техногенно непорушених і модифікованих грунтів і техноземів.

  Скачати повний текст

Розглянуто методи та засоби оперативного контролю за напружено-деформативним станом масивів гірських порід за трасами трубопроводів, що дозволяють відстежувати динаміку поля напружень і прогнозувати розвиток геологічних процесів, а також побудувати схему навантаження об'єкта. Розроблено методику визначення допустимого рівня довільноорієнтованого навантаження на трубу в області сповзання грунту. Наведено результати експериментальних досліджень, здійснених з метою визначення механічних характеристик пластично деформованих за умов перевантажень трубних сталей. Науково обгрунтовано доцільність оцінки опору поширення тріщини трубної сталі за <$Edelta sub { roman к }>-критерієм. Установлено, що тривала експлуатація магістральних трубопроводів зумовлює зниження опору поширенню тріщини.

  Скачати повний текст

На підставі проведених експериментальних досліджень удосконалено математичну модель впливу на напружений стан підводного трубопроводу (ПТ) його натягу та глибини укладання, а також кута нахилу стінгера та довжини провисаючої ділянки. Уточнено вплив кута диференту трубоукладного судна (ТУС) на напружений стан ПТ у процесі його укладання. Вперше з урахуванням експериментальних даних удосконалено залежності між основними елементами та головними розмірами ТУС і показниками навантаження та основними характеристиками технологічного обладнання. Вирішено задачі оптимізації, пов'язані з забезпеченням максимальної продуктивності ТУС. Проведено виміри на ТУС "Сулейман Вєзіров" з використанням методів математичної статистики та уточнено часовий технологічний цикл розробки показників, включених у цільову функцію економіко-математичної оптимізаційної моделі впливу технологічних характеристик ТУС (швидкостей зварювання стику ПТ і протягання його секції, числа допоміжних технологічних ліній) на його економічні показники.

  Скачати повний текст

Наведено новий метод безконтактного контролю ізоляційного покриття підземних промислових нафтогазопроводів, одиночних і паралельних електрично з'єднаних за наявності електромагнітних завад. Створено математичну модель розподілу горизонтальної складової напруженості магнітного поля декількох електрично з'єднаних підземних нафтогазопроводів. Одержано залежності для опису перехідного процесу становлення струму у їх стінках та визначення тривалості цього процесу у разі під'єднання до нафтогазопроводів сигнал-генератора. Запропоновано використовувати методи оптимізації Девідсона - Флетчера - Пауела та Бокса для визначення струмів у стінках підземних натогазопроподів. Представлено інформаційно-вимірювальну систему БКІТ, яка реалізує даний метод контролю ізоляційного покриття. Здійснено натурні випробування цієї системи, а також розроблено методику її повірки та програму й методику метрологічної атестації.

  Скачати повний текст

Вивчено природу та механізм корозії трубної сталі 17ГІС під впливом сірководню, а також вуглекислого газу та низькомолекулярних карбонових кислот у широкому діапазоні зміни температур, тисків і концентрації агресивних компонентів, оцінено їх вплив на кінетику. Уперше одержано статистичні моделі, які дозволяють числово визначити міру дії парціального тиску вуглекислого газу та концентрації карбонових кислот на корозійну проникність трубопроводів. Одержано дані щодо впливу сірководню на корозійно-механічні властивості зварних з'єднань трубопроводів з урахуванням їх термообробки. Уперше встановлено суттєвий спад тріщиностійкості трубної сталі 17ГІС внаслідок сумарної дії перевантажень трубопроводів і наводнювання.

  Скачати повний текст

У рамках теорії пружності розроблено новий підхід до визначення величини динамічного навантаження стінки труби, необхідної для ефективного зниження зварювальних напружень (ЗН) у кільцевих швах труб, який базується на використанні загального виду залежності деформації стінки циліндричної оболонки від зовнішнього статичного напруження. Створено методи розрахунку оптимальних режимів обробки вибухом (ОВб) труб різного типорозміру. Установлено й аналітично описано залежність ефективності зниження ЗН у кільцевих швах труб за ОВб за режимами, обраними відповідно до розробленої методики, від величини вихідних зварювальних ЗН. Ця залежність дозволяє прогнозувати результати ОВб і коригувати її режими. Запропоновано принципово новий метод зниження ЗН у кільцевих швах труб шляхом створення вибухом попередніх (для зварювання) пластичних деформацій стінки труби, які компенсують деформації, що виникають за наступного зварювання, який дозволяє збільшити продуктивність і ергономічність процесу зниження ЗН обробкою вибухом. Науково обгрунтовано й експериментально підтверджено можливість усунення істотної систематичної помилки, що виникає під час визначення напруженого стану металоконструкцій за методом магнітопружної тензометрії, яка передбачає використання особливості методу вимірювання різниці нормальних напружень.

  Скачати повний текст

Розвинуто розрахунково-експериментальний метод визначення залишкових напружень у зонах багатошарових кільцевих швів трубопроводів і оцінено їх вплив на довговічнсть зварних з'єднань за наявності гострокінцевих дефектів за дії повторно-змінних навантажень. У межах теорії оболонок побудовано математичну модель для визначення компонентів напруженого стану з урахуванням двовимірного розподілу залишкових несумісних деформацій, локалізованих біля шва, та структурно-фазових змін у зоні термічного впливу. Наведена модель базується на розв'язанні обернених задач теорії оболонок з власними напруженнями та передбачає застосування експериментальної інформації, одержаної за неруйнівними методами. З використанням математичної моделі закриття тріщини та концепції ефективного розмаху коефіцієнта інтенсивності напружень, одержано розрахункову модель для врахування впливу залишкових напружень на втомне руйнування за циклічного навантаження. Оцінено вплив залишкових напружень на довговічність трубопроводу з осьовим поверхневим дефектом у зоні зварного з'єднання під дією експлуатаційного навантаження.

  Скачати повний текст

Стоврено робочий орган для ущільення грунту під магістральними трубопроводами. Розкрито механізм і особливості процесу ущільнення грунту під трубопроводом плоскими поверхнями робочого органа, що рухаються одна проти одної, які дозволяють керувати ступенем та рівномірністю ущільнення грунту під трубопроводом за один прохід грунтоущільнювального обладнання. Встановлено функціональний взаємозв'язок між еквівалентними напруженнями та коефіцієнтами ущільнення грунту під трубопроводом під час ущільнення. Розроблено математичні моделі для визначення напружень і коефіцієнтів ущільнення грунту в характерних точках грунтового масиву під трубопроводом. Створено новий робочий орган для ущільнення грунту під трубопроводом, який реалізовано у конструкції машини МП-М, призначеної для ущільнення грунту під трубопроводами. Показано, що впровадження результатів досліджень дозволяє у стислі терміни виконувати значні обсяги робіт з капітального ремонту трубопроводів та сприяє виходу України на міжнародні ринки з сучасною наукомісткою продукцією та технологією.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив напружено-деформованого стану на інтенсивність і локалізацію корозійного ураження матеріалів, що контактують з середовищами різної активності в околі концентраторів напружень типу порожнин, ракових, щілин, зокрема у зоні зварних швів. Проведено вивчення у даному аспекті пружно-деформівмних тіл з концентраторами напружень, а також елементів конструкцій зі зварним швом, що контактують з робочими середовищами. Розроблено аналітичний метод, що передбачає врахування впливу напружено-деформованого стану та на інтенсивність і локалізацію корозійного ураження матеріалів в околі різного роду концентраторів напружень. Установлено розподіли електричних і електродних потенціалів в околі концентраторів типу пор, електричних щілиноподібних порожнин, зварних швів. Визначено розміри та координати поділу анодних і катодних ділянок та встановлено розміри потенційно небезпечних щодо корозійної пошкоджуваності ділянок залежно від геометрії заповнених середовищем концентраторів напружень і відповідного напружено-деформованого стану. З метою оціки росту концентраторів напружень типу раковин змодельовано процес корозійного руйнування з боку внутрішньої поверхні труби, за умов коли його інтенсивність на дні дефекту залежить від рівня напружень розтягу та провідності середовища. Оцінено залишковий ресурс трубопровідних елементів, що контактують з робочими середовищами.

  Скачати повний текст