Показано, що максимальна ефективність у контролі появи витоків на трубопроводах досягається шляхом застосування дистанційних методів контролю стану трубопроводів. Для вирішення поставленого завдання обрано акустичний метод контролю технічного стану трубопроводу. Розроблено математичну модель процесу розповсюдження акустичних коливань у середовищі транспортування трубопроводу, яка враховує вплив появи витоків на характер поширення коливань. Розроблено метод автоматизованого контролю технічного стану трубопроводу та виявлення місць витоків з використанням завадостійких сигналів. Проведено розробку системи виявлення місць витоків з трубопроводів і розробку функціональної схеми системи контролю, а також програмного забезпечення для реалізації запропонованого методу контролю трубопроводів.

  Скачати повний текст

Розкрито метод і створено прилади для безконтактних вимірювань струмів (БВС), визначення місця, напряму та глибини залягання підземного трубопроводу (ПТ). Запропоновано та реалізовано в апаратурі типу БІТ-К паралаксний спосіб БВС ПТ за різних глибин його залягання з корекцією рельєфної похибки. Розроблено схеми та виготовлено серію апаратури БІТ-КВП з вольтметром і пам'яттю та інтерфейсом для передачі вимірів у комп'ютер для опрацювання та документування. Досліджено її метрологічні характеристики. Розвинуто метод визначення розподілу струму катодного захисту для інтегрального та диференційного контролю стану протикорозійного захисту на різних гілках і ділянках ПТ з оперативним виявленням місць незадовільної ізоляції за критерієм критичних відносних витрат струму та з кількісними оцінками перехідного опору "труба - земля" на різних ділянках ПТ. Досліджено ефект витікання струму через локальні пошкодження ізоляції ПТ. Запропоновано та реалізовано у варіантах портативні прилади типу ОРТ, ОРТ+В. Удосконалено методику оперативного визначення розміщення та дистанційного контролю роботи установки катодного захисту ПТ.

  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

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

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

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

Визначено вплив електрохімічного закріплення глинистих грунтів на несучу здатність анкерів. Встановлено лінійну залежність зростання несучої здатності анкерів від витрат електроенергії постійного елетричного струму на закріплення грунту навколо електродів. Обгрунтовано ефективну конструкцію електрохімічного анкера й екологічно чистого способу його влаштування без застосування ін'єкційних розчинів для закріплення нафтогазопроводів. Проаналізовано напружено-деформований стан електрохімічних анкерів за дії статистичних висмикувальних навантажень шляхом моделювання методом скінченних елементів з використанням пружно-пластичної моделі грунту. Удосконалено методику визначення несучої здатності електрохімічних анкерів у глинистих грунтах на базі теорії межового стану основ і з урахуванням встановлених закономірностей зміцнення лесового грунту навколо анкерів. Розроблену конструкцію електрохімічного анкера впроваджено в практику закріплення нафтогазопроводів.

  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

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

Розроблено об'єднану принципову схему оцінювання потенційних небезпек, розрахунку та контролю експлуатаційних ризиків, яка відповідає чинним нормативним документам і містить суттєві вдосконалення, які дають змогу покращити заходи стосовно контролю експлуатаційних ризиків. Доведено необхідність урахування ефекту Баушінгера у разі оцінювання несучої здатності матеріалу морських трубопроводів під час укладання та у процесі експлуатації. Проведено математичну інтерпретацію та введено силовий і деформаційний критерії оцінювання ефекту Баушінгера. Досліджено корозійно-механічну деградацію сталі трубопроводу на повітрі та у 12-ти модельних середовищах та показано, що найбільша небезпека втрати трубопроводом несучої здатності внаслідок корозійно-механічної деградації є у хлоридо-сульфатних і підкислених хлоридо-сульфатних електролітах. Проведено математичну інтерпретацію та розроблено підходи до прогнозування живучості основного металу та зварних з'єднань трубопроводів на повітрі та у корозійних середовищах. Для спрощення інженерних розрахунків введено коефіцієнти живучості. Доведено необхідність суттєвого вдосконалення й оновлення наявної нормативної бази з оцінювання та прогнозування безпеки та надійності трубопроводів. Розвинуто наукові основи Концепції досягнення безпеки трубопровідних систем на всіх стадіях життєвого циклу - від проектування до експлуатації. Проведено гармонізацію європейського стандарту ISO 13703:2000 "Нафтова та газова промисловість. Проектування і встановлення трубопровідних систем на морських експлуатаційних платформах" з урахуванням національної специфіки.

  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

Запропоновано ввести до батогів занурюваної ділянки глибоководного трубопроводу великого діаметра шарнірних вставок для ефективного зниження внутрішніх зусиль. Вперше проведено теоретичний й експериментальний аналіз глибоководного випуску великого діаметра з шарнірними вставками в процесі занурення на великі глибини, який включає розробку методу розрахунку підводних трубопроводів з шарнірними вставками, розробку методики проведення експериментальних досліджень, одержання залежностей, що дозволяють прогнозувати напружено-деформований стан трубопроводів великих діаметрів під час їх занурення на великі глибини, встановлення критеріїв, що забезпечують надійне, за умовами міцності, занурення глибоководних випусків базовим способом. Обгрунтовано коректність основних передумов прийнятих під час розробки методу розрахунку шляхом зіставлення досвідчених і розрахункових значень параметрів, що харакгеризують напружено-деформований стан занурюваного трубопроводу з шарнірними вставками. Встановлено суттєвий вплив введення шарнірних вставок на зняття внутрішніх зусиль у трубопроводах великого діаметра під час їх занурення на великі глибини.

  Скачати повний текст

Досліджено коливні процеси гнучких, пружних і в'язкопружних трубопроводів з інерційним рухомим навантаженням, що моделюється рухомою рідиною (РР). Розглянуто крайові задачі коливань гнучких і пружних трубопроводів (ГПТ) за різних форм закріплення кінців та з урахуванням додаткового поздовжнього натягу силами тертя з повним урахуванням сил інерції РР. Визначено динаміку систем з інерційним навантаженням, яке базується на застосуванні двохвильового представлення розв'язку та асимптотичного методу. Описано наближені розв'язки та встановлено умови стійкості прямолінійних і підвішених криволінійних ГПТ. Проаналізовано двохвильові особливості коливань трубопроводів та залежність власних частот, ексцесів (перекосів) форм власних коливань від швидкості руху потоку рідини; критичні швидкості (КШ) рухомого навантаження, за яких система втрачає стійкість. Проведено дослідження коливань трубопроводу з реологічного матеріалу на моделях стандартного та слабкосингулярного спадкового тіла. Встановлено, що значення КШ і власних частот визначаються через миттєвий модуль пружності; спадкові властивості матеріалу труби зумовлюють затухаючі коливання та наявність деформації повзучості; декремент залежить від швидкості руху рідини (ШРР) і зростає з її ростом; коефіцієнт повзучості змінює знак, що відповідає посиленню повзучості за наближення ШРР докритичного значення. Досліджено вимушені коливання трубопроводу з реологічного матеріалу за кінеметичного та силового збудження, двохвильові особливості коливань та форми вимушених коливань.

  Скачати повний текст

Вдосконалено метод побудови комп'ютерної мережі локалізації свищів у продуктопроводах, який дозволяє за рахунок більш точного розрахунку місцеположення свищів підвищити точність виявлення та розрахунків. Для ефективних та економічних розрахунків часу затримки сигналів розроблено алгоритми прямого та зворотного ШПФ з використанням апаратних пристроїв і спеціалізованих мікропроцесорних обчислювачів. Розроблено апаратно-програмну систему розрахунків місцеположення свищів і передачі даних на районні (зонові) та центральний пункт контролю. Запропоновано трирівневу ієрархічну структуру мережі, побудовану за "материковим" принципом.

  Скачати повний текст

Наведено результати аналізу проблеми підвищення надійності та безпеки експлуатації магістральних трубопроводів і доведено, що традиційні методи, які базуються на точковому контролі чи із застосуванням інспекційних снарядів є недостатньо ефективними та малодостовірними, а теоретичні засади та методи, що використовують ультразвукові спрямовані хвилі, недостатньо розвинуті. Розроблено ряд математичних моделей, що описують поширення цих хвиль і забезпечують теоретичне обгрунтування для вперше запропонованих методів контролю величини напружено-деформованого стану, наявності дефектів і значення пружних констант стінок трубопроводів модами спрямованих кільцевих хвиль. Вперше запропоновано метод неперервного контролю стінок магістральних трубопроводів за натуральних умов їх експлуатації об'ємними ультразвуковими хвилями. Висвітлено теоретичні основи та методологію оцінювання та прогнозування параметрів термоакустичного явища. Розроблено пристрої, що реалізують запропоновані методи контролю та проведено їх лабораторні та натурні випробування.

  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

  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

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

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