Аннотации:
This research aims to build a finite element model of oil or gas steel pipelines transmission. The model has been developed in that crack propagation in pipes can be reduced as possible to avoid the failure. The suggestion that is taken into consideration for this purposeis to stopping crack propagation as possibly, is by using ribs as arresters. Different thicknesses have been tested for the ribs used in this study. The first one was of 0.02 m, while as the second thickness was of 0.05 m. The dimensions of pipe are of 0.01 m thickness, and diameter of 0.5 m. The model of pipe consists of three parts. The first part has two different lengths 2 m and 3 m. The second, which is the rib, is of length of 0.15 m. The third part of pipe has the length of 1 m. So all the three parts are made up the case study that was studied in this work. The value of stress intensity
factor K1 for different lengths of cracks has been calculated by the finite element model developed by using ANSYS package. These calculations were applied with and without ribs. The results showed that when using the ribs, the stress intensity factor would be reduced significantly. This leads to reduce the possibility of failure. Наибольшие разовые экономические и экологические потери при авариях на магист-
ральных трубопроводах связаны с появлением длинных продольных трещин, сопровождающимся разливами значительных количеств нефти, взрывами и пожарами. Современным путем для предотвращения таких трещин является использование вязких сталей, однако повышение вязкости разрушения, достигаемое за счет легирования и термообработки, ведет к существенному удорожанию труб. В качестве более дешевой альтернативы может быть рассмотрено конструктивное торможение трещин – например, с помощью локальных утолщений (ребер), расстояние между которыми лимитирует длину продольной трещины (в ряде случаев трещина длиной до 10 м является допустимой). При наличии дешевой технологии создания таких ребер ключевым вопросом является их эффективность. Целью работы являлось построение конечно-элементной модели трубы магистрального трубопровода с трещиной для оценки возможности предотвращения развития длинных продольных трещин с помощью окружных ребер. Ребра представляют собой утолщения плавной формы. Была протестирована эффективность ребер различной толщины – в 2 и в 5 раз превышающей толщину стенки трубы. Модель включала участок трубы с трещи-
ной, ограниченный с двух сторон ребрами, и необходимую часть трубы снаружи ребер. В качестве параметра, характеризующего распространение трещины, в первом приближении использовался коэффициент интенсивности напряжений K1, значения которого определялись численно с использованием пакета ANSYS. Расчеты показали, что при использовании ребер коэффициент интенсивности напряжений может быть значительно уменьшен, и ребра могут быть использованы для торможения (остановки) трещины.
Описание:
Baraa M.H. Albaghdadi1,2, baraa.albaghdadi@gmail.com,
A.O. Cherniavsky1, a.o.cher@mail.ru
1South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
2University of Technology, Baghdad, Iraq
Бара Мохсен Хоссеин Албагдади, аспирант кафедры прикладной механики, динамики и прочности машин, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; преподаватель,
Технологический университет, г. Багдад, Ирак, baraa.albaghdadi@gmail.com.
Чернявский Александр Олегович, доктор технических наук, кафедры прикладной механики, динамики и прочности машин, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, a.o.cher@mail.ru.