RU2766839C1 - Стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопроводов - Google Patents

Стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопроводов Download PDF

Info

Publication number
RU2766839C1
RU2766839C1 RU2021107209A RU2021107209A RU2766839C1 RU 2766839 C1 RU2766839 C1 RU 2766839C1 RU 2021107209 A RU2021107209 A RU 2021107209A RU 2021107209 A RU2021107209 A RU 2021107209A RU 2766839 C1 RU2766839 C1 RU 2766839C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
tray
pipelines
stress
stand
Prior art date
Application number
RU2021107209A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Султанмагомедов Тимур Султанмагомедович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Султанмагомедов Тимур Султанмагомедович filed Critical Султанмагомедов Тимур Султанмагомедович
Priority to RU2021107209A priority Critical patent/RU2766839C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2766839C1 publication Critical patent/RU2766839C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G01N3/12—Pressure testing

Abstract

Изобретение относится к области исследования напряженно-деформированного состояния трубопроводов и может быть использовано для моделирования трубопроводов, подверженных геодинамическим процессам. Стенд состоит из изолированного герметичного трубопровода с резьбой на концах трубопровода, тензодатчиков, установленных в интересующих сечениях трубопровода под изоляцией, разборного герметичного протяженного лотка на ножках с отверстиями по торцам лотка, перфорированным днищем и испытуемым грунтом внутри лотка, гаек, установленных на резьбе трубопровода на внутренней и наружной стороне лотка с обеих сторон трубопровода вплотную к стенке, роликовых опор, которые перемещаются по направляющей балке, установленной сверху на лотке с помощью хомутов, прикрепленных к трубопроводу, и талрепов, установленных между роликовой опорой и хомутом, заслонок, установленных в направляющих под днищем. Технический результат - возможность определения напряжений и перемещений в модели натурного трубопровода, подверженного геодинамическим нагрузкам. 5 ил.

Description

Изобретение относится к области исследования напряженно-деформированного состояния трубопроводов и может быть использовано для моделирования трубопроводов, подверженных геодинамическим процессам. Техническим результатом изобретения является определение напряжений и перемещений в модели натурного трубопровода, подверженного геодинамическим нагрузкам. Модель позволяет экспериментально оценить возможное поведение трубопровода при действии на него той или иной нагрузки, имеется возможность моделировать работу вспомогательного оборудования, установленного на трубопроводе и техники в масштабе. Способ определения напряженно-деформированного состояния заключается в том, что создается уменьшенная копия моделируемого участка трубопровода с установленными на него тензодатчиками. Перед испытаниями трубопровод устанавливается в положение с теми же геодезическими относительными отметками, пропорциональными натурным, далее прикладываются вариативные нагрузки: давление, изгибающие, растягивающие и сжимающие нагрузки. После приложения всех нагрузок проводится исследование напряженно-деформированного состояния трубопровода во время интересующих процессов, регистрируются показания тензодатчиков в течение опыта.
Изобретение относится к области исследования напряженно-деформированного состояния трубопровода и может быть использовано для моделирования трубопроводов, подверженных геодинамическим процессам.
Известен стенд (RU 2473068, кл. G01M 99/00; опубл. 27.09.2011) для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов. Технический результат заключается в обеспечении возможности исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов способами нанесения внутритрубных покрытий. Недостатком данного способа является отсутствие возможности исследования трубопровода при действии изгиба.
Известен стенд (RU 2691271, кл. G01M 10/00, G01N 3/20; опубл. 11.06.2019) для испытаний труб внутренним давлением и на изгиб, содержащий основание в виде силовой плиты с Т-образными продольными пазами, опорные узлы для трубы с нижними опорными хомутами для опоры трубы, узлы нагружения испытуемой трубы изгибом (порталы) с гидроцилиндрами нагружения, с нагрузочной траверсой с верхними нагружающими хомутами для труб, установленные с возможностью перемещения в Т-образных пазах вдоль трубы, при этом гидроцилиндры шарнирно связаны с нагрузочной траверсой, а проушины гидроцилиндров снабжены сферическими шарнирами, систему управления узлами нагружения испытываемой трубы изгибом, гидравлическую систему стенда, а также измерительно-вычислительный комплекс.
Недостатком данного способа является отсутствие возможности моделирования окружающего грунта вокруг трубопровода в условиях, приближенных к реальным.
Технической задачей изобретения является определение механических напряжений и перемещений трубопровода при воздействии на него вариативных нагрузок.
Поставленная задача решается с помощью стенда: на протяженный трубопровод устанавливаются датчики измерения напряжений с определенным шагом. Далее данный трубопровод укладывается в разборный лоток стенда с исследуемым грунтом. На трубопровод прикладываются нагрузки, при помощи приспособлений, установленных на стенде. Датчиками измеряются деформации, которые передаются на компьютер и показывают полную эпюру напряжений на исследуемом участке трубопровода.
Преимущество предлагаемого стенда моделирования напряженно-деформированного состояния трубопроводов заключается возможности моделирования процессов карстовых провалов, просадок, оползней, ударов и др. в лабораторных условиях, обеспечивать измерение и изменение основных технологических и конструктивных элементов (глубины заложения, жесткости и сцепление грунта, частоту расположения опор, толщину изоляции, радиус изгиба трубопровода и др.).
На фиг. 1 показан стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопровода (вид сбоку); на фиг. 2 - то же (вид сверху); на фиг. 3 - то же (продольное сечение); на фиг. 4 - то же (поперечное сечение); на фиг. 5 - узел приложения продольной нагрузки.
Стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопроводов состоит из металлического секционного лотка 1, трубопровода малого диаметра с резьбой на торцах 2, кранов роликовых для захвата трубопровода 3, заслонок 4 для перекрытия перфорированного днища, прокладок 5 для предотвращения высыпания грунта, гаек 6, направляющей балки 7, контейнеров 8 с крышкой 9 для хранения грунтов. Стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопроводов работает следующим образом.
Перед началом опыта стенд подготавливают к работе. На трубопровод 2 в интересующих нас сечениях устанавливаются тензодатчики, трубопровод изолируется во избежание повреждения датчиков и проводов грунтом. Далее трубопровод устанавливают в лоток 1, учитывая физическое и математическое подобие модели и реального участка трубопровода (глубина заложения, радиус изгиба, перепад высот и др.). Провода выводятся вдоль трубопровода через прокладку 5, к станции измерения и преобразования сигналов. Заслонки 4 устанавливаются под перфорированное днище. Над сечениями, на которых моделируются сосредоточенные нагрузки или опоры, устанавливаются краны роликовые 3, перемещаясь по направляющей балке 7. На торцы трубопровода с внутренней и внешней стороны лотка на предварительно подготовленную резьбу устанавливаются гайки 6. После данных процедур в лоток засыпается испытуемые грунты до необходимого уровня в зависимости от типа прокладки исследуемого участка.
Скорость оползня (просадок) регулируют путем извлечения заслонки 4 из днища лотка 1. Величину продольной сжимающей или растягивающей нагрузки регулируют затяжкой гаек 6. Величину поперечной изгибающей нагрузки регулируют путем закручивания талрепов, установленных на роликовой опоре и с помощью хомутов прикрепленных к трубопроводу. Варьирование характеристик грунта осуществляют путем изменения состава и влажности моделируемого грунта. Радиус изгиба, начальное положение трубопровода, местоположение опор изменяют с помощью крана роликового 3 и гаек 6.
В результате работы на данном стенде получают зависимости напряжений, действующих в трубопроводе при приложении на него различных нагрузок. Полученные результаты сопоставляют с расчетами, которые показывают адекватность полученных значений. Полученные зависимости позволяют спроектировать участок трубопровода и учесть все действующие на него нагрузки, проверить работоспособность различного оборудования, устанавливаемого на трубопровод (запорная арматура, опоры, камеры пуска и приема средств очистки и диагностики).

Claims (1)

  1. Стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопровода, состоящий из изолированного герметичного трубопровода с резьбой на концах трубопровода; тензодатчиков, установленных в интересующих сечениях трубопровода под изоляцией; разборного герметичного протяженного лотка на ножках с отверстиями по торцам лотка, перфорированным днищем и испытуемым грунтом внутри лотка; из гаек, установленных на резьбе трубопровода на внутренней и наружной стороне лотка с обеих сторон трубопровода вплотную к стенке для создания сжимающего или растягивающего усилия путем закручивания гаек; из роликовых опор, которые перемещаются по направляющей балке, установленной сверху на лотке, с помощью хомутов, прикрепленных к трубопроводу, и талрепов, установленных между роликовой опорой и хомутом для создания изгибающих усилий в трубопроводе путем затяжки талрепа; заслонок, установленных в направляющих под днищем, обеспечивающих высыпание грунта из лотка при их выдвижении.
RU2021107209A 2021-03-19 2021-03-19 Стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопроводов RU2766839C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107209A RU2766839C1 (ru) 2021-03-19 2021-03-19 Стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопроводов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107209A RU2766839C1 (ru) 2021-03-19 2021-03-19 Стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопроводов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2766839C1 true RU2766839C1 (ru) 2022-03-16

Family

ID=80737375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107209A RU2766839C1 (ru) 2021-03-19 2021-03-19 Стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопроводов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2766839C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03191844A (ja) * 1989-12-21 1991-08-21 Sekisui Chem Co Ltd 埋設管路の沈下挙動試験方法
JP3191844B2 (ja) * 1994-08-30 2001-07-23 日産自動車株式会社 冷間サイジング加工によるカム面の成形方法
RU2222800C1 (ru) * 2002-07-11 2004-01-27 Открытое акционерное общество "Центр технической диагностики" Стенд для испытания труб внутренним давлением и на изгиб и гидравлическая система стенда
RU2642881C1 (ru) * 2017-03-03 2018-01-29 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Стенд для испытания обетонированных труб
RU2691271C1 (ru) * 2018-07-24 2019-06-11 Валерий Владимирович Бодров Стенд для испытаний труб внутренним давлением и на изгиб

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03191844A (ja) * 1989-12-21 1991-08-21 Sekisui Chem Co Ltd 埋設管路の沈下挙動試験方法
JP3191844B2 (ja) * 1994-08-30 2001-07-23 日産自動車株式会社 冷間サイジング加工によるカム面の成形方法
RU2222800C1 (ru) * 2002-07-11 2004-01-27 Открытое акционерное общество "Центр технической диагностики" Стенд для испытания труб внутренним давлением и на изгиб и гидравлическая система стенда
RU2642881C1 (ru) * 2017-03-03 2018-01-29 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Стенд для испытания обетонированных труб
RU2691271C1 (ru) * 2018-07-24 2019-06-11 Валерий Владимирович Бодров Стенд для испытаний труб внутренним давлением и на изгиб

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sarvanis et al. Permanent earthquake‐induced actions in buried pipelines: Numerical modeling and experimental verification
Hodder et al. 3D experiments investigating the interaction of a model SCR with the seabed
Masciotta et al. Dynamic characterization of progressively damaged segmental masonry arches with one settled support: experimental and numerical analyses
Rofooei et al. Full-scale laboratory testing of buried pipelines subjected to permanent ground displacement caused by reverse faulting
Giordano et al. Expeditious damage index for arched structures based on dynamic identification testing
Jiang et al. Investigation on the deformation response of submarine pipelines subjected to impact loads by dropped objects
Popescu et al. Pipe-soil interaction: large scale tests and numerical modelling
Firouzsalari et al. Thorough investigation of continuously supported pipelines under combined pre-compression and denting loads
Firouzsalari et al. Behavior of pre-compressed tubes subjected to local loads
Almahakeri et al. Experimental investigation of longitudinal bending of buried steel pipes pulled through dense sand
Scheperboer et al. Experimental-numerical study on the structural failure of concrete sewer pipes
Reza et al. Axial Pullout Behavior of Buried Medium-Density Polyethylene Gas Distribution Pipes
Zhao et al. Strain response of API 5L X80 pipeline subjected to indentation
RU2766839C1 (ru) Стенд моделирования напряженно-деформированного состояния трубопроводов
Dai et al. Experimental investigations on seismic response of riser in touchdown zone
Rammah et al. Centrifuge modelling of a buried pipeline below an embankment
Peng et al. A numerical study of damage detection of underwater pipeline using vibration-based method
Hassani et al. A 3D numerical modeling of polyethylene buried pipes affected by fault movement
Sarvanis et al. Soil-pipe interaction models for simulating the mechanical response of buried steel pipelines crossing active faults
Liu et al. Centrifuge tests of large-diameter steel pipes crossing strike–slip faults
Rogers et al. Use of visual methods to investigate influence of installation procedure on pipe-soil interaction
Gao et al. Bending capacity of corroded pipeline subjected to internal pressure and axial loadings
Mai Assessment of deteriorated corrugated steel culverts
Li et al. A combined theoretical and experimental study on contact creep-induced clamping force relaxation of bolted joints at ambient temperature
Jassim et al. Design and fabrication of frustum confining vessel apparatus for model pile testing in saturated soils