ДИАГНОСТИКА ТРУБОПРОВОДА С ОТЛОЖЕНИЯМИ НА СТЕНКАХ И С ЖИДКОСТЬЮ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ПО СОБСТВЕННЫМ ЧАСТОТАМ ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЙ

А. Г. Хакимов

Аннотация


Трубопроводы могут содержать на стенках отложения. Механизм эрозионно-коррозионного износа трубопроводов характеризуется тем, что одновременно с утонением стенок на одних участках происходит формирование отложений продуктов коррозии на других.

В статье исследуются собственные частоты изгибных колебаний защемленного по краям трубопровода, находящегося под действием растягивающей силы. Трубопровод имеет отложения на стенках и жидкость под давлением. Предполагается, что отложения распределены по внутренней поверхности трубопровода равномерно. Используется уравнение изгибных колебаний трубопровода по модели Кирхгоффа. На основе уравнения, определяющего форму изгибных колебаний, и граничных условий для защемленного по краям трубопровода получено частотное уравнение. Решена прямая задача для определения первой и второй собственных частот изгибных колебаний трубопровода для заданных: плотности отложений в трубопроводе, осевого усилия, толщины стенки трубы, давления внутри трубопровода, толщины равномерных отложений на стенке трубопровода и обратная задача по определению по двум собственным частотам изгибных колебаний трубы плотности отложений на стенке трубы и толщины отложений.

Получено, что с увеличением плотности отложений на стенке трубы происходит уменьшение собственных частот изгибных колебаний трубы. Установлено, что с уменьшением площади в свету трубы или увеличением толщины отложений происходит также уменьшение собственных частот изгибных колебаний трубы. По двум собственным частотам изгибных колебаний трубы можно определить плотность отложений на стенке трубы и остаточную площадь в свету трубы или толщину отложений.

Результаты работы могут быть применены для определения плотности отложений на стенке трубы и остаточной площади в свету трубы по двум собственным частотам изгибных колебаний.


Ключевые слова


density of scale deposits;flexural vibrations;natural frequencies;pipe inside area;primal and inverse problems;scaled pipeline;изгибные колебания;плотность отложений;площадь в свету трубы;прямая и обратная задачи;собственные частоты;трубопровод

Полный текст:

PDF

Литература


Сидоров Б.В., Мартынов С.А. Рекомендуемая технология диагностики подземных трубопроводов // Контроль. Диагностика. 2005. № 12. С. 18-19.

Gladwell G. M. L. Inverse problems in vibration. –Dordrecht, Boston, London: Kluver Academic Publishers, 2004. (Русский перевод: Глэдвелл Г.М.Л. Обратные задачи теории колебаний. М.–Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2008. С.608.

Guangming Dong and Jin Chen. Vibration analysis and crack identification of a rotor with open cracks // Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics. 2011. Vol. 28. No. 1. P. 171-182.

Интегральный диагностический признак идентификации повреждений в элементах стержневых конструкций/ Акопьян В.А. [и др.]// Контроль. Диагностика. 2012. № 7. С. 50-56.

Yunwei Zhang, Guozheng Yan. Detection of gas pipe wall thickness based on electromagnetic flux leakage // Defectoscopy 2007. № 2. P. 78-89.

Куликов В.В. Толщина стенки трубы, нагруженной давлением // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2009. № 7. С. 6-8.

Кучерявый В.И., Мильков С.Н. Расчет надежности сжатого участка газопровода при наличии продольных трещин // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2011. № 3. С. 112-116.

Хакимов А.Г. Определение плотности жидкости и внутреннего давления в трубопроводе по собственным частотам изгибных колебаний // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2014. № 1. С. 37-43. URL: http://ntj-oil.ru/article/view/2016

Бараненко В.И., Янченко Ю.А. Эрозионно- коррозионный износ элементов трубопроводных систем на АЭС с РБМК-1000 // Теплоэнергетика. 2010. № 5. С. 26-33.

Мусакаев Н.Г., Уразов Р.Р., Шагапов В.Ш. Динамика образования гидратов при транспортировке природного газа // Теплофизика и аэромеханика. 2006. Т. 13. № 2. С. 295-302.

Исследование отложений парафина в трубопроводах, подвергаемых сезонной чистке/ Ван Вэньда [и др.] // Химия и технология топлив и масел. 2014. № 1 (581). С. 27-33.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2015-4-151-171

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.