Диссертация (1090913)
Текст из файла
ООО «Климовский трубный завод»ООО «Группа ПОЛИПЛАСТИК»На правах рукописиКОЛБАЯ ВЕРОНИКА ГЕННАДЬЕВНАПЛАСТИЧЕСКОЕ РАЗРУШЕНИЕ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ СРАЗЛИЧНЫМИ СРОКАМИ ЭКСПЛУАТАЦИИСпециальность 05.17.06 Технология и переработкаполимеров и композитовДИССЕРТАЦИЯна соискание учёной степени кандидата технических наукНаучный руководитель:Доктор технических наук, профессорВ.В. КовригаМосква - 20172ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ..............................................................................................................
4ГЛАВА 1. Литературный обзор ............................................................................. 9ГЛАВА 2. Объекты и методы .............................................................................. 182.1. Объекты ........................................................................................................... 182.1.1. Трубы из современных марок .................................................................... 182.1.2. Трубы с различными сроками эксплуатации ........................................... 192.2. Методы ............................................................................................................ 222.2.1.
Разработанные методы ............................................................................... 222.2.1.1. Анализ сопротивления раздиру в трёх слоях стенки трубы ................ 222.2.1.2. Гидравлические испытания до разрушения ..........................................
252.2.1.3. Определение параметров зоны разрушения .......................................... 282.2.1.4. Определение естественной кратности вытяжки при одноосномрастяжении ............................................................................................................. 312.2.1.5. Определение естественной кратности вытяжки при двухосномрастяжении .............................................................................................................
322.2.1.6. Определение нормированного отношения поверхности к объёмупри растяжении...................................................................................................... 342.2.2. Стандартные методы................................................................................... 372.2.2.1.
Показатели, определяемые при растяжении ......................................... 372.2.2.2. Свариваемость .......................................................................................... 392.2.2.3. Показатель текучести расплава при разных нагрузках ........................ 402.2.2.4.
Термостабильность - индукционный периода окисления ................... 412.2.2.5. Наличие стабилизатора............................................................................ 422.2.2.6. Степень кристалличности ....................................................................... 43ГЛАВА 3. Анализ зоны пластического разрушения полиэтиленовыхтруб после изготовления.......................................................................................
453.1. Оценка параметров зоны пластического разрушения ................................ 4533.2. Изучение изменения модуля упругости при растяжении после формированияшейки ...................................................................................................................... 56ГЛАВА 4.
Анализ зоны пластического разрушения полиэтиленовыхтруб после эксплуатации ...................................................................................... 60ГЛАВА 5. Анализ сопротивления раздиру и свариваемостиполиэтиленовых труб после эксплуатации......................................................... 865.1. Определение сопротивления раздиру .......................................................... 865.2. Оценка свариваемости ................................................................................... 88ГЛАВА 6.
Анализ зоны пластического разрушения труб из сшитогополиэтилена ........................................................................................................... 91ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 99ВЫВОДЫ ............................................................................................................. 102СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................... 104ПРИЛОЖЕНИЯ ...................................................................................................
1144ВВЕДЕНИЕГазовые трубы из полиэтилена благодаря комплексу выдающихся свойствзаняли ведущее положение в мировых газораспределительных сетях. В Россииведущими производителями газовых труб являются предприятия ООО «Группа«ПОЛИПЛАСТИК» [1]. Развитие производства полиэтиленовых газовых иводопроводных труб происходит высокими темпами, однако существенноосложняется сырьевыми проблемами, так как высокий уровень требований ксвойствам труб может быть обеспечен только высококачественными трубнымимарками полиэтилена [2].Важнейшей характеристикой полиэтиленовых труб является их способностькпластическомудеформированию.Поэтомупроявлениехрупкостиприэксплуатации полиэтиленовых газопроводов является одной из причин выхода ихиз строя [3].
В связи с этим были выполнены работы по определению прогнозныхсроковэксплуатациитрубопроводов.Научно-исследовательскиеработызавершились разработкой стандартов на методы контроля и трубные материалы [4,5]. Благодаря этим работам установлен расчётный срок эксплуатации равный 50годам. В связи с тем, что, реальные сроки работы газопроводов уже приближаютсяк 50 годам, возникла необходимость диагностировать их состояние дляопределения возможности дальнейшей эксплуатации. По инициативе Газпромапроводились поиски критериев диагностики для трубопроводов в период постгарантийной эксплуатации. В 2007 году была выполнена работа, в основе которойлежала оценка физико-химических изменений, произошедших в материале трубы.Объектом исследования была труба после 38 лет эксплуатации [6].В 2013-2015 годах по заказу ОАО «Газпром Промгаз» была выполнена работа«Исследованиефизико-химическихсвойствполиэтиленовыхдействующихраспределительных газопроводов».
Результаты были доложены на заседания5секции«Рациональноераспределениеииспользованиегазаидругихэнергоресурсов» научно-технического совета ПАО «Газпром по вопросу:«Исследование свойств и характеристик полимерных и композитных труб,определяющихвозможностьихбезопасногоприменениянасетяхгазораспределения Группы Газпром». Настоящая работа была предпринята поинициативе ООО «Группа «ПОЛИПЛАСТИК» с целью разработать новыеподходы к поставленной проблеме.Актуальность работы. Актуальность работы определяется тем, что послетого как газовые трубы отработали ресурс в 50 лет необходимо проведениедиагностики с целью определения возможности дальнейшей эксплуатациигазопровода.
Для проведения диагностических оценок необходимы данные,характеризующие состояние материала трубы. По нормативам Газпрома работы подиагностике начинают после 40 лет эксплуатации [7].Широко известна оценка работоспособности полиэтиленовых труб похарактеру разрушения, т.е. переходу от пластического разрушения к хрупкому,отраженная во многих стандартах [8 – 11].Оценка свойств материалов трубопровода часто ограничена невозможностьюеёреализациинаобразцахбольшогоразмера,итребуетразработкидополнительных методов испытаний.Разработаны методы определения параметров, характеризующих зонупластического разрушения, возникающую при гидравлических испытанияхполиэтиленовыхтруб.Этиметодыпримененыдляоценкиматериаловгазопроводов, как до эксплуатации, так и со сроками эксплуатации от 4 до 47 лет,а также трубопроводов из сшитого полиэтилена [12, 13].Для оценки характера пластического разрушения предложен параметрестественной кратности вытяжки (ЕКВ), известный из работ по химическимволокнам [14].
Характер изменения естественной кратности вытяжки изучен приодноосном (ЕКВ1) и двухосном (ЕКВ2) нагружениях. Показано, что в обоихслучаяхнаблюдаетсясходнаякартинапластическогоразрушения,характеризующаяся близкими значениями естественной кратности вытяжки.6Актуальность темы определяется тем, что впервые величины естественнойкратности вытяжки и формирующийся при этом скачок деформации предложеноиспользовать для оценки сохранения работоспособности материала в стенке трубы.Цельработы.Изучитьхарактерпластическогоразрушениявполиэтиленовых трубах с различным сроком эксплуатации и установить основныепараметры, характеризующие процесс пластического разрушения.Разработать методы и выполнить измерения параметров, необходимых длякомплекснойинакопительнойдиагностикиполиэтиленовыхтрубдлягазопроводов, в том числе и с использованием образцов малых размеров.Основные задачи:-установить и провестиизмеренияпараметров, характеризующихпластическое разрушение при одноосном и двухосном нагружениях;-определитьзначенияпараметраЕКВприформированиизоныпластического разрушения для разных видов полиэтилена;- исследовать комплекс механических свойств полиэтиленовых труб сразличным сроком эксплуатации, при которых наступает формирование зоныпластического разрушения, например, разрушающее давление, напряжение вкольцевом сечении, максимальная остаточная деформация вне зоны пластическогоразрушения,сцельюсравненияресурса,определяющегореальнуюработоспособность, с результатами его оценки по физико-химическим параметрам,таким как, кристалличность, наличие стабилизатора, термостабильность;- охарактеризовать пластическое разрушение через изменение соотношенияповерхности к объёму;- разработать методы и провести анализ свойств материалов в различныхслоях материала (средний, внутренний и наружный слои стенки трубы).Научная новизна работы.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
