Основные условные обозначения

 

Dн, Dвн, R, Rвн, δн	- наружный и внутренний диаметры, средний и внутренний радиусы, номинальная толщина стенки трубы, [L];
E, μ, α	- модуль Юнга, коэффициент Пуассона и коэффициент линейного расширения материала трубы, [L^-1 ·М·Т^-2], [-], [Θ^-1];
Fr, Ff	- площадь кольца и площадь внутреннего сечения трубы, [L^2];
r, θ, z	- координаты связанной с трубопроводом цилиндрической системы координат, [L], [-], [L];
x, y, z	- координаты декартовой прямоугольной системы координат, образованной правой тройкой векторов базиса, [L];
s (x, y, z)	- пространственная координата, направленная вдоль оси трубопровода, [L];
T	- время, [Т];
р (s, t)	- давление транспортируемого потока, [L^-1 ·М·Т^-2];
mp	- масса единицы длины трубы с учетом массы изоляционного покрытия и размещенного на трубопроводе регулировочного оборудования, [М·Т^-1];
mf	- масса транспортируемого потока в единице длины трубопровода, [М·Т^-1];
m	- суммарная масса единицы длины (трубопровода), [М·Т^-1];
ρ	- плотность транспортируемого потока, [М·Т^-3];
ν	- скорость транспортируемого потока вдоль оси трубопровода, [М·Т^-1];
Δt	- расчетный температурный перепад, [Θ];
{Y}	- вектор положения (трубопровода), [L];
{Yi}	- вектор положения (трубопровода) на шаге i (i=0,1,2,…) при численном решении уравнения движения, [L];
y (s, t)	- функция перемещения (трубопроводной системы), [L];
T	- температура, [Θ];
{y}	- вектор перемещения системы конечных элементов трубопровода, [-];
σкц^н	- кольцевые напряжения материала стенки трубы от нормативного давления, [L^-1 ·М·Т^-2];
σпр^н	- продольные напряжения материала стенки трубы от нормативных нагрузок и воздействий, [L^-1 ·М·Т^-2];
σкц	- кольцевое напряжения материала стенки трубы, [L^-1 ·М·Т^-2];
σпр	- продольное напряжение материала стенки трубы, [L^-1 ·М·Т^-2];
Sa	- амплитуда перемещения, [L];
Ln	- длина полуволны поперечной деформации трубопровода, [L];
f	- частота периодических колебаний, [Т^-1];
ω,υ	- угловые частоты гармонических колебаний, [Т^-1];
ω0	- угловая собственная частота системы без демпфирования, [Т^-1];
ωθ	- угловая частота изменения напряженно-деформированного состояния материала стенки трубы по полярному углу Θ, [-].

 

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ

 

НАЗНАЧЕНИЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И

ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

 

Магистральными называют трубопроводы, предназначенные для дальнего транспорта жидких, газообразных и твердых сыпучих продуктов от мест их добычи, получения, переработки (условная начальная точка трубопровода) к местам потребления (условная конечная точка).

В зависимости от вида транспортируемого продукта трубопроводы получают соответствующие их целевому назначению названия.

Газопроводы - трубопроводы для перекачки природных и искусственных газов, находящихся как в газообразном, так и в жидком состояниях. В последнем случае газопровод имеет более узкое название, например аммиакопровод, газопровод сжиженного газа (пропана, бутана и их смесей), углекислотопровод и т.п.

Нефтепроводы - трубопроводы для перекачки нефти, поступающей по системе промысловых трубопроводов к начальной точке магистрального нефтепровода.

Нефтепродуктопроводы - трубопроводы для перекачки продуктов переработки нефти: бензинов (бензинопровод), дизельного топлива, керосина (керосинопровод), мазута (мазутопровод).

Наиболее широко трубопроводы используются для перекачки природных газов, нефтей и нефтепродуктов, однако по трубопроводам перекачивают на большие расстояния и воду (магистральные водоводы), уголь в виде водных суспензий (углепроводы), расплавленную серу, инертные сыпучие материалы. Ведутся исследовательские и опытные работы по созданию пневмотрубопроводного транспорта. При этом грузы, помещенные в трубопроводе в специальные контейнеры, под напором воздуха, нагнетаемого в трубопровод, движутся в нем с весьма большой скоростью.

Наконец, нельзя не отметить, что своевременная и наиболее надежная доставка горючего для снабжения быстро перемещающихся воинских частей может быть осуществлена в основном с помощью так называемых полевых нефтепродуктопроводов. Этот способ доставки горючего используется в армиях и флотах многих стран.

Все перечисленные выше виды трубопроводов относятся к сухопутным трубопроводам, так как прокладываются по территории материка.

Увеличение мировой добычи нефти и газа в акваториях океанов и морей потребовало прокладки магистральных трубопроводов под водой как с заглублением их в грунт, так и без заглубления. Такие трубопроводы называют морскими. Иногда магистральный трубопровод имеет морскую и сухопутную части. Такой трубопровод называют сухопутно-морским.

Таким образом, назначение трубопроводов с каждым годом расширяется - от транспортирования горючих газов и нефтей до продуктов питания. Область их применения охватывает все районы территории России - от центральных, хорошо освоенных, до областей, где трубопроводы практически являются одним из первых объектов инженерной деятельности человека. К таким районам относятся районы Крайнего Севера, пустыни. Трубопроводы пересекают горы и реки, непроходимые болота и топи.

В настоящее время и в обозримом будущем только они смогут обес­печить непрерывную доставку нефти и газа в центральные районы страны. Поэтому необходимо постоянное совершенствование методов проектирования, строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов в целях повышения их надежности и эффективности, снижения энергозатрат на перекачку, затрат материальных и трудовых ресурсов на сооружение, сокращения времени строительства, увеличения срока службы без капитального ремонта, уменьшения или полного устранения вредного воздействия на природу, ее растительный и животный мир.