Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65

Статья опубликована в рамках: XXI Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 18 мая 2017 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Моделирование

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Волков А.Э. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ ШИБЕРНОЙ ЗАДВИЖКИ МА11303-13ХЛ1 // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. XXI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 10(21). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/10(21).pdf (дата обращения: 21.09.2021)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 2 голоса
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ ШИБЕРНОЙ ЗАДВИЖКИ МА11303-13ХЛ1

Волков Александр Эдуардович

студент, кафедра ТХНГ, ТПУ,

РФ, г. Томск

Научный руководитель Веревкин Алексей Валерьевич

канд. техн. наук, доц. кафедры ТХНГ, ТПУ,

РФ, г. Томск

На линейной части трубопровода каждые 10-15 километров используется запорная арматура. Запорная арматура – это вид трубопроводной арматуры, предназначенный для перекрытия потока среды [6].

Согласно требованиям, к подрядным организациям в системе ОАО "АК "Транснефть" РД 03.120.10-КТН-038-07, а именно СТТ-08.00-60.30.00-КТН-021-1-05 на магистральных нефтепроводах используются шиберная задвижка МА11303-13ХЛ1 [7]. Схема данной задвижки взята с сайта компании ОАО «Тяжпромарматура», где была приведена общая таблица габаритных размеров [4]. С помощью схемы создана геометрическая модель задвижки. Условный диаметр задвижки 1000 мм. В качестве материала была использована легированная сталь. В ходе работы было смоделировано движения потока в задвижке при условиях, что скорость потока 7 м/c, плотность перекачиваемой нефти ρ=840 кг/м3 и температура потока t=150 [1,2,3,5].

 

            

                      а)                                                               б)

             

                 в)                                                       г)

Рисунок 1. Изменение давления в потоке нефти: а) шибер поднят на 1/5; б) шибер поднят на 2/5; в) шибер поднят на 3/5; г) шибер поднят на 4/5.

 

Продемонстрированы гидродинамические изменения давления в потоке (Рис.1).  Показано, что при поднятии шибера на 3/5 значимая часть потока входит в корпус через проходную часть шибера.

 

       

             а)                                                           б)

         

       в)                                                                г)

Рисунок 2. Изменение скорости в потоке нефти: а) шибер поднят на 1/5; б) шибер поднят на 2/5; в) шибер поднят на 3/5; г) шибер поднят на 4/5.

 

Далее наблюдается изменение скорости в потоке нефти (Рис.2). При поднятии шибера на 4/5 скорость после шибера увеличивается на с 7 м/c на 12 м/c.

Экспортировав данные, исследуем напряжено-деформационное состояние шиберной задвижки.

 

      

   а)                                                            б)

   

     в)                                                                  г)

Рисунок 3. Диаграммы эквивалентных напряжений: а) шибер поднят на 1/5; б) шибер поднят на 2/5; в) шибер поднят на 3/5; г) шибер поднят на 4/5.

 

На рисунке 3 показаны диаграммы эквивалентных напряжений, полученные методом конечных элементов. Видно, как распределяется напряжение в шиберной задвижке. Максимальное напряжение возникает на шибере, а именно на нижней образующей проходного отверстия шибера. А также при поднятии шибера уже на 3/5 видно снижение напряжения на корпусе задвижке.

 

 

                       а)                                                         б)

 

                          в)                                                         г)

Рисунок 4. Диаграммы перемещений: а) шибер поднят на 1/5; б) шибер поднят на 2/5; в) шибер поднят на 3/5; г) шибер поднят на 4/5.

 

На диаграмме перемещений (рис. 4) видно где будет приходится возможное перемещение а в следствии и деформация , а также следует заметить, что нижняя образующая проходного отверстия шибера а будет максимально перемещаться относительно начального положения.

 

Рисунок 5. Диаграммы полных деформация

 

При разных положениях шибера относительно небольшая деформация создается на уплотнительных кольцах, находящихся в корпусе шиберной задвижке.

Проводя инженерный анализ с помощью метода конечных элементов в вычислительном комплексе Solidworks, можно сделать следующие выводы:

  • для промывки запорной арматуры более приемлемо открытие шибера на 3/5, так как это позволит создавать поток, перекачиваемый среды который позволяет более эффективного очищать от скопившихся внутри корпуса АСПО;
  • максимальная деформация приходится на шибер. Таким образом, для уменьшения деформации можно изготавливать данные части арматуры из более прочных сплавов или изменять саму конструкцию задвижки;
  • для уменьшения напряжения в корпусе задвижки необходимо сгладить переход между поверхностями в местах концентраторов напряжений, то есть сделать переход более округлым, для более равномерного распределения напряжения, а также увеличить сечение или толщину стенок в местах соединения стенок корпуса.

Получение результаты позволяют сделать вывод о целесообразности дальнейших исследований в данном направлении с целью внедрения изменений в конструкции, что позволит существенно повысить ресурс запорной арматуры.

 

Список литературы:

  1. ГОСТ 9544-93. Арматура трубопроводная, запорная. Нормы герметичности затворов. [Электронный ресурс]. – Режим доступа. -  URL:http://docs.cntd.ru/document (дата обращения 15.04.2017 г.).
  2. ГОСТ 5762-74. Задвижки на условное давление Ру ≤ 25 МПа. Общие технические условия. [Электронный ресурс]. – Режим доступа. -  URL:http://docs.cntd.ru/document (дата обращения 15.04.2017 г.).
  3. Гуревич Д. Ф. Справочник по арматуре для газо- и нефтепроводов / Д. Ф. Гуревич, О. Н. Заринский, Ю. К. Кузьмин. - Л. : Недра, 1988. - 462 с.
  4. Каталог ОАО «Тяжпромарматура» : Трубопроводная арматура. [Электронный ресурс]. – Режим доступа. -  URL: http://portal.tpu.ru:7777/SHARED/n/NIKULCHIKOV/Teaching/Armatura/catalogue_armatura.pdf (дата обращения 24.01.2017 г.).
  5. Котелевский Ю.М., Мамонтов Г.В. и др. Современные конструкции трубопроводной арматуры для нефти и газа. Изд. 2-е и доп.,— М: Недра, 1976.— 496с.
  6. СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы. [Электронный ресурс]. – Режим доступа. -  URL:http://docs.cntd.ru/document (дата обращения 15.04.2017 г.).
  7. Требования к подрядным организациям в системе ОАО АК Транснефть: РД-03.120.10-КТН-038-07: утв. ОАО "АК "Транснефть" 01.03.07: ввод в действие с 01.03.07. – Челябинск: Центр безопасности труда, 2007 – 181 с.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 2 голоса
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом