Experimental study of the reinforcement of damages steel pipe by composite bandage

• Autorzy: Kopey B. , Kopey V. , Rozgonjuk V. , Maksymuk O. , Scherbina N. , Nayda A.

Warianty tytułu

PL

Badania doświadczalne rur wzmacnianych przed uszkodzeniami za pomocą bandaży kompozytowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Metal pipes are mostly used in oil and gas industry. Fiber reinforced (plastic) pipes with high exploitation parameters were introduced recently in oil-gas pipelines manufacturing. During the exploitation process at particular technological load conditions the occurrence and merging of micro-cracks in the pipes may result their failures. In order to protect metal pipelines against negative factors (e.g., low corrosion stability) and improve their solidity parameters various methods are developed. The most effective one is covering of internal or external pipe surface with protective layer made of polymeric composite material (fiberglass). The proposed method of solidity and steel pipe reliability increase under the influence of internal pressure is studied. It requires covering of external pipe surface (in case it is damaged) with strengthening layer made out of composite bandage. This layer is formed out of textile composite by the special, and executes the function of steel pipe strengthening. Location and level of steel pipe damage is detected by an experimental method. The assessment of damage of metal pipe exploitation solidity is performed by calculation method with formulated mathematical model in case of strengthening layer application. The research goal is to define minimal thickness of strengthening layer at which damage steel pipe has the same exploitation parametrs as non-undamaged (monolith) one.

PL

Metalowe rury głównie używane są przez przemysł naftowy i gazowniczy. Rury wzmacniane włókniną (plastik) o wysokich parametrach eksploatacyjnych wprowadzono niedawno do wyrobu rurociągów. W trakcie prowadzenia prac wydobywczych, w określonych warunkach technologicznego obciążenia, pojawienie się mikropęknięć na rurach może spowodować poważne uszkodzenia. W celu zabezpieczenia metalowych rur przed ujemnymi wpływami, np. wysokim zagrożeniem korozją oraz by poprawić parametry odpowiedzialne za stabilność, opracowuje się specjalne metody. Najskuteczniejszą z nich wydaje się być okładanie wewnętrznych i zewnętrznych powierzchni rur polimerową-kompozytową warstwą ochronną (włókno szklane). Przebadano metodę zwiększenia trwałości i niezawodności rur stalowych w warunkach ciśnienia wewnętrznego. Polega ona na powleczeniu zewnętrznej powierzchni rur (w razie, gdy jest uszkodzona) wzmacniającą warstwą kompozytową. Warstwa ta jest uformowana na tekstylnym kompozycie i ma za zadanie wzmocnić rurę stalową. Położenie i stopień uszkodzenia rury stalowej ustalane są eksperymentalnie. Uszkodzenie rur stalowych w warunkach produkcyjnych szacowane jest na podstawie obliczeń i z zastosowaniem specjalnego modelu matematycznego. Celem badań jest ustalenie minimalnej grubości warstwy wzmacniającej, przy jakiej stalowa rura osiąga takie same parametry produkcyjne jak rura nieuszkodzona. W artykule przedstawiono metodę obliczeniową dla przypadku wzmocnienia rur stalowych warstwą wzmacniającą. Metoda obliczania parametrów stabilności dotyczy przypadku zastosowania warstwy wzmacniającej na rurach stalowych uszkodzonych pod wpływem ciśnienia wewnętrznego. Przebadano również wpływ parametrów sprężystości materiału kompozytowego, z którego wykonano powłokę, stopnia uszkodzenia rury oraz wartości naciągu taśmy na grubość warstwy wzmacniającej, rozkład grubości warstwy w dwuwarstwowej konstrukcji. Wymagana minimalna grubość warstwy wzmacniającej, sprawiającej że uszkodzona rura ma takie same parametry jak jej nieuszkodzony odpowiednik, obliczona jest z uwzględnieniem konkretnych parametrów technologicznych.

Słowa kluczowe

EN

pipes reinforced by composite bandage; pipes

PL

rury; rury wzmacniane włókniną

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Wiertnictwo, Nafta, Gaz
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 21/1
• Strony: 125--133
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kopey B.

• Petroleum Equipment Department of Ivano-Frankivsk, National Technical University of Oil and Gas, Ivano-Frankivsk, Ukraine

autor

Kopey V.

• Petroleum Equipment Department of Ivano-Frankivsk, National Technical University of Oil and Gas, Ivano-Frankivsk, Ukraine

autor

Rozgonjuk V.

• NAK "Naftogas Ukraine", Kyiv, Ukraine

autor

Maksymuk O.

• NASU Institute of Mechanics and Mathematics Problems, Lviv, Ukraine

autor

Scherbina N.

• NASU Institute of Mechanics and Mathematics Problems, Lviv, Ukraine

autor

Nayda A.

• OJSC "LUKOR", Kalush, Ukraine

Bibliografia

• [1] Anoshkin A.N., Tashkinov A.A., Larionov A.F., Pospelov A.B.: Biplastic pipes for industrial oil pipelines of high pressure. Mechanics of composite materials, vol. 36, No. 3, 2002, 407-418
• [2] Kopey B.V., Rozgonjuk V.V., Maksymuk O., Shcherbina N.V., Nayda A.M.: Strengthenings of steel pipe by composite bandage: model and calculation. Eastern European Journal of Enterprise Technologies, 5, 2003, 31-36
• [3] Pisarenko G.S., Kvitina O.L., Umanskiy E.S.: Material resistance. Pisarenko G.S. (Ed.), Kyiv, Vysha shkola 1993, 655