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.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The possibility of reinforcement of steel pipes with damage by the aid of covering them by composite-polymeric bandage on their surfaces is theoretically considered in the work. The experimental test of the theoretical positions for pipes without damages is given here and marked further ways of the reinforcement of the pipes by the method of their bandaging. Here there are considered means and methods of tensormetering of steel pipe line, determinations of beginning of destructive processes by the method of acoustic emission, as well as way of increasing of their toughness and reliability during the action of the internal pressure, which consists in fixing on external surface of the pipe consolidating layer-a composite-polymeric bandage. This composite-polymeric bandage is formed with the help of specially designed technology from textiles and epoxy. The purpose of the work is an experimental test of pipes reinforcement by polymeric-composite bandage using the method of acoustic emission. As a result of processing the experimental data were determined at presence of the polymeric-composite bandage, executed with pull of the winding 70-100H. The reduction of the maximum stress in pipe approximately of 10-12% was achieved. The method of solidity calculation in presence of composite bandage in steel pipes damaged by internal pressure is proposed. Also the influence of elasticity parameters of composite material out of which bandage is made, of pipe damage level and value of strip tension on strengthening layer thickness, of tensions dissemination along thickness of two-layer construction are studied. The required minimal thickness, of strengthening layer, which makes damaged pipe to have the same parameters as not damaged one, is calculated fir given design and technological parameters.
PL
W artykule omówiono możliwość wzmocnienia uszkodzonych rur stalowych za pomocą osłony kompozytowo-polimerowej. Przedstawiono badania teoretycznego położenia nieuszkodzonych rur i wskazano sposoby ich bandażowania. Rozważano zastosowanie metod tensometrycznych do badania rur stalowych. Do określenia początku procesu niszczenia wykorzystano metodę emisji akustycznej. Zaproponowano metodę obłożenia rur kompozytowo-polimerowym bandażem w celu zwiększenia ich trwałości i niezawodności w warunkach wewnętrznego ciśnienia. Powłoka kompozytowo-polimerowa wykonana jest specjalną technologią z materiałów tekstylnych i epoksydowych. Przedmiotem pracy jest zbadanie wzmocnienia rur za pomocą opaski kompozytowo-polimerowej z wykorzystaniem metody emisji akustycznej. W wyniku badań uzyskano dane dla rur z opaską kompozytowo-polimerową, dla 70-100H. Uzyskano około 10-12% zmniejszenia naprężeń w rurach.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.