Актуальность работы; С развитием нефтяной, газовой и химической отраслей промышленности возрастает протяженность коммуникаций для транспорта различных жидких и газообразных продуктов. Вследствие высокой химической агрессивности транспортируемых сред: сернистой нефти, нефтяного газа, пластовых минерализованных вод, газового конденсата, растворов солей, кислот, щелочей,- вызывающих интенсивную коррозию внутренней поверхности стальных трубопроводов, срок службы многих трубных систем на нефтегазопромыслах и химических предприятиях составляет от 2 месяцев до 2 лет. В результате нефтегазодобывающие и химические предприятия несут значительные затраты на ремонтные работы и ущерб от аварий.
Поэтому повышение коррозионной стойкости внутрипромысловых трубопроводов нефтяных и газовых месторождений и технологических трубопроводов химических производств является одной из важнейших проблем.
Цель работы: На основании исследований процесса сварки поверхностно-армированной термопластичной пленки, изучения свариваемости ее и эксплуатационных свойств соединений разработать технологию и оборудование для изготовления футерующих оболочек напорных труб из стеклопластиков,1 а также технологию и оборудование для монтажа трубопроводов из футерованных труб.
Методика выполнения исследований: В работе исследовались : процесс сварки и свариваемость поверхностно армированной стеклотканью полипропиленовой пленки (ilAll), конструкция соединений пленки и труб и их эксплуатационные свойства.
Процесс сварки ПАП изучался при двух выбранных в работе методах: непрерывной односторонней контактно-тепловой (КГ) сварке полозом и сварке газовым теплоносителем (ГГ). Тепловые процессы изучались путем осциллографирования термических циклов в раз -личных по толщине нахлесточного соединения ПАП точках.
Исследование свариваемости проводилось дифференцированным изучением влияния каждого из основных параметров режимов сварки на прочность при сдвиге растяжением и расслаивании соединений "пленка-пленка" и "пленка-ткань" нахлесточного соединения ПАП, которые имитировались соответствующими образцами.
Для определения оптимальных режимов сварки использовались методы математического планирования экстремальных экспериментов
Структура соединений изучалась методом оптической микроскопии.
Исследование эксплуатационных свойств соединений проводалос] с позиций их механической прочности и герметичности с учетом особенностей нагружения футерующей оболочки в композитной системе футерованной трубы. При этом изучались механические свойства при положительных и отрицательных температурах, долговечность соединений при работе в условиях релаксации напряжения при заданной степени деформации растяжения, газопроницаемость и влияние воздействия сред ( нефти и воды ).
/ Научная новизна: Впервые исследован процесс непрерывной сварки ПАП и установлена оптимальная конструкция соединения, изучено влияние параметров процесса сварки на температурное состояние свариваемого материала при внешнем одностороннем контактном нагреве и нагреве нахлесточного соединения газовым теплоносителем с внутренним подводом тепла.
Показано, что прочность соединения ПАП обусловливается не только температурой нагрева, но и приложенным давлением и, что соединение такого материала происходит только при температурах вязкотекучего состояния термопласта. При этом определяющими режимами сварки являются режимы, обеспечивающие получение максимальной прочности связи в соединении "пленка-ткань".
Установлено, что прочность нахлесточного соединения зависит от величины исходной межслоевой прочности ПАП.
Изучено влияние размеров нахлесточного соединения, термического воздействия процесса сварки, деформаций шва и околошовной зоны' на прочность сварного соединения ПАП.
Изучены эксплуатационные свойства соединений: механические свойства при положительных и отрицательных температурах, при воздействии сред, долговечность, проницаемость,- и обосновано применение сварной оболочки для футеровки труб. f Практическая ценность: Предложена конструкция герметичного и прочного соединения ПАП, конструкция сварной оболочки и монтажного соединения футерованных труб.
Разработана методика расчета температурного поля при одностороннем контактном нагреве нахлесточного соединения ПАП. 2
Разработана методика изучения свариваемости ПАП и определены оптимальные режимы сварки. Найдена эмпирическая зависимость, анавливанцая связь между прочностью сварного соединения при слвиге растяжением, прочностью при расслаивании ПАП и величиной нахлестки, которая может служить для инженерной оценки прочности соединения при сварке ПАП газовым теплоносителем. Показаны пути повышения прочности соединений при непрерывной КГ сварке и при
сварке ГГ.
Показано, что применение для футеровки труб сварной оболочки
из ПАП обеспечит трубопроводам высокую герметичность и длительную работоспособность при транспорте нефти и других агрессивных
сред.
Реализация работы:. Результаты исследований использованы при \ /
разработке технологии и оборудования для изготовления футерующих оболочек на стане непрерывной намотки стеклопластиковых труб, а также технологии и оборудования для соединения футерованных труб в стационарных и полевых условиях.
Технологи >< сварочное оборудование внедрены на Волоколам -оком заводе треста "Промстройматериалы" Мингазпрома СССР.
Опытные партии футерованных стеклопластиковых и асбоцементных труб внедрены на Воскресенском химкомбинате им.Б.В.Куйбышева.
Об"ем работы: Диссертация состоит из пяти глав и приложения и содержит 142 страницы текста, 60 рисунков и 24 таблицы. В списке использованной литературы приведено 107 источников.
СОДЕРЖАНИЕ РАЮТЫ
Увеличивающиеся темпы добычи нефти и газа, увеличение выпуска продукции химических производств обусловливают возрастание протяженности трубных коммуникаций для транспорта различных жидких и газообразных продуктов.
Наличие в нефти и газах ряда месторождений страны большого количества сероводорода и углекислого газа, низкомолекулярных органических кислот, пластовых минерализованных вод вызывает интенсивную коррозию стальных трубопроводов, что значительно сокращает срок их безаварийной эксплуатации и требует больших затрат на ремонт. По данным В.Л.Березина, Б.В.Амосова, Н.В.Бобриц-кого и А.С.Бахтиярова в результате интенсивной коррозии только на промыслах Староишимбайского месторождения в Башкирии ежегодно
Цена: 100руб.
