Содержание к диссертации
Введение
Раздел 1. Состояние промысловых трубопроводов в условиях Западной Сибири 8
1.1. Анализ способов сбора нефтей Западной Сибири 8
1.2. Оценка долговечности и работоспособности трубопроводов ... 13
1.3. Анализ причин возникновения отказов промысловых трубопроводов 16
Раздел 2. Анализ методов оценки напряженно -дефомированного состояния трубопровода в месте дефекта 24
2.1. Систематизация повреждений и их влияние на прочность трубопровода 24
2.2. Влияние геометрической формы поверхностных дефектов на прочность трубопровода 26
2.3. Анализ экспериментальных и натурных исследований дефектов промысловых трубопроводов 45
Раздел 3. Разработка методик расчета прочности и надежности промысловых трубопроводов 57
3.1. Разработка методики расчета прочности промысловых трубопроводов с защитными конструкциями 57
3.2. Метод расчёта усиливающих ремонтных устройств трубопроводов 66
3.3. Разработка методики расчета трубопроводов при наличии защитных конструкций 79
3.4. Расчётная оценка напряжений в окрестности дефектов при установке защитных конструкций 911
Раздел 4. Оценка применения выборочного ремонта промысловых трубопроводов 966
4.1. Методика определения вероятности безотказной работы трубопровода после выборочного ремонта 96
4.2. Выбор стратегии обслуживания и восстановления трубопровода 100
Список литературы 109
- Оценка долговечности и работоспособности трубопроводов
- Анализ причин возникновения отказов промысловых трубопроводов
- Влияние геометрической формы поверхностных дефектов на прочность трубопровода
- Метод расчёта усиливающих ремонтных устройств трубопроводов
Введение к работе
Актуальность темы. Надёжность эксплуатации промысловых систем зависит от сочетания большого количества объективных и субъективных причин и в первую очередь определяется состоянием участков, обладающих четко выраженной тенденцией к ухудшению в силу многих факторов. Наиболее значимые из них: высокий уровень напряжений в стенках нефтепровода, деградация механических свойств металла труб; наличие дефектов; отрицательное воздействие природно-климатических факторов и т.д.
Металл труб практически постоянно работает в условиях двухосного напряжённого состояния, когда обе компоненты напряжений растягивающие, причём кольцевая составляющая достигает (0,5-0,72) от предела текучести, это обстоятельство в сочетании с постоянным воздействием окружающей грунтовой среды приводит к развитию коррозионного повреждения стенки трубы.
Статистический анализ причин разрушений говорит о совершенствовании мер противокоррозионной защиты, что приводит к снижению доли кор-розионно-эрозионных дефектов примерно в два раза, однако почти во столько же раз увеличивается доля повреждений, вызванная конструкционными и монтажными причинами.
Необходимо отметить, что к имеющимся дефектам и микротрещинам в процессе эксплуатации добавляются новые дефекты. Промысловые нефтепроводы пересекают болота, заболоченные местности, участки с зонами вечной мерзлоты и, как правило, при недостаточной балластировке происходят всплытия или просадка отдельных участков, вызывающая появление вмятин и гофр. В зонах вечной мерзлоты случаются выходы камней на поверхность и в таких местах препятствующий этому нефтепровод, получает вмятину. Изменение проектного положения нефтепровода, приводит к появлению дополнительных напряжений, инициирующих возникновение трещиноподоб-ных дефектов в стенках труб, в сварных швах и развитию уже имевшихся дефектов. Микротрещины в условиях переменных напряжений имеют тен-
5 денцию приводить к их слиянию и последующему разрушению трубопровода.
Промышленные регионы нуждаются в непрерывной поставке энергетического сырья, что диктует разработку комплекса мероприятий для обеспечения эксплуатационной надёжности трубопроводов.
В этом случае большую роль должны играть конструктивно-технологические методы устранения ослабляющего влияния геометрических нарушений формы и дефектов стенок трубы на прочность и долговечность. Такими элементами являются все виды муфт. В последние годы для увеличения прочности участков трубопровода с повреждениями и дефектами используются защитные усиливающие конструкции на основе безвырезной технологии ремонта. Широкому и повсеместному применению безвырезной технологии препятствует: низкая эффективность муфт; недостаточная проработка оценки прочности муфт; отсутствие новых неметаллических материалов для использования их в качестве защитных конструкций.
Для внедрения конструкции по восстановлению несущей способности участков трубопроводов с повреждениями, необходимо совершенствовать и разрабатывать методику расчета остаточной прочности трубопровода, имеющего нарушения геометрии и единичные дефекты, а также методику оценки снижения прочностных свойств материала при эксплуатации.
Состояние изученности вопросов темы. Общие вопросы применения вероятностных методов к анализу надёжности ресурса строительных конструкций и сооружений получили развитие на основе трудов В.В. Болотина, А.Р.Ржаницына, Г.Аугусти, А.Баратти, Ф.Кашиати.
Проблемы расчёта оболочек с геометрическими нарушениями рассмотрены в работах Х.М. Муштари, А.П. Гайдученко, А.Ф. Деменкова, B.C. Гудрамовича.
Развитие науки о механике разрушения, в частности, в работах отечественных учёных В.В. Болотина, Н.А. Махутова, Г.П. Черепанова, В.З. Пар-тона послужило основой для исследований поведения оболочек, в том числе
цилиндрических, с дефектами стенок, что отразилось в большом количестве работ, основополагающими из которых являются работы Секлера Е.Е., Виль-ямса М.Л., Фолиаса Е.С., Копли Л.Г., Сандерса Ж.Л., Дункана М.Е., а из отечественных работ В.В. Панасюка, М.П. Саврука, А.П. Дацышина, И.В. Оры-няка и др.
Цель и задачи исследований. Разработать конструкции муфт промысловых трубопроводов для выборочного ремонта неравномерно распределенных локальных дефектов.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
Проанализировать причины отказов промысловых трубопроводов, учитывая концентрацию дефектов и возможные методы их ремонта;
Провести оценку напряженно-деформированного состояния промыслового трубопровода с точки зрения характеристик дефектов, возникающих на локальных участках;
Проанализировать и оценить взаимодействие различных ремонтных конструкций с поврежденным трубопроводом;
Оценить влияние выборочных методов ремонта на безотказную работу трубопровода.
Методика исследования. Поставленные задачи решались путем проведения теоретических исследований
Теоретические исследования базируются на теории осесимметричных цилиндрических оболочек.
Научная новизна. На основании выполненных исследований получены следующие результаты:
разработана методика оценки напряженно-деформированного состояния локального участка промыслового трубопровода с учетом характеристик дефектов;
разработана методика, прочностного расчета системы «труба-дефект-муфта»;
7 - разработана математическая модель расчета вероятности безотказной работы промыслового трубопровода после проведения выборочного ремонта. Практическая ценность. Практическая ценность диссертации заключается в разработке методологии проектирования ремонтных конструкций. Это являются основанием для реализации мероприятий по восстановлению несущей способности дефектных участков промысловых трубопроводов.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы были представлены на научно - техническом семинаре ТюмГНГУ (Тюмень, 2003г.), расширенном заседании кафедры «СиРНГО» в 2005г. По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, заключения и списка литературы. Общий объём диссертации 120 страниц, в том числе 5 таблиц, 8 рисунков и библиография из 129 наименований.
Оценка долговечности и работоспособности трубопроводов
В нормативно-технической и конструкторской документации определены такие понятия, как надежность, долговечность и работоспособность, на основе которых можно оценивать работу промысловых трубопроводов и классифицировать причины их отказов.
Надежность - одно из свойств качества продукции. Это свойство изделий проявляется в процессе использования изделий по назначению и рассматривается нередко, как свойство изделия сохранять качество (значения основных эксплуатационных и потребительных характеристик) во времени.
Под надежностью, согласно [30], понимают «свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования». Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий эксплуатации может включать свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Классификация основных понятий в области надежности представлена в таблице 1.2., согласно [22].
В зависимости от вида изделия его надежность может включать только часть составных свойств надежности. Так, например, если изделие не подлежит ремонту, то для таких изделий в свойство надежности не включаются долговечность и ремонтопригодность, для них важно только свойство безот казности, а подлежащих длительному хранению - еще и свойство сохраняемости.
Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Наработка - это временное понятие, служащее для количественной оценки надежности объекта. Она может измеряться в часах, числах циклов нагружения, километрах пробега и других величинах, определяемых специфическими особенностями изделия.
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное стояние изделия до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Ремонтопригодность свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению предотказных состояний, отка зов и повреждений, поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.
Сохраняемость - свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и транспортирования.
С позиций надежности различают следующие состояния объекта: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное, предельное. Исправным называется такое состояние объекта, при котором он соответствует всем требования нормативно-технической и конструкторской документации. Если имеет место несоответствие хотя бы одному из требований, то такое состояние называется неисправным.
Признаком неисправного состояния является наличие или появление технического дефект или повреждения при эксплуатации. Работоспособным называется такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, соответствующие требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. Если изделие перешло в состояние, при котором оно не способно исполнять заданные функции, то такое состояние называется неработоспособным. Переход объекта из работоспособного в неработоспособное состояние происходит при наступлении события, называемого отказом. Классификация отказов представлена в таблице 1.3.
По характеру утраты работоспособности отказы могут быть внезапными и постепенными. При этом внезапность отказа при эксплуатации аппарата ввиду скрытности процесса разрушения еще не означает, что такой отказ может быть квалифицирован как внезапный.
Спецификой внезапного отказа является независимость момента его наступления от длительности предыдущей работы элемента. К внезапным отказам можно отнести потерю устойчивости, хрупкое разрушение и другие случаи потери работоспособности. К постепенным отказам относятся большинство отказов элементов машин и аппаратов. Они связаны с процессами износа, общей коррозии, усталости и ползучести материалов.
Анализ причин возникновения отказов промысловых трубопроводов
На основании рассмотренной классификации можно проанализировать причины отказов на промысловых трубопроводах.
Разрушение нефтегазопромысловых трубопроводов обусловлено недостаточной несущей способностью конструкции труб и их соединений. Причины разрушений связаны с такими факторами, как: - заводские дефекты труб - металлургические дефекты (слоистость стенок труб, закаты, неметаллические включения, плены); использо вание сталей с нерасчетными характеристиками прочности, пластичности, вязкости; - отклонение геометрических параметров; - дефекты заводских сварных швов и соединений, выполненных в базовых и трассовых условиях (непровары, смещение кромок, шлаковые включения, ослабления околошовных зон основного металла, трещины); - механические повреждения труб при транспортировке, строительстве и эксплуатации - вмятины, царапины, задиры, приварка «заплат», различного рода крепежных элементов, утонение концевых участков труб при перетаскивании их волоком, сквозные повреждения, гофры; - перенапряжение труб, обусловленное нарушениями требований проекта и ошибками проектных решений: дополнительное к проектному искривление трубопровода в вертикальной и горизонтальной плоскостях вплоть до образования гофр; принятие в проектах недостаточно обоснованных конструкций; недоучет продольных напряжений в трубопроводах и продольных перемещений и т.п. - перенапряжение труб в результате действия неучтенных наползающих грунтов при укладке труб в тело оползней, размыв подводных трубопроводов, колебание размытых участков под воздействием потока и т.п.; - коррозия труб, приводящая к образованию различных выемок, каверн, свищей в стенке трубы, к уменьшению ее толщины; - другие причины.
Анализ работоспособности промысловых трубопроводов показал, что разрушения в результате коррозионного воздействия сред составляют в среднем 30% от общего числа разрушений. С увеличением времени эксплуатации число коррозионных разрушений, как правило, возрастает. Наряду с разру шениями, связанными с воздействием коррозионных сред, происходят раз рушения из-за наличия дефектов металла и сварных соединений, а также вследствие нерациональной технологии сборки, сварки и монтажа, і Естественно, такое разделение разрушений условно, так как каждое их них могло инициироваться сочетанием различных факторов.
Задача установления причин различной коррозионной повреждаемости труб очень сложная. Трубопроводы одинакового сортамента и диаметра с идентичной микроструктурой и химическим составом в одинаковых условиях эксплуатации значительно отличаются сроком безаварийной службы: одни работают без повреждений весь проектный срок, другие разрушаются в результате сквозных коррозионных повреждений через несколько месяцев.
Одним из факторов, определяющих аномально высокую скорость коррозии, является присутствие в стали особого типа неметаллических включений, которые условно называются коррозионноактивными неметаллическими включениями (КАНВ). Обнаруженные включения не идентифицированы как общеизвестные сульфиды, оксиды, силикаты и др., выявляемые методами, предусмотренными нормативно-технической документацией для трубных сталей, основанными на балльной оценке неметаллических включений на нетравленом шлифе в оптических полях микроскопа при регламентируемых увеличениях. Это связано с тем, что большая часть таких включений имеет малые размеры - не более 1-2 мкм. Опасными являются только вклю чения, образующиеся при определенном соотношении входящих в них элементов - кальция, алюминия, серы, марганца и т.д. Рабочая гипотеза предполагает, что КАНВ являются источником атомарного кислорода, определяющего скорость катодных реакций на поверхности металла.
Ранее эти включения не принимались во внимание из-за незначительности своих размеров, не оказывающих значимого влияния на требуемый комплекс эксплуатационных свойств стали (ударная вязкость, пластичность и т.п.), и поэтому их нормирование не предусмотрено давно сформированной технической документацией. Их количество, как установлено, никак не коррелирует с содержанием других включений, которые стандартно оцениваются при производстве стального проката. Сталь может быть очень чистая по обычным включениям, но корродирует с очень большой скоростью из-за присутствия КАНВ. И, наоборот, в стали могут присутствовать обычные включения вплоть до 4 баллов (оксиды, силикаты), но КАНВ при этом может не быть, и тогда трубы служат долго. Из этого следует, что КАНВ в значительной степени определяют стойкость стали против локальной, при чем, как. установлено специалистами НИФХИ им. Л.Я. Карпова, эта зависимость имеет место не только в системах промыслового транспорта, но и в теплосетях.
В настоящее время известны, пять типов КАНВ, которые оказывают влияние на коррозионную стойкость. Они имеют различный химический состав, разную природу, а также разную степень и механизм влияния на коррозионную стойкость.
Освоенные на предприятиях ОАО «Северсталь» и ОАО «Волжский трубный завод» современные технологии выплавки и внепечной обработки позволяют получить стали чистые по КАНВ.
На нефтяных месторождениях трубопроводы подвергаются коррозии с внутренней стороны в результате контакта с нефтью, содержащей углекислый газ, сероводород, и пластовой водой, в составе которой имеется значительное количество растворенных солей, увеличивающих электропроводность среды и способствующих протеканию коррозии.
Влияние геометрической формы поверхностных дефектов на прочность трубопровода
Определение величины НДС для локальных нетрещиноподобных очагов возможных аварий, к каким относятся геометрические нарушения формы, представляет собой сложную задачу и зависит от соотношений размеров и типа нарушений формы.
Самый простой вид геометрического нарушения - равномерное утонение, охватывающее трубу в окружном направлении по всему периметру на участке длиной L, которое вызывается коррозионным поражением или эрозионным износом [71]. Вводится показатель утонения v = hjh, здесь h\, h -толщина стенок трубы на повреждённом и неповреждённом участках. В этом случае напряжённое состояние для участка с таким геометрическим нарушением определяется, как для осесимметрично напряжённой цилиндрической оболочки толщиной h\ и сводилось к дифференциальному уравнению характерному для балки на упругом основании, которое решается функциями Крылова. При этом коэффициент снижения прочности за счёт очагов возможных аварий определяется как отношение: Y = P?/PP, (2.1) где Рр - разрушающее давление с очагом возможной аварии; Рр - разрушающее давление при отсутствии геометрических нарушений и повреждений. Для коэффициента снижения прочности при равномерном утонении получится: = {\-{\-v)K,{l)l[Kl{l) + 4Kl{l) + 2vx \ I где K0(l),Kx (l),K2(l),K3(l) - функции Крылова; / = 0,5AL - безразмерный параметр; Я = [3(1 - /л2 )/(//2,)2 J - параметр оболочки; ju - коэффициент Пуассона для материала; г - радиус срединной поверхности оболочки.
Еще одним типом геометрического нарушения формы является плавное отклонение контура поперечного сечения от номинального кругового, происходящее по целому ряду причин (технологический брак, несоблюдение правил транспортировки, строительства, эксплуатации), называемое овализацией трубопроводов, представляющее собой ещё одну разновидность из группы компактных геометрических несовершенств [80]. При определении параметров НДС овальной трубы используется решение Папковича для гибкого кольца с начальным прогибом, задаваемое функцией: W( p) = Scos2(p, (2.3) где 8 - изменение радиусов трубы вдоль полуосей поперечного сечения; (р - угловая координата, отсчитываемая от горизонтальной (большей) полуоси. Для коэффициента изменения напряжений в овальной трубе, по сравнению с круговой, получается выражение: с 1-« (2.4) cos 2ср К = иР(\-М2)(Р) 2Е U/ где Е, // - модуль Юнга и коэффициент Пуассона материала оболочки; D, h - диаметр и толщина стенки трубы. Для трубы Dx h = 1220x13,9 с овальностью 5 = 1 мм, коэффициент К= 1,33, т.е. максимальные кольцевые напряжения за счёт овализации возрастают на 33%. Для случая оболочек с малой эллипсностью, что характерно для овальных трубопроводов, коэффициент изменения для максимальных кольцевых напряжений можно представить в виде [61]: D(. b2 ( = 1 + 1,57 - \ 9/f, (2.5) 2h V a J b где D, h - диаметр и толщина стенки трубопровода; a, b - большая и малая полуоси эллиптического сечения.
Коэффициент изменения напряжений по данной формуле для трубы Dx h = 1220x13,9 с овальностью 5 = 1 мм, равен К= 1,755.
Отклонение формы поперечного сечения от номинального кругового может быть неплавным, обладающим сильной изменчивостью, и происходить на некоторой части контура сечения. Влияние таких отклонений формы поперечного сечения на напряженное состояние труб, подразумевает описания срединной поверхности трубы как [94]: г = г0 + Ф( р), (2.6) где го - радиус срединной поверхности бездефектной части ненагру-женной трубы; Ф( р) - функция начальных отклонений формы сечения от круговой. Функцию отклонений можно разложить в ряд Фурье Ф( р) = X (Ai„ cos п р + А2п sin п р), (2.7) я=2 где разложение выполнено, начиная с я=2, поскольку п=\ относится к случаю смещения сечения как абсолютно жёсткого. В этом случае функция начальных радиальных отклонений примет вид: о W = Д0 + E( i„cosw# + A2„sin« ) (2.8) я=2
Используя условие нерастяжимости в окружном направлении и условие периодичности функции окружных перемещений V, получено выражение:
Таким образом, по функциям начальных отклонений формы Ф((р) определяются всё параметры напряжённо-деформированного состояния трубо 29 провода. При воздействии внутреннего давления форма её поперечного сечения трубопровода меняется и для функций полных отклонений срединной поверхности от круговой имеем: W =W0+ Z(Wlncosn p + W2n siring)); (2.10)
Нередко встречается разновидность из группы компактных геометрических несовершенств - локальные нарушения геометрии, возникающие в результате механического воздействия, или коррозионного и эрозионного износа в виде утонения стенки или её отклонения от круговой формы на некоторой длине участка [81].
Метод расчёта усиливающих ремонтных устройств трубопроводов
Известно, что для ремонта трубопроводов с большими поверхностными повреждениями или разбросанными дефектами применялись всевозможные хомуты и зажимы, чаще всего представляющие собой систему из двух сегментов, стягиваемых болтами (рис. 3.1а). В настоящее время разработка хомутных устройств и подбор конструктивных параметров нередко выполняется на основе соотношений, учитывающих не все существенные факторы. Ремонт трубопроводов в промысловых условиях с применением муфтовых устройств предъявляет повышенные требования к их прочности и долговечности при минимальной массе таких конструкций, чтобы максимально облегчить их монтаж. Удовлетворить противоречивые требования можно, опираясь на обоснованные расчётные методы и практическую отработку создаваемых конструкций. Основной полезной характеристикой хомутного устройства является величина сжимающего давления в месте установки хомута. Предлагаем методику определения контактного давления для разъёмных муфт, состоящих из двух сегментов, стягиваемых болтами, с учётом сил трения.
Схема действующих нагрузок на один сегмент представлена на рисунке 3.1. б. В качестве расчётной схемы для сегмента в силу двойной симметрии конструкции выбираем стержень кругового очертания с углом раствора а = 7г/2 (рис. 3.1 в).
В качестве исходных условий принимаем: - контактное давление между поверхностью трубы и хомутом распределённое; - силы трения пропорциональные величине контактного давления и коэффициенту трения, распределены равномерно по поверхности контакта.
Процесс деформирования системы при затяжке болтами происходит в два этапа. Первое - под действием момента и растягивающей силы происходит удлинение на величину А{ и поворот нижнего сечения стержня на угол в . Этап заканчивается в тот момент, когда сегменты хомута коснутся друг друга в точке К (рис. 3.1.в). Второе - деформирование - происходит под действием одной силы Р = РБ(1-а/Ь). Линейные смещения в перпендикулярных направлениях и угол поворота нижнего сечения стержня будут определяться: W = WM+WP + Wq + Wt; V = VN+VM+VP + Vq + Vt; (3.7) 0 = 0M+0P+0q+0t, где VN = 0,5л: qR2 /EF - удлинение стержня кругового очертания от продольной силы; EF - жёсткость сегмента; WM, УМ, 0М , Wp, VP, вг, Wq, Vq, 6q, Wt, Vt, 6t - смещения горизонтальное, вертикальное и угол поворота нижнего сечения от изгибающего момента, усилия затяжки, контактного давления и сил трения, соответственно; q = pk-l - поверхностная нагрузка на единице длины хомута; рк - контактное давление на поверхности взаимодействия хомута с трубой; / - длина хомута.
При определении величины контактного давления принимали условие равенства нулю горизонтального смещения нижнего сечения [76]. W = R2[-Pa-0,5PR + 0,5qR2 + fqR2{\-x /4)]/ EI = 0; (3.8) отсюда q R A Pk F7T (3 9) где EI - изгибная жёсткость полотна сегмента; Л = 1 + 2/-0,5/л-; (ЗЛО) /- коэффициент трения. По аналогии для вертикального смещения и угла поворота получим: V = R2 {р[а (0,5л- - l)/R + 0,75л- - 2] - qR[0,75x - 2 + /(о,5 - 0,5л" + я2/%) -0,57Tl/FR2]}/EI; (ЗИ) в = R2{-P[0,5m/R + 0,5;r-l]+qR[0,57T-\ + /(о,\25тг2 -\) }/Е1
Здесь Р - усилие от затяжки болтов, q - контактное давление, t - силы трения, отрезок А составляет половину зазора между плоскостями контакта стягиваемых сегментов.
Эти перемещения по окончанию первого этапа определены зависимостью: \=А-вЬ. (3.12) Подстановка перемещений в соотношение (3.12) приводит к уравнению с одним неизвестным, при этом величина усилия затяжки Рі для момента касания в точке К верхнего и нижнего сегментов хомута определилась: Рх = AIER-3 {(0,5л- - 1)(а -b)/R-2 + 0,75л; - 0,5лаЬ IR2 - (1 + 2а / R) х х[0,75тг-2-Ь(0,5л-\)/ R + /(0,5-0,5я + я2 /8) + М1-л2 /S)/ R-0,5TTI / FR2 / А]} 1 (3 13)
Ha втором этапе деформирование происходит под действием силы Р = РБ{\-а1Ь) и её величина, исключающая зазор между сегментами, будет определяться по соотношению А2 = А - Aj. Вертикальное смещение на этом этапе по ранее записанным для него соотношением, но без учёта компоненты VM = PaR (0,5л" -1) / EI, т.к. изгибающий момент при V А,, равен нулю А2=Л3{р2( -д)(0,75л--2)/ - 2/г[0,75л--2 + /(0,5-0,5л- + л-2/8) -0,5л-/// 2]}/я/; (ЗЛ4) где д2 = (/ , + Р2 ){Ь - а)(\ + 2а I К)(Ъ Л)-1. При нулевом зазоре усилие затяжки в болтовых соединениях определится: Рг = Рх + Р2, где Р2 = [(А - А, )Е1ЪА{Ь - а) х /Г3 + Pl В] [А(0,75я - 2) + В] 1; В = (1 + 2а/R) [0,75л- - 2 + /(0,5 - 0,5л- + п 2/S) - 0,5TTI/FR2] . Это решение является приближенным, т.к. не учитывает изменяющейся деформативной способности хомутного устройства по длине и неравномерности внутренних силовых факторов в сечениях сегмента. Определили влияние неравномерности внутренних силовых факторов на основе расчётной схемы (рис. 3.1.в).
