Механическое поведение подземного газопровода из полиэтилена ПЭ80 при воздействии мерзлотных процессов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

Введение.

Глава 1. ПОЛИЭТИЛЕНОВЫЕ ГАЗОПРОВОДЫ (ОБЗОР).

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Полиэтиленовые материалы для производства труб.

1.2. Сравнительный анализ полиэтиленового газопровода.

1.3. Основные геокриологические факторы воздействия грунта на подземный газопровод.

1.4. Основы подходов и направлений работы.

1.5. Актуальность темы.

1.6. Объекты исследований.

1.7. Цель и задачи исследований.

Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И

СТЕНДЫ.

2.1. Методы определения физико-механических свойств материала

ПЭ труб.

2.1.1. Линейная дилатометрия.

2.1.2. Испытания на растяжение образцов-лопаток.

2.1.3. Определение гибкости.

2.1.4. Ударные испытания.

2.1.5. Температура хрупкости.

2.1.6. Одноосное растяжение трубчатых образцов.

2.1.7. Двухосное растяжение трубчатых образцов.

2.1.8. Испытания труб на внутреннее давление.

2.2. Разработка технических средств для испытаний труб.

2.2.1. Установка двухосная низких давлений (УДОНД).

2.2.2. Установка для создания внутреннего давления в трубчатых образцах (УВД-40).

2.2.3. Стенды для измерения осевых перемещений и усилий в трубе при температурных перепадах.

2.3. Измерительный комплекс для мониторинга полиэтиленового газопровода подземного заложения.

2.3.1. Разработка зондов для комплексного исследования перемещений газопровода.

2.3.2. Конструкция репера.

2.3.3. Разработка аппаратуры для автоматизированной регистрации температур.

2.3.4. Методика проведения измерительных работ.

2.4. Статистическая обработка данных.

Выводы к главе 2.

Глава 3 УПРУГО-ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ПЭ80 ПРИ

КЛИМАТИЧЕСКИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ.

3.1. Испытания образцов - лопаток.

3.2. Испытания трубчатых образцов.

3.3. Ударные испытания.

3.4. Температура хрупкости.

3.5. Испытания трубчатых образцов на внутреннее давление.

3.6. Осевые температурные деформации и напряжения в полиэтиленовых трубах.

3.6.1. Осевые температурные деформации.

3.6.2. Осевые температурные напряжения.

Цр 3.7. Натурные испытания труб на консольный изгиб.

3.8. Сварные соединения труб.

Выводы к главе 3.

Глава 4. МОНИТОРИНГ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОГО

ГАЗОПРОВОДА.

4.1. Основные геокриологические факторы воздействия грунта на подземный газопровод.

4.2. Результаты исследований опытно-промышленного полиэтиленового газопровода.

4.2.1. Характеристики грунтов в местах контрольных точек.

4.2.2. Измерения температур.

4.2.3. Вертикальные перемещения.

4.2.4. Осевые перемещения.

4.3. Критический радиус изгиба трубопровода при снижении температуры.

4.4. Оценка запаса прочности при снижении глубины заложения газопровода.

Выводы к главе 4.

К настоящему времени в России сложились экономические предпосылки для осуществления планов формирования в районах Восточной Сибири и Дальнего Востока нового центра газовой промышленности и Единой системы газоснабжения. Основу сырьевой базы для этого составляют, прежде всего, углеводородные месторождения в Иркутской и Сахалинской областях, Республике Саха (Якутия), Красноярском крае и Эвенкийском автономном округе. Эти регионы характеризуются низкими климатическими температурами и наличием многолетнемерзлых грунтов. В Республике Саха (Якутия) приняты две программы: «Государственная программа развития нефтяной и газовой промышленности РС(Я) до 2002 года и основные направления до 2005 г.» и «Газификация населенных пунктов РС(Я) в 2002-2006 г.г. и основные направления газификации до 2010 г.» [76]. Основные задачи программ - обустройство и освоение газоконденсатных месторождений РС(Я), газификация сельских районов.

Реализация программ позволит повысить уровень жизни населения, создаст благоприятную экологическую обстановку, увеличит производство товаров народного потребления. За период с 1992 по 2001 г.г. в РС(Я) газифицировано 37 населенных пунктов в пяти районах. Введено газопроводов-отводов 37,1 км, межпоселковых и внутрипоселковых газовых сетей 479,8 км. Отметим, что в 2003 году осуществлен подводный переход газопровода через реку Лена в заречные районы республики - самый протяженный переход в мире в условиях многолетней мерзлоты. Это также приведет к интенсификации строительства подземных межпоселковых газопроводов среднего и низкого давления.

Для осуществления этих программ необходимо применение не только стальных труб, но и полиэтиленовых [105]. Последние позволяют снизить стоимость строительно-монтажных работ и увеличить срок эксплуатации подземных газопроводов, т.к. их расчетная долговечность более 50 лет. Кроме того, комплекс конструкционно-монтажных преимуществ, таких как гибкость, малый удельный вес, простота технологии сварки позволяет значительно сократить сроки строительства, что немаловажно в условиях короткого лета Севера.

С экономической точки зрения использование полиэтиленовых труб в газораспределительных сетях среднего и малого давления является выгодным благодаря малой себестоимости по сравнению с металлическими трубами [200,201] и высокой технологичности [44,45,47]. Хороший пример применения данных труб в России - Западная Сибирь [97,98,119,129].

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны установки и методики для комплексного испытания трубчатых образцов, имитирующие условия эксплуатации трубопровода в лабораторных условиях.

2. В исследованном полиэтилене при понижении температуры до — 60 °С повышаются упруго-прочностные характеристики, и вместе с тем, сохраняются вязкопластические свойства.

3. Показано, что эксплуатационные давления до 0,6 МПа не влияют на прочность осевого растяжения трубопровода.

4. Испытания труб падающим грузом показали безопасность транспортировки изделий до температуры -50°С. Установлен диапазон вероятного низкотемпературного квазихрупкого разрушения {-68 °.-62 °С}.

5. Установлено, что для труб нагруженности до 1,1 МПа рост осевых температурных напряжений ограничен диапазоном снижения температур; для труб нагруженности свыше 1,1 МПа, рост температурных напряжений ограничен реологическими свойствами самого материала при данной температуре. Максимальные температурные напряжения в осевом направлении трубы при перепаде температур от 20° до -20° в 10 раз ниже предела прочности ПЭ80.

6. Результаты испытаний труб ПЭ80 внутренним давлением до разрушения показывают, что при низких температурах способность затормаживания линейного роста трещины сохраняется, что вызвано структурной особенностью материала.

7. При воздействии внутреннего давления разрушение в трубах со сварными соединениями происходит в произвольной области, т.е. не локализовано в зоне сварных стыковых соединений.

8. Анализ исследований показал, что при выполнении нормированного запаса прочности 2,8 можно снизить глубину заложения газопровода из ПЭ80 до 0,8 м.

9. Мониторинг опытно-промышленного газопровода показал, что он не подвергается высоким нагрузкам, следовательно, можно утверждать с большим запасом прочности, что газопровод из ПЭ80 устойчив к воздействиям мерзлотных процессов.

1. Brown N., Lu X.C. The dependence of rapid crack propagation in polyethylene pipes on the plane streess fracture energy of the resin. Polymer engineering and science, 2001, Vol.41, №7, P.l 140-1145.

2. Guan Z.W., Boot J.C. Creep analysis of polymeric pipes under internal pressure. Polymer engineering and science, 2001, Vol.41, №6, P.955-961.

3. Hamouda H.B.H., Simaos-betbeder M., Grillon F., Blouet P., Billon N., Piques R. Creep damage mechanisms in polyethylene gas pipes. Polymer, 2001, Vol.42, №12, P.5425-5437.

4. Massa F., Piques R., Laurent A. Rapid crack propagation in polyethylene pipes: combined effect of strain rate and temperature on fracture toughness. Journal materials science, 1997, Vol.32, №24, P.6583-6587.

5. Perez J. Исследование полимерных материалов методом механической спектроскопии// Высокомолекулярные соединения, Серия Б, 1998, том40,№1,С.102.135.

6. Staube E., Ctebler H., Miller W. et al. Zeitstandfestigkeit und Alterung von Rohren ous HDPE. Kunststofe. 1985, 75, №7.

7. Shah A., Stepanov E.V., Capaccio G., Hilther A., Baer E. Stepwise fatigue crack propagation in polyethylene resins of different molecular structure. Journal polymer science В polymer physics, 1998, Vol.36, №13, P.2355-2369.

8. Symposium on New Materials and Technolodies, Beijing, China, October 2001. -P.381.

9. Struchkov A.S., Fedorov Yu.Yu. Deformability of PE80 polyethylene pipes at low temperatures// International Polymer Science and Technology, 2003, vol. 30, N1.

10. Struchkov A.S., Fedorov Yu.Yu. Solidity limit of wound glass fibre reinforced plastics at low temperatures// International Polymer Science and Technology, 2001, vol. 28, N8.

11. Struchkov A.S., Gerasimov A.A. Estimation of glass-reinforced plastic products for use in elements of automotive body at subzero temperatures// Ninth International Conference Mechanics of Composite Materials -Riga, Latvia, October 17-20, 1995 .-P.203.

12. Struchkov A.S., Latyshev V.G. Properties of Glass-Reinforced Plastics at Natural Low Temperatures / Proceedings of Int. Conf. "Mechanics of Composite Materials 2002".-Riga, Latvia. 2002.-P.197.

13. Struchkov A.S., Semyonov V.A. Peculiarites of byplastic pipes production for pipeline systems// The 5th International Conference on Northeast Asian Natural Gas Pipeline, 1999, Yakutsk, -P.443-448.

14. Адрианова O.A., Виноградов A.B., Попов C.H., Черский И.Н. Антифрикционные материалы низкотемпературного назначения // Международная Инженерная энциклопедия /Практическая трибология. Мировой опыт.-М.: Наука и техника, 1994. -Т.1 .-С.113-118.

15. Александров А.П., Лазуркин Ю.С. Изучение полимеров. 1. Высокоэластическая деформация полимеров // Журнал технической физики. -1939.-т.9.-№ 14.-С.1249.1261.

16. Альперн В.Д., Яловецкий А.В. Новые полиэтиленовые композиции расширяют область эксплуатации полимерных газовых труб// Полимергаз,№2,2002, С.40.43.

17. Арабай А.Б., Антонов В.Г., Рябец Ю.С., Козодоев JI.B. К вопросу определения коэффициента запаса прочности для нефтегазопроводных многослойных армированных полиэтиленовых труб (МАПЭТ) // Полимергаз,-2002,-№2.-С.32.33.

18. Бабенко Ф.И., Коваленко Н.А., Кузьмин С.А., Митин А.А. Эксплуатационная надежность сварных соединений полиэтиленовых трубопроводов. /Труды международной конференции «Физико-технические проблемы Севера». Дополнение части Ш.-Якутск: 2000. -С.1.8.

19. Бабенко Ф.И., Коваленко Н.А., Попов С.Н. Использование полиэтиленовых труб для транспорта газа в регионах холодного климата/ Химия нефти и газа: Материалы V Международной конференции. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2003. -С.318.320.

20. Бабенко Ф.И., Кузьмин С.А., Рябец Ю.С. Об использовании пластмассовых труб в нефтегазовой промышленности Крайнего Севера //Наука и образование. Изд. АН РС(Я), 1998.-№2.-С.98.99.

21. Бабенко Ф.И., Сухов А.А., Родионов А.К. Сравнительная оценка стойкости полиэтиленового и стального трубопроводов к морозобойной трещине //Инженерно-физический журнал.-Минск:2002. Том 75,№5.-С.38.41.

22. Барлоу Р., Прошан Ф. Статистическая теория надежности и испытания на безотказность. /Пер. с англ.-М.:Наука, 1984.-328 с.

23. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров.-М. :Химия, 1984.-280 с.

24. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров.-М.:Химия, 1992.-382 с.31 .Бартенев Г.М., Зеленев Ю.В. Физика и механика полимеров. -М. .'Высшая школаД 983.-392 с.

25. Бартенев Г.М., Френкель С.Я. Физика полимеров. -Л.гХимия, 1990.-432 с.

26. Бельчусова Н.А., Бочкарев Р.Н. Влияние холодного климата на структуру стеклонаполненного полиамида // Пластические массы, 2000.-№5.-С.13.16.

27. Бокшицкий М.Н. Длительная прочность полимеров.- М. :Химия, 1978.312 с.

28. Бокшицкий М.Н. Механодеструкция и старение полимеров // Пластические массы.- 1982.- № 7. С. 14. 18.

29. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. 312 с.

30. Брандт 3. Статистические методы анализа наблюдений.-М.: Мир, 1985.— 312 с.

31. Булманис В.Н. Эксплуатационная устойчивость полимерных волокнистых композитов и изделий в условиях холодного климата. Докт.дисс.-Якутск: ИФТПС СО АН СССРД989.-472С.

32. Булманис В.Н., Герасимов А.А., Стручков А.С. Исследование физико-механических свойств стеклопластиковых материалов в естественно-низких температурах. //Механика композитных материалов, -1991.-№4, -С.409.423.

33. Булманис В.Н., Рябец Ю.С., Давыдова Н.Н. и др. Рекомендации по применению пластмассовых труб для строительства опытных напорных трубопроводов закрытых мелиоративных систем в условиях многолетнемерзлых грунтов. Якутск: ЯФ СО АН СССР, -1988.44 с.

34. Булманис В.Н., Ярцев В.А., Кривонос В.В. Работоспособность конструкций из полимерных композитов при воздействии статических нагрузок и климатических факторов // Механика композитных материалов.- 1987.- № 5. С.915.920.

35. Бутинов Е.В. Полимерные трубы // Пластические массы, -2000, -№ 1 .-С.3.6.

36. Бухин В.Е. Подземные полиэтиленовые газопроводы в России. История и проблемы //Трубопроводы и экология. -1998.-№2.-С.20.21.

37. Бухин В.Е. Четвертое поколение полиэтилена для трубопроводов// Трубопроводы и экология,-2001,-№1.-С.21-24.

38. Бухин В.Е., Каргин В.Ю. Полиэтиленовые распределительные газопроводы в России //Трубопроводы и экология.-2002.-№1.-С.26.28.

39. Василевский В.М. Поведение наполненных пластиков при низких температурах.// Термоустойчивость пластиков конструкционного назначения. М.: Химия, 1980. -С. 136. 160.

40. Вигли Д.А. Механические свойства материалов при низких температурах. -М.: Мир, 1974.- 374 с.

41. Гаврилова М.К. Климат центральной Якутии.- Якутск: ЯФ СО АН СССР,-1973.-120 с.

42. Гвоздев И.В. Трубные марки полиэтилена типа ПЭ100 // Полимергаз,-2001 ,-№ 1 -С. 19.21.

43. Гвоздев И.В., Айзенштейн М.М., Бородин Э.С., Галиуллина Н.Б. НТО "Исследование длительной прочности трубного полиэтилена марки ПЭ80Б-275 производства АО "Казаньоргсинтез",-М.: ОАО "МИПП-НПО "Пластик", 2001.

44. Герасимов А.А., Козырев Ю.П. Стручков А.С. Деформационные свойства фторопластов в широком диапазоне температур. // Узлы трения на основе полимеров для низких температур, Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1981.1. С.112.121.

45. Гинзбург Б.М. Проблемы складывания макромолекул. и некоторые вопросы структурной механики ориентированных полимерных систем. Дополнение 3 в кн.: "Полимерные монокристаллы".-JL: Химия, 1968.-С.524.

46. Гойхман Б.Д., Смехунова Т.П. Прогнозирование изменений свойств полимерных материалов при длительном хранении и эксплуатации // Успехи химии.-1980. Т.49. - № 8. - С. 1554.1573.

47. Гольдман А.Я. Прочность конструкционных пластмасс.-Л.: Машиностроение, 1979.- 320 с.

48. ГОСТ 13518-68. Пластмассы. Метод определения стойкости полиэтилена к растрескиванию под напряжением.-М.: Издательство стандартов, 1974.-4 с.

49. ГОСТ 14359-69. Пластмассы. Методы механических испытаний. Общие требования. Издательство стандартов. 1979.-19 с.

50. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. Взамен ГОСТ 16350-70, введен 01.07.81.-М.: Издательство стандартов, 1986. 140 с.

51. ГОСТ 16782-83. Пластмассы. Метод определения температуры хрупкости при изгибе.-М.: Издательство стандартов, 1984.-6 с.

52. ГОСТ 16783-71. Пластмассы. Метод определения температуры хрупкости при сдавливании образца, сложенного петлей ,-М.: Издательство стандартов, 1971 .-9 с.

53. ГОСТ 19109-84. Пластмассы. Метод определения ударной вязкости по Изоду. Издательство стандартов. 1984.-8 с.

54. ГОСТ 19873-74. Пластмассы. Метод определения динамических модулей упругости и коэффициентов механических потерь при колебаниях консольно закрепленного образца.-М.: Издательство стандартов. 1974.-7 с.

55. ГОСТ 21126-75. ЕСЗКС. Методы ускоренных испытаний на долговечность и сопротивляемость в агрессивных средах. Общие положение. Введен 01.07.76. -М.: Издательство стандартов, 1982.-74 с.

56. ГОСТ 24157-80. Трубы из пластмасс. Метод определения стойкости при постоянном внутреннем давлении. М.: Издательство стандартов, 1980.-6 с.

57. ГОСТ 25.602-80. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Методы испытаний на сжатие при нормальной, повышенной и пониженной температурах. Издательство стандартов. 1980.-17 с.

58. ГОСТ 26277-84. Общие требования к изготовлению образцов способом механической обработки. Издательство стандартов. 1984.-9 с.

59. ГОСТ 27.002-63. Надежность в технике. Термины и определения. Взамен ГОСТ 13377-75, введен 01.07.84. М.: Издательство стандартов, 1987. -31с.

60. ГОСТ 27078-86. Трубы из термопластов. Методы определения изменени длины труб после прогрева. Издательство стандартов. 1987.-4 с.

61. ГОСТ 4647-80. Пластмассы. Метод определения ударной вязкости по Шарпи. Издательство стандартов. 1987.-10 с.

62. ГОСТ 8.326-89. Метрологическая аттестация средств измерений. Издательство стандартов. 1990.-14 с.

63. ГОСТ 9.707-81. ЕСЗКС. Материалы полимерные. Методы ускоренных испытаний на климатическое старение. Введен 01.01.83.-М.: Издательство стандартов.-1982. 56 с.

64. ГОСТ 9.708-63. ЕСЗКС. Пластмассы. Методы испытаний на старение при воздействии естественных и искусственных климатических факторов. Взамен ГОСТ 17170-71, ГОСТ 17171-71, введен 01.01.85.- М.: Издательство стандартов, 1984.-10с.

65. ГОСТ 9.710-84. ЕСЗКС. Старение полимерных материалов. Термины и определения. Взамен ГОСТ 17050-71, введен 01.01.86.- М.: Издательство стандартов.-1985, 9с.

66. ГОСТ Р 50838-95. Трубы из полиэтилена для газопроводов. Технические условия. Введен впервые 17.11.95. -М.: Издательство стандартов, 1996. -28 с.

67. Государственная программа "Газификация населенных пунктов Республики Саха (Якутия) в 2002 2006 г.г. и основные направления газификации до 2010 г." Якутск, 2002, 18 с.

68. Григорьев Р.С., Ларионов В.П., Уржумцев Ю.С. Методы повышения работоспособности техники в Северном исполнении. Новосибирск: Наука, 1987.-252 с.

69. Гуняев Г.М. Структура и свойства полимерных волокнистых композитов. -М.: Химия, 1981.-232 с.

70. Гуревич Г. О законе деформации твердых и жидких тел // Журнал технической физики. 1947.-Т.17. -№ 12. - С. 1491.1502.

71. Далматов Б.Н., Ласточкин B.C. Устройство газопроводов в пучинистых грунтах.-Л.: Недра, 1978, 199 с.

72. Журков С.Н. Проблема прочности твердых тел.//Вестник Академии наук СССР.- 1957.-Т.27. № 11.- С.78.82.

73. Журков C.H., Нарзуллаев Б.Н. Временная зависимость прочности твердых тел // Журнал технической физики.-1953.- Т.23.- № 10.- С.1677.1689.

74. Журков С.Н., Сапфирова т.п. Температурно-временная зависимость прочности чистых металлов // Доклады Академии Наук СССР.- 1955.-Т.101.- № 2.- С.237.240.

75. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений //Справочник.-Т.2.-/Под ред. А.А. Герасименко.-М.: Машиностроение, 1987.-784 с.

76. Каган Д.Ф. Трубопроводы из пластика.-М.: Химия, 1980.-295 с.

77. Кайгородов Г.К., Каргин В.Ю. Влияние скорости охлаждения полиэтиленового сварного шва на его прочность// Трубопроводы и экология, 2001, №2, С. 13. 14.

78. Канюков В.И., Иванов С.В., Шингель Л.П. Армирование полиэтиленовых труб для газопроводов, работающих на повышенных давлениях// Полимергаз, 1999, №2, СЛ6.33.

79. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров.-М.:Химия.-1967.-232 с.

80. Каргин В.Ю. Перспективы применения полиэтиленовых труб для газопроводов давлением до 1,2 МПа// Полимергаз, 1998, №3, С.35.37.

81. Каргин В.Ю., Ставская Т.В. К вопросу сварки полиэтиленовых труб ПЭ63, ПЭ80 и ПЭ100.//Полимергаз, 1999.-№2.-С.40.42.

82. Карпухин О.И. Определение срока службы полимерного материала как физико-химическая проблема // Успехи химии.- 1980.-Т.49.- № 8.-С.1523.1553.

83. Карпухин О.Н. Замерзание-плавление воды, сорбцируемой материалом, один из важнейших агрессивных факторов климатического старения // Методы оценки климатической устойчивости полимерных материалов.-Якутск: ЯФ СО АН СССР,- 1986.- С.96.99.

84. Качанов Л.М. О времени разрушения в условиях ползучести // Известия АН СССР. Отделение технических наук.-1958.- № 8. С.26.31.

85. Качанов Л.М. Основы механики разрушения.-М.:Наука, 1974.- 311 с.

86. Кербрат А. Строительство и эксплуатация полиэтиленовых газопроводов при низких температурах// Полимергаз, 2000, №4, С.33.35.

87. Климат Якутской АССР. Атлас.-Л.: Гидрометеоиздат.1968.- 32 с.

88. Коврига В.В. Полиэтилен 80 для труб систем газораспределения на ООО "Ставролен" // Пластические массы, №12, 1999.-С.3.6.

89. Коврига В.В., Ратнер С.Б. Энциклопедия полимеров. М.: Изд-во "Советская энциклопедия", 1972, с.883.895.

90. Козлов А.Г., Стручков А.С., Шестаков В.Д. и др. Автоматизированная информационно-поисковая система "Свойства стареющих полимеров". Тез.докл.4-й межд. конф. "Применение ЭВМ в химии и химическом образовании", Новосибирск, НИОХ СО РАН СССР, 1978.-С.102.

91. Козодоев Л.В. Организация по испытаниям и сертификации армированных полиэтиленовых труб// Полимергаз, 2001, №4, С.40.43.

92. Композиционные материалы. Справочник. / Под ред. В.В.Васильева и Ю.М.Тарнопольского.-М.: Машиностроение, 1990.-5 ЮС.

93. Композиционные материалы. Том 3: Применение композиционных материалов в технике / Под ред. Л.Браутмана, Р.Крока, Б.Нотон. -М.: Машиностроение, 1978. 511 с.

94. Кристенсен Р. Введение в теорию вязкоупругости. /Пер. с англ.-М.: Мир, 1974.-338 с.

95. Кузмин Г.П. Подземные сооружения в криолитозоне.-Новосибирск: Наука, 2002.-176 с.

96. Кузьмин В .Р. Хладостойкость элементов конструкции. — Новосибирск: Наука, 1986.-145 с.

97. Коломенский Н.В. Общая методика инженерно-геологических исследований . — М.: Недра, 1968, - 342с.

98. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. М.: Наука, 1977.-416 с.

99. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. Киев,: Наукова думка, 1980.-242 с.

100. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. М.: Химия, 1977.- 181 с.

101. Макаров Э.Л., Куркин А.С. Расчетный анализ надежности и остаточного ресурса сварных соединений// Полимергаз, 2001, №4, С.37.39.

102. Малкин А.Я., Аскадский А.А., Коврига В.В. Методы измерений механических свойств полимеров. М.: Химия, 1978. -330 с.

103. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы.-М: Институт компьютерных исследований, 2002.-656 с.

104. Манин В.Н., Громов А.Н. Физико-химическая стойкость полимерных материалов в условиях эксплуатации. Л.: Химия, 1980. - 248 с.

105. Михайлин Ю.А. Термоустойчивость полимеров и связующих, используемых для изготовления пластиков // Термоустойчивость пластиков конструкционного назначения. -М.:Химия,1980.-С.33.106.

106. Молотков А.П. Прогнозирование эксплуатационных свойств полимерных материалов.- Минск: Высшая школа, 1982.- 192 с.

107. Москвитин В.В. Сопротивление вязкоупругих материалов.- М.: Наука, 1972.-327 с.

108. Огибалов П.М., Ломакин В.А., Кишкин Б.П. Механика полимеров. -М.: изд-во МГУ,-1975.-528 с.

109. Охлопкова А.А., Адрианова О.А., Попов С.Н. Модификация полимеров ультрадисперсными соединениями. -Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2003.-224 с.

110. Павлов Н.Н. Старение пластмасс в естественных и искусственных условиях.- М.: Химия, 1982.- 224 с.

111. Пепеляев B.C., Курьянов В.П., Щербанев Ю.Г., Воробьев В.И. Полиэтиленовые армированные трубы высокого давления// Полимергаз, 2001, №3, С.23.26.

112. Павлов А.В. Теплообмен почвы с атмосферой в северных и умеренных широтах территории СССР. -Якутск: Книжное изд-во, 1975 .-304 с.

113. Перепечко И.И. Свойства полимеров при низких температурах.-М.:Химия.-1977.-271 с.

114. Поляков В.И., Сметанина Л.А. Длительная прочность полиэтиленовых газопроводов и перспективы развития УЗК //Полимергаз, №3,2000.-С.13.17.

115. Полимеры в газоснабжению. Справочник/ Под редак. Н.Н.Карнауха,-М.: Машиностроение.-1998.-856 с.

116. Попов С.Н. Проблемы применения синтетических материалов в условиях холодного климата //Наука и техника в Якутии, 2002, №2(3).-С.35.39.

117. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М. :Наука, 1974. 560 с.

118. Румшисский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. -М.: Наука, 1971.- 192 с.

119. Рябец Ю.С. Исследование деформативности и прочности и разработка рекомендаций по применению пластмассовых труб в условиях холодного климата. Кандидатская диссертация. Якутск: ИФТПС, 1987. - 164 с.

120. Рябец Ю.С. Эффективность применения бипластмассовых труб в Северном регионе.// Работоспособность конструкций из армированных пластмасс в экстремальных условиях. -Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1985. -С. 15.22.

121. Рябец, Ю.С., Булманис В.Н., Давыдова Н.Н. Разработка конструкции и технологии хладостойких бипластмассовых труб. // Экспресс-информация НИИТЭХИМ. Серия "Эксплуатация, ремонт, защита от коррозии оборудования и сооружений». Вып.4. -М.: 1988. С. 1.12.

122. Селихова В.И., Щербина М.А., Черных А.В., Тихомиров B.C., Чвалун С.Н. Роль морфологии и молекулярной массы полиэтилена в изменении структуры под воздействием ионизирующего излучения// Высокомолекулярные соединения, Серия А, 2002, том 44,№4,С.605.614.

123. СНиП 42-01 -2002. Газораспределительные системы. Взамен СНиП 2.04.08-87 и СНиП 3.05.02-88. Введены в действие с 01 июля 2003 г.-М.г Госстрой России, ГУЛ ЦПП, 2003. -32 с.

124. Сооружение газопроводов из полиэтилена с рабочим давлением до 10 бар (РЕ80, РЕ 100, и РЕ-ХА), Стандарт G 472, Германия// Полимергаз, 2002, №4, С.42.33.

125. Соловьев П.А., Голубых Л.П. Многолетние экстремумы отрицательной температуры грунтов сезоннопротаивающего слоя Центральной Якутии // Строение и тепловой режим мерзлотных пород. -Новосибирск: Наука, 1981.-324 с.

126. Справочник по пластическим массам. Т.1. М.:Химия,1975.- 448 с.

127. Старженецкая Т.А., Черский И.Н. Воздействие влаги и низких температур на свойства полимерных композитных материалов // Механика композитных материалов.-1986.-№6 С. 1101.1104.

128. Старостин Н.П., Митин А.А., Румянцев В.В. Расчет режима сварки полиэтиленовых труб в условиях холодного климата // Труды международной конференции "Физико-технические проблемы Севера" (часть I) Якутск: ЯНЦ СО РАН,2000. -С. 158. 165.

129. Стручков А.С. Лапий Г.П. Устойчивость подземной полиэтиленовой трубы при воздействии сил морозного пучения/ Полимерные композиты -2003: Тезисы докладов международной научно-технической конференции Гомель: ИММС НАНБ, 2003 - С.157.158.

130. Стручков А.С. Образование структурной неоднородности в термореактопластах при снижении температуры / Труды I Евразийского симпозиума "EURASTRENCOLD-2002".^KyTCK: ЯНЦ СО РАН, 2002, часть II, с. 162.174.

131. Стручков А.С. Хладостойкость композитных и комбинированных нефтегазопроводных труб/ Полимерные композиты — 2003: Тезисы докладов международной научно-технической конференции — Гомель: ИММС НАНБ, 2003 С. 156. 157.

132. Стручков А.С., Бельчусова Н.А., Колодезников И.Н. Исследование сварных соединений газовых полиэтиленовых труб/ Химия нефти и газа: Материалы V Международной конференции. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2003. -С.299.301. .

133. Стручков А.С., Герасимов А.А., Булманис В.Н. Модель разрушения материала с дефектами при ударном нагружении. // Материалы и конструкции для техники Севера. -Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1984.-С.26.32.

134. Стручков А.С., Зарукин К.В., Колодезников И.Н. Расчет остаточных сварочных напряжений в полиэтиленовых трубах. // III Международная конференция по математическому моделированию: Тезисы докладов. ~ Якутск: ЯГУ, 2001. -С.165.166.

135. Стручков А.С., Иванов В.И. Основные факторы взаимодействия полиэтиленового газопровода с грунтами в условиях Севера //Наука и образование,2002, №4. С.35.36.

136. Стручков А.С., Иванов В.И., Федоров Ю.Ю. Поведение полиэтиленовых труб из ПЭ80 при нагружении внутренним давлением в низких климатических температурах. // Пластические массы, 2001. №9. -С.36.38.

137. Стручков А.С., Иванов В.И., Федоров Ю.Ю. Поведение ПЭ труб в условиях естественно низких температур // Полимергаз, 2001, №3. -С. 32.35.

138. Стручков А.С., Латышев В.Г., Федоров Ю.Ю. Особенности механического поведения стеклопластиков при низких температурах.//Полимерные композиты — 2000: Сборник трудов международной конференции Гомель: ИММИ НАНБ, 2000. - С. 106-113.

139. Стручков А.С., Федоров С.П. Влияние низких климатических температур на напряженное состояние газовых полиэтиленовых труб / Полимерные композиты 2003: Тезисы докладов международной научно-технической конференции - Гомель: ИММС НАНБ, 2003 -С.155.156.

140. Стручков А.С., Федоров С.П. Влияние низких климатических температур на напряженное состояние газовых полиэтиленовых труб //Материалы, технологии, инструменты. 2003. Т.8.- № 3. - С.16.18.

141. Стручков А.С., Федоров С.П. Влияния термоактивационных процессов на температурные деформации и напряжения труб из ПЭ80, предназначенных для транспортировки природного газа/ Труды

142. Республиканской научно-практической конференции "Пути решения актуальных проблем добычи и переработки полезных ископаемых", часть И, Якутск: Изд-во ЯГУ, 2003, С.154.157.

143. Стручков А.С., Федоров Ю.Ю. Деформируемость полиэтиленовых труб из ПЭ80 при низких климатических температурах. // Пластические массы, 2002.№2. -С.43 .46.

144. Стручков А.С., Федоров Ю.Ю. Механические свойства бипластмассовых труб при низких температурах / Труды I Евразийского симпозиума "EURASTRENCOLD-2002".^KyTcK: ЯНЦ СО РАН, 2002, часть II-С. 188. 198.

145. Стручков А.С., Федоров Ю.Ю. Опытно-промышленные испытания и мониторинг подземного полиэтиленового газопровода // Наука и образование, 2004, (в печати).

146. Стручков А.С., Федоров Ю.Ю. Поведение полиэтиленовой оболочки в области конструктивного соединения при низких температурах. // III Международной конференции по математическому моделированию: Тезисы докладов. -Якутск: ЯГУ, 2001. -С. 166. 167.

147. Стручков А.С., Федоров Ю.Ю. Предел монолитности намоточных стеклопластиков при низких температурах//Пластические массы.-2000. -№12. -С.19.23.

148. Стручков А.С., Федоров Ю.Ю., Зарукин К.В. Разрушение полиэтиленовых труб при натурных испытания^ в условиях естественно-низких температур. // XXXVII Международный семинар «Актуальные проблемы прочности»: Сборник трудов, Киев. 2001.-С.360.

149. Тамуж В.П., Кусненко B.C. Микромеханика разрушения полимерных материалов.-Рига:Зинатне, 1978.-295 с.

150. Термоустойчивость пластиков конструкционного назначения / Под ред. Е.Б. Тростянской. М.:Химия.-1980. - 240 с.

151. Тобиас В., Бернштайн Г. Сварка труб из РЕ-Х сшитого полиэтилена// Полимергаз, 2000, №2. -С.28.32.

152. Тобольский А. Свойства и структура полимеров. М.: Химия, - 322 с.

153. ТСН-42-301-96 Республика Саха (Якутия). "Газоснабжение: Временные указания по проектированию, строительству и эксплуатации полиэтиленовых газопроводов в РС(Я). -Якутск: Минстрой РС(Я), 1996.

154. Уржумцев Ю.С. Прогнозирование длительного сопротивления полимерных материалов. М.: Наука, 1982. - 222 с.

155. Уржумцев Ю.С., Максимов Р.Д. Прогностика деформативности полимерных материалов. Рига: Зинатне, 1975. -415 с.

156. Уржумцев Ю.С., Черский И.Н. Научные основы инженерной климатологии полимерных и композитных материалов.//Механика композитных материалов. 1985. - № 4. - С.708.714.

157. Успенский Л.К., Кауфман М.Н. Причины разрушения сварных соединений ПЭ-трубопроводов. // Пластические массы, 1980. -№9. -С.18.20.

158. Федоров С.П., Левин А.И., Лыглаев А.В. Оценка состояния участка газопровода на болотистой местности//Газовая промышленность, июнь, 1998.-С.17.18.

159. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. 7 изд.-М.: 1974.- 560 с.

160. Ферри Дж. Вязко-упругие свойства полимеров. М.: Иностранная литература. - 1963. - 535 с.

161. Филатов И.С. Климатическая устойчивость полимерных материалов. -М.: Наука, 1983.-216 с.

162. Филатов И.С. О надежности полимерных материалов.//Физические основы надежности полимерных материалов в условиях холодного климата. Якуток: ЯФ СО АН СССР, 1977. - С.103.110.

163. Филатов И.С. Особенности поведения полимерных материалов и пути создания их для условий холодного климата.//Конструкционные полимеры при низких температурах. -Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1976. -С.3.15.

164. Филатов И.С., Бочкарев Р.Н. Некоторые проблемы оценки и прогнозирования климатической устойчивости полимерных материалов // Методы оценки климатической устойчивости полимерных материалов. -Якутск: ЯФ СО АН СССР. -1986. -С.11.20.

165. Френкель Я.С. Ведение в статистическую теорию полимеризации. -М.-Л.:Наука. -1965.-268 с.

166. Химические реакции полимеров/ Под ред. Е. Феттеса. Т.2. -М.г Мир,-1967.-532 с.

167. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов.-М.: Высш. шк., 1973.-446 с.

168. Черский И.Н. О некоторых прикладных аспектах изучения атмосферостойкости полимеров // Физические основы надежности полимерных материалов в условиях холодного климата.- Якуток: ЯФ СО АН СССР, 1977. С.84.90.

169. Черский И.Н., Козлов А.Г. Физическая механика полимеров при низких температурах. Новосибирск: Наука, 1976. -134 с.

170. Черский И.Н., Старженецкая Т.А. Техническая атмосферостойкость конструкционных полимеров в холодном климате //Методы оценки климатической устойчивости полимерных материалов. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1986. - С.4.11.

171. Черский И.Н., Старженецкая Т.А., Семенов В.А. К методике исследования старения полимерных и композитных материалов в зоне холодного климата. VII Международный симпозиум "Энвироэффект" ЧССР. Прага: 1984. - С.34.43.

172. Черский И.Н., Старженецкая Т.А., Семенов В.А. Старение полимерных и композиционных материалов в условиях холодного климата //Пластические массы. 1984. - №11. - С.23.25.

173. Чучакин Л.А., Иванов С.В., Васильева Э.С. Экономические аспекты применения полиэтиленовых материалов в газификации// Полимергаз, 1998, №3, С.16.34.

174. Шинкарев A.M. Анализ относительной стоимости строительства и реконструкции при применении стальных и полиэтиленовых труб // Полимергаз.-2002.-№ 1 С.З 8.3 9.

175. Энциклопедия полимеров. Т. 1-3. М.: Советская энциклопедия. 1977. -1032 с.

176. Константинов И.П., Гурьянов И.Е. Расчетная оценка усилий и напряжений на деформированных участках газопровода Мастах-Якутск // Криосфераземли. -2001. -№2, t.V, -С.68.75.

177. Основы геокриологии, часть 5.-М.: Изд-во МГУ. 1999. -526 с.

178. Дерцакян А.К., Васильев Н.П. Строительство трубопроводов на болотах и многолетнемерзлых грунтах. -М.: Недра, 1978. 167 с.

179. Трубопроводный транспорт и полиэтиленовые трубы // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века, 2004, №1, С.ЗО. .31.

180. Орлов В.О., Дубнов Ю.Д., Меренков Н.Д. Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундамент сооружений. -Л.: Недра, 1977. 183 с.

181. Павлов А.В. Теплообмен почвы с атмосферой в северных и умеренных широтах территории СССР. -Якутск: Якутское книжное изд-во, 1975. 304 с.

182. Научная новизна. Впервые получены зависимости упруго-прочностных свойств бимодального полиэтиленового материала F3802 труб ПЭ80 и ПЭ100 при температурах от 20° до минус 60°С.

183. Уточнена температура хрупкости и значения ударной вязкости материала труб ПЭ80 и ПЭ100. Получены экспериментальные результаты по температурным напряжениям в диапазоне низких климатических температур.

184. Разработаны экспериментальные установки и методики для исследования полимерных труб в условиях сложнонапряженного состояния, имитирующие эксплуатационные параметры.

185. Выявлены особенности разрушения труб при нагружении внутренним давлением в натурных условиях холодного климата.

186. Экспериментально определен нижний температурный предел безопасной транспортировки труб из ПЭ80 и ПЭ100 при температуре окружающего воздуха до минус 50°С.

187. В диапазоне низких климатических температур при выполнении нормированного запаса прочности 2,8 имеется возможность снижения глубины заложения газопровода до 0,8 м.nf

188. Ожидаемый экономический эффект (2002-2006 г.гЛ 1 997 244 тыс.руб.

189. Расчет ожидаемого экономического эффекта прилагается в приложении №1 и 2.1. От ИНМ СО РАН1. Руководитель темы, к.т.н.

190. Стручков А.С. старший научный сотрудник, к.т.н.-Федоров С.П.

191. От ГУП Дирекция «Стройсельгазификация» яженер.1. Семенов П.А.1. Сивцев Е.Я.к Акту о внедрении от 15 апреля 2004 г.

192. Расчет ожидаемого экономического эффекта при применении полиэтиленовых труб диаметром до 110 мм вместо стальных труб при сооружении подземных газопроводов в Республике Саха1. Якутия)

193. Государственный заказчик координатор - Министерство промышленности Республики Саха (Якутия);

194. Заказчик застройщик ГУП Дирекция "Стройсельгазификация".

195. Расчет проведен на основе анализа эффективности применения полиэтиленовых газовых труб проведенных специалистами АОЗТ «СП Моспартеплогаз» и ЗАО «Полимергаз» 1. '

196. С учетом вышесказанного, расчет проводился по следующим формулам:1. ОЭЭ=КВ1 КВ2, тыс.руб.,1. КВ2=КВ1 х 44%,где ОЭЭ ожидаемый экономический эффект за 2002-2006 г.г.;

197. KB 1 капитальные вложения при газификации улусов с учетом применения стальных труб за тот же период;

198. КВ2 капитальные вложения при газификации улусов с учетом применения-^ полиэтиленовых труб за тот же период. ^

199. Данные расчета за период 2002-2006 г.г. и отдельно по годам приведены в таблице. Здесь Вариант1 — капитальные вложения с учетом применения стальных труб; Вариант 2 то же, но с учетом применения полиэтиленовых газовых труб.

200. Таким образом, ожидаемый экономический эффект составил 1 997 244 тыс.руб.

201. По годам реализации программы экономический эффект составляет:2002 г. 136 298 тыс.руб.; 2003 г. - 416 270 тыс.руб.; 2004 г. - 598 220 тыс.руб.;2005 г. 420 696 тыс.руб.; 2006 г. - 425 759 тыс.руб.1. Использованная литература

202. A.M. Шинкарев. Анализ относительной стоимости строительства и реконструкции при применении стальных и полиэтиленовых труб // Полимергаз. №1 (21), 2002. С.38-39.Ф