מקורות רטט חיצוניים מפעילים השפעה עמוקה על חיי העייפות של צינורות, לעתים קרובות מאיצה את ההשפלה הרבה מעבר למה שטען סטטי לבדו יפיק.רטים אלה נובעים ממגוון רחב של מקורות - מכונות תעשייתיות הפועלות בקרבת מקום, כבישים ותנועת רכבת, אירועים סיסמיים, פעולת גל האוקיינוס על קווים בחו"ל, ואפילו פיצוץ בנייה שגרתית.

המונחים: Pipeline Fatigue

עייפות פיפירית היא צורה מתקדמת, מקומית של נזק מבני המתרחש כאשר צינור נתון ללחץ מחזורי או פלוגות מתחים.בניגוד לכשלון מעומס יחיד, עייפות מתפתחת על פני אלפיים או מיליוני מחזורי עומס.כל מחזור - בין אם מרכבת חולפת, משאבה רוטטת או גל פוגע במגבת תת-ימית - מקטין ברווחה של עיוותים קשים, בין אם זה מעצימה פתאומית, או מעצימה פתאומית, אנו מצמצילים, כדי להעלות שינויים פתאומיים, או גל, או עלייה של מתחים, או עלייה תת-מחץ פתאומי, או עלייה של מתחים, או גל, או עלייה תת-מחץ פתאומי, או עלייה תת-מחץ, או עלייה תת-מחץ, או עלייה תת-מחץ, או עלייה תת-מחץ, או עלייה תת-מחץ, או עלייה תת-מחץ, או ירידה של מתחים, במתחים, במתחים, במתחים, או ירידה פתאומית, או ירידה פתאומי, במתחים, או ירידה פתאומי, או ירידה פתאומית, או ירידה פתאומית, במתחים, או גל, במתחים, במתחים, כמו פגום, או גל, או גל, או גל,

תהליך העייפות מחולק בדרך כלל לשלושה שלבים: סדקים, צמיחה יציבה, ושבר סופי.בשלב ההקדשה, להקות החלקלקות מתמידות על פני השטח החומרי, בסופו של דבר מתפתח למיקרו-צריפים.הסדקים האלה ואז מתפשטים תחת רכיבה מתמשכת, נשלטים על ידי חוק פריז-אירוגן, המתייחס לקצב הסדקים לגורם האינטנסיבינציה.

עבור צינורות, חיי עייפות מאופיין בדרך כלל באמצעות עקומות של מתח (S-N) מותאמים לציון פלדה ספציפי ופרט נשנול. תקנים כגון FLT:0ASME B31.303OVAFLT:1 ו-FLT:2API 579-179/ASME FFS-1FLT:3 לספק שיטות לאבחון עייפות, כולל שימוש בגורמים עיצוביים וחיזוי חלקי, לעתים קרובות, אך ורקמות, יכולות להיות סימנים מדויקים של נתונים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים אלה, לעתים קרובות, אך ורקמותיים, אך ורקמותיים, עם FFS-1, עם FFS-1, עם FFS-1FLT 3, לעתים קרובות, הם יכולים להיות מאתגרות ספציפיות, עם שינויים מדויקים, אך ורקמות, אך ורקמות, לעתים קרובות, אך ורקמותיקים, לעתים קרובות, אך ורקמותיקים, לעתים קרובות, אך ורקמותיקים, אך ורקמותיים

מקורות של Vibrations

מקורות רטט חיצוניים יכולים להיות מסווגים באופן רחב על ידי מקורם וטבעם.כל סוג מטיל מאפיינים שונים של מתח על הצינור, הדורש ניתוח מותאם והפחתה.

מכונות תעשייתיות וציוד

משאבות, דחוסים, טורבינות, ומנועי reciprocating לעתים קרובות לייצר כוחות לא מאוזנים אשר משדרים רטט דרך יסודות ותומכים צינורות סמוכים.התדרים הדומיננטיים בדרך כלל מתאימים למהירויות רוטאליות או reciprocating - לדוגמה, 60 הרץ מרמות חשמליות 3600 RPM.

מערכות תחבורה וסחר

תנועה בכבישים, במיוחד משאיות כבדות על פני השטח שאינם אחידים, מייצרת תנודות מולדות קרקעיות שעוברות דרך הקרקע ומשפיעות על צינורות קבורה.עבורת הרכבת מייצרת רטטים דומים אך לעתים קרובות יותר אינטנסיביים, עם תוכן תדירות המשתרע מ 1 עד 100 הרץ.המעבר של כל גרזן יוצר דופק, ורכבת יכול לייצר יותר מ-10,000 מחזורי קילומטר במהירויות בינוניות.

פעילות סיסמית ו רעידת אדמה

רעידות אדמה מטילות תנודות חולפות, גבוהות עם ספקטרום רחב של תדר פס, בעוד אירוע סיסמי יחיד עשוי להציג רק כמה מאות מחזורים, הלחצים יכולים להיות גדולים מספיק כדי לגרום להניבה מיידית או קריסה, במיוחד אם הצינור אינו מתוכנן להכיל עקירה הקרקעית לאחר האירוע, הנזק השגורי אפילו רעידת אדמה מתונה יכול להפחית את החיים שנותרו של הצינור, במיוחד אם הצנרת אינה מיועדת לתקנות סטנדרטיות כגון: 1.

Ocean Waves and Currents (Offshore Pipelines)

צינורות Offshore ועלייה נתונים כל הזמן לטעון מושרה גל.תקופות הגל הדומיננטי טווח בין 4 עד 20 שניות, ייצור מתחים מחזוריים נמוכים ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בנייה ופגיעה במזעור

פעילויות בנייה בקרבת מקום - נהיגה, פיצוץ סלע, כבד כדור הארץ - רטטים אימפולסיביים עם רמות גבוהות מאוד שיא אדפטימיות אבל זמן קצר.מספר המחזורים מפיצוץ יחיד הוא נמוך, אבל המהירות החלקיקית השיא (PPV) יכול לעלות על רמות בטוחות אם לא מבוקר.על פרויקט שנמשך חודשים, התפרצויות חוזרות יכולות לתרום נזק משמעותי לעייפות על פני PPV (למשל, התקנים USB) או נועדו פחות על ידי שימוש באפקטים מצטברים על גבי תקנים מצטברים (D) אך הם פחות מתקני צינורות D.

השפעות של הוויברציות חיצוניות על חיי עייפות

חומרת העייפות מהרטטים החיצוניים תלויה במספר פרמטרים מרכזיים: מתח אמפליטורה, מתח, תדירות, מספר מחזורים, ואת אופי ההטענה (הרמוניה, אקראית, transient) עייפות מחזורית גבוהה (HCF) בדרך כלל כרוך במתחים מתחת לחוזק של החומר, אך חוזר על פני מחזורים רבים - למעשה התרחיש לרטים רצופים ממכונות או תנועה נמוכה (Figture) כאשר מתרחשת פחות מ- 10 נקודות-Flowerv5 ירידה במשקל:

Amplitude הוא הנהג העיקרי: הכפלת הלחץ amplitude יכול להפחית את חיי העייפות על ידי סדר גודל או יותר, לאחר מערכת יחסים של כוח הפוך טיפוסי של עקומות S-N. הלחץ הממוצע גם משנה - לחץ פירושו לחץ מפחית את החיים, בעוד הלחץ דחיסה פירושו מדגיש מרחיב אותו. רטטים חיצוניים רבים לכפות סימטרי (בהפך) טעינה, אבל אם זה נמשך עשרות רבילי (מתח פנימי, לחץ).

תדירות משחק תפקיד כפול. בתדרים גבוהים מאוד (מעל כמה מאות הרץ), החומר עשוי להתחמם בשל לחות פנימית, אבל עבור צינורות, תדרים בדרך כלל נשארים מתחת 200 הרץ.מספר המחזורים לכל פעם קובע כמה מהר נזק מצטבר. משאבה רץ ב 60 הרץ מספק יותר מ 5 מיליון מחזורים ביום - שווה ערך לעשרות שנים של תעבורת רכבת נורמלית בתוך כמה חודשים, לעתים קרובות להעריך את ההשפעה של לחץ דינמי, אם זה יכול להיות מהפך של לחץ חזק יותר מקצב לחץ דם גבוה.

רטטים אקראיים, כגון אלה מגלי האוקיינוס או זרימה סוערת, דורשים טיפול סטטיסטי.חוק הנזק הלינימיי של פאלמרן-מינר מוחל בדרך כלל: טווח טווח הלחץ מחולק ל Bins, והנזק מכל בן מסוכם.

ניתוח ובדיקה

כדי לנהל את הסיכון העייפות מרטטים חיצוניים, מהנדסים מעסיקים שילוב של מודלים אנליטיים ומעקב שדה.אנליזה אלמנט פיניט (FEA) משמש כדי לדמות את התגובה הדינמית של צינור למקורות רטט שונים.המודל כולל חומר הצינור, גיאומטריה, תומך, קשיחות יסוד ודחיסות לחות. ניתוח מודולי מזהה תדרים טבעיים וצורות, בעוד ניתוח כפוי משקף מתח דינמי תחת ניתוח צפוי, עבור ניתוח קיסרי, או ניתוח קיסרי, הוא ניתוח קלפטוני (פרק זמן) הוא ניתוח קבוע (פרק קבוע) הוא ניתוח קבוע של כוח).

ניטור שדה מספק אימות והערכה מתמשכת של מצב. Accelerometers רכוב על הקיר הצינור או תומך רמות רטט שיא לאורך זמן. ⁇ נתונים יכול ללכוד גלימות רציף או לגרום הקלטות כאשר מעל פני השטח צינורות קבורים, חיישנים מעוקלים מעל הצינור יכול להפר רטטים קרקעיים, אבל ישירות accelerometer החזקות (באמצעות קופונים) מניב נתונים מדויקים יותר.

טכניקות הערכה לא הרסניות (NDE) כגון בדיקות קוליות (UT) ובדיקת חלקיקים מגנטית (MPI), משמשות מעת לעת כדי לזהות סדקים שכבר נוצרו.עם זאת, על ידי הזמן סדק ניתן לזהות, חלק משמעותי של חיי עייפות כבר יכול להיות נצרך.

אסטרטגיות מייגציה

צמצום ההשפעה של הרטטים החיצוניים על חיי העייפות של צינורות דורש גישה רב-מעורבת שמתייחסת הן למקור והן למקלט.

בידוד ודמיון

התקנת רטטים רטט - צמחים אלסטומריים, מעיינות האביב, או מעיינות אוויר - בין מקור הרטט לבין הצינור יכול להגביר את הכוחות המועברים.עבור צינורות קבורה, תעלות ממלאות חומרים עם לחות גבוהה (למשל, תערובת אדמה מגומי) או מחסומים גיאפואם יכול להפחית את הרטט מולדות ampude.

עיצוב Modifications

הגדלת עובי קיר צינור או בחירת חומר עייפות גבוה יותר (למשל, עם קשיחות טובה יותר או גודל גרגר דק יותר) מעלה ישירות את גבול הסיבולה.שינוי צינור למנוע אזורי רטט גבוה - לדוגמה, התרחק סביב מסדרון תנועה כבד או העברת קו הרחק ממדחסם - הוא פתרון קבוע כאשר אפשרי.

מדדים תפעוליים

בלנקום מכונות רוטט או התקנת קולטנים רטט במקור מפחית את רמות הציטוט.שלינג התפוצות הבנייה להתרחש כאשר התנועה צינור היא מינימלית יכול להוריד לחץ בו זמנית. באזורים פעילים מבחינה סיסמית, התקנת שסתום אוטומטי ומימוש פרוטוקולים שלאחר השמצה למנוע הפעלה עם נזק בלתי מחוספס.עבור צינורות כפופים לתנודות תנועה, צמצום מהירות עבור כלי רכב כבדים על פני המסדרון יכול להיות מופחת.

מעקב ותחזוקה יעילה

ניטור רטט מתמשך עם אזעקה סף מאפשר למפעילים לנקוט בפעולה תיקון לפני נזק מצטבר הופך קריטי.אם רמות רטט עולה על גבול שנקבע מראש (למשל, 0.5 ב / מהירות שיא עבור צבירה רציפה), המקור ניתן לחקור ולהקטין.אם חיי עייפות תקופתיים תקופתיים מחדש את האבחון באמצעות נתוני ניטור מעודכנים מאפשר תיקון מבוסס לוח זמנים או החלפת של חלקים חכמים עם רזולוציה גבוהה יכול לזהות את המכשולים הגדלים לפני שהם יכולים להגיע להפחתה קריטית.

תקני תעשייה והדרכה

מספר קודים ושיטות מומלץ לטפל בעייפות מהרטטים החיצוניים:0API 1111FIRLT:1 מספק שיטות עיצוב עבור צינורות offshore ועלייה תחת עומסי אופניים, כולל VIV ועייפות גל.ה-FLT:2DNV-RP-F105F105FLT 3 נותן הליכים מפורטים לניתוח עייפות של צינורות ללא תשלום.

עבור צינורות קיימים, API 579-1 / ASME FFS-1 (Fitness for Service) מספק מסגרת מקיפה להערכת פגמים תחת טעינה מחזורית, כולל ההשפעות של רטטים חיצוניים. הערכת מכניקת Fracture ניתן להשתמש כדי לחשב את החיים הנותרים כאשר פגמים דמויי סדק הם זיהו.סטנדרטים אלה מדגישים את החשיבות של תצורה מדויקת: תחת שיפור של מתחים סביבתיים הנגרמים על ידי רטט לא יכול להוביל לחיזוי חיים מתמשך.

מסקנה

מקורות רטט חיצוניים מייצגים איום משמעותי אך לעתים קרובות בלתי צפוי על חיי עייפות של צינורות.אם מקורם בציוד תעשייתי, תנועה, אירועים סיסמיים, גלי האוקיינוס או בנייה, עומסים מחזוריים אלה מצטברים לאורך זמן, נהיגה סדקים וצמיחה אפילו ברמות הלחץ גבוה מתחת ליכולת העיצוב סטטית.שילוב של ספירות מחזור גבוהות ותנאי התחדשות אפשריים יכול לקצר באופן דרמטי את החיים אם לא מנוהל כראוי.