Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Сварка и родственные технологии

Диссертационная работа:

Данзанова Елена Викторовна. Сварка полиэтиленовых труб для газопроводов при естественно низких температурах: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.02.10 / Данзанова Елена Викторовна;[Место защиты: Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина].- Москва, 2012.- 18 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы: Низкая стоимость, легкий вес, простота технологии монтажных и сварочных работ, отсутствие необходимости дополнительной изоляции и долговечность материала способствовали широкому использованию полиэтиленовых (ПЭ) труб в газовых сетях вместо стальных по всему миру. Однако существование ограничения при проведении строительных работ по температуре окружающего воздуха (ОВ) несколько сдерживает темпы повсеместного внедрения данного перспективного материала. В средней полосе и, особенно в северных регионах Российской Федерации, с середины сентября по май месяц среднесуточная температура ОВ ниже минус 15 С. Согласно действующим СНиП по проектированию и строительству газопроводов из полиэтиленовых труб при температурах ОВ ниже минус 15 С сварочные работы производятся во временных укрытиях или сооружениях, в которых поддерживается температура из допустимого диапазона (от -15 С до 45 С). Такие вынужденные мероприятия приводят к удорожанию и сокращению сезона строительства полиэтиленовых газопроводов. С другой стороны, прерывание подачи газа ниже минус 40 С в течение нескольких часов в энерго- и теплоснабжающие системы может привести к чрезвычайным ситуациям и в бедственном положении могут оказаться жители целых кварталов и поселков. Существующие методы разрушающего и неразрушающего контроля не всегда позволяют адекватно устанавливать качество сварного соединения. В связи с изложенным, возникает актуальная задача разработки технологических режимов сварки нагретым инструментом встык (НИВ) и сварки с закладным нагревательным элементом (ЗНЭ) при температурах воздуха ниже нормативных и разработки новых эффективных методов контроля качества сварных соединений.

Объектом исследования является контактная тепловая сварка термопластов, а предметом исследования является сварка полиэтиленовых труб при низких температурах.

Целью работы является обоснование технологической возможности выполнения качественной сварки полиэтиленовых труб нагретым инструментом встык и сварки закладным нагревательным элементом с применением муфты при температурах окружающего воздуха ниже минус 15 С без строительства временных укрытий.

Для достижения цели в работе поставлены следующие задачи:

Определение технологических режимов сварки НИВ и сварки ЗНЭ полиэтиленовых труб при температурах ОВ, ниже нормативных с использованием комплексов программ «СТЫК-1», «ПОДОГРЕВ-1», «МУФТА», разработанных для анализа нестационарных температурных полей;

Исследование эффективности существующих методов контроля качества сварных соединений;

Исследование надмолекулярной структуры сварных соединений, изготовленных при различных режимах;

Исследование качества стыковых и муфтовых сварных соединений, изготовленных при температурах ОВ, ниже нормативных по предлагаемым режимам.

Научная новизна работы состоит в следующем:

На основе управления тепловыми процессами при сварке нагретым инструментом встык полиэтиленовых труб в условиях естественно низких температур (до минус 45 С), установлено, что при сварке при низких температурах участок свариваемой трубы с длиной вылета, равной пятикратной толщине трубы необходимо предварительно подогреть отдельным инструментом с температурой ниже температуры плавления полиэтилена, т.е. ниже 80 С, затем свободно охладить до допустимой температуры ОВ для выравнивания температурного поля. Данные условия приводят к снижению температурных напряжений в сварном соединении до уровня, гарантирующего требуемую длительную прочность.

Установлено, что наибольшее влияние на прочность сварного стыкового соединения ПЭ труб оказывают размеры кристаллических образований микроструктуры отдельных участков зоны сварного соединения. Для обеспечения требуемой длительной прочности сварного соединения ПЭ труб размеры кристаллических образований в структуре материала на линии сплавления свариваемых поверхностей должны изменяться в пределах 5-15 мкм, что происходит при скорости охлаждения менее 1 С/с в интервале температур от 135 С до 80 С.

Достоверность научных положений и выводов обеспечивается использованием стандартных и разработанных методов испытаний сварных соединений при статических нагрузках и изучения структуры сварных швов

методами световой и атомно-силовой микроскопии, большим объемом экспериментальных данных, применением комплексов программ, использующих методы вычислительной математики, совпадением расчетных и экспериментальных температурных данных при сварке в условиях низких температур.

Практическая значимость и реализация результатов работы: Найденные и обоснованные технологии сварки расширяют диапазон допустимых температур ОВ для проведения сварки ПЭ труб диаметром от 50 до 160 мм для газопроводов в сторону естественно низких температур без строительства дополнительных сооружений. Использование результатов данной работы позволяет определить прочность сварного соединения по зоне сплавления кратковременными испытаниями без нанесения надреза или удаления грата. Новизна предлагаемых решений подтверждена тремя патентами РФ на изобретения на способ сварки полимерных труб, одним патентом на изобретение на способ испытаний сварного стыкового соединения и одним положительным решением на выдачу патента на изобретение на способ испытания муфтовых сварных соединений. Результаты проведенных исследований приняты к использованию на ООО ПМК «Намгазстрой».

Апробация результатов диссертации. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались: на всероссийской конференции молодых ученых «Материаловедение технологии и экология в третьем тысячелетии» (г. Томск, 2009 г.), XIV Международном симпозиуме имени академика М.А. Усова (г. Томск, 2010 г.), IX Международном симпозиуме по развитию холодных регионов «ISCORD» (г. Якутск, 2010 г.), научной конференции «Перспективы развития нефтегазового комплекса Республики Саха (Якутия)» (г. Якутск, 2010 г.), IV и V Евразийском симпозиумах «EURASTRENCOLD» (г. Якутск, 2008, 2010 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 26 научных работ, в том числе 5 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 1 статья в электронном научном журнале, 16 в материалах научных конференций различного уровня, 4 патента РФ на изобретение.

Личный вклад автора заключается в определении технологических режимов и проведении экспериментальной сварки при низких температурах ОВ, обработке полученных результатов, разработке методов испытаний для

контроля качества сварных соединений, обобщении теоретических и экспериментальных результатов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка использованной литературы из 137 наименований. Объем диссертации составляет 143 стр., включая 52 рисунка и 12 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net