Сотрудники Базового центра проектирования НИИ ПММ по заказу АО «Транснефть – Центральная Сибирь» произвели виртуальные испытания герметизатора «Кайман», используемого при проведении ремонтных работ. Исследователи смоделировали поведение устройства в условиях максимальной нагрузки, оценили запас прочности конструкции и дали рекомендации, позволяющие повысить ее надежность.
– Герметизатор используется для перекрытия внутренней полости трубопровода при ремонтах с вырезкой участков трубы, – говорит начальник БЦП Владимир Бутов. – Герметизатор представляет собой замкнутую резинокордную оболочку, в которую под давлением 20 атмосфер подается воздух или инертный газ. Данная конструкция препятствует выходу нефти, взрывоопасных и горючих паров из трубопровода. От надежности герметизатора зависит безопасность специалистов - нефтяников, проводящих ремонтные работы.
Руководство компании поставлено задачу - спрогнозировать поведение конструкции при возможных нештатных ситуациях. Ученые произвели расчет максимального и суммарного импульса давления, действующего на основные опоры при разрушении резинокордной оболочки герметизатора, и создали компьютерную модель напряженно-деформированного состояния конструкции. Особое внимание при этом было уделено сварным швам, которые в условиях экстремальной нагрузки могут оказаться «слабым звеном».
Виртуальные испытания показали, что конструкции герметизаторов обладают достаточной прочностью и при нештатной аварийной ситуации, например, разрыве резинокордной оболочки, изделие будет деформировано, но его разрушения не случится. Соответственно, герметизаторы в полной мере обеспечивают безопасность специалистов при проведении ремонтных работ.
Разработанная модель универсальна – позволяет провести оценку работоспособности герметизаторов всех типоразмеров и проверить различные инженерные решения по их модернизации.
В целом применение современных методов компьютерного моделирования в проектировании вошло в практику высокотехнологических производств: это один из самых эффективных методов, позволяющих сократить время разработки и изготовления технических устройств, при этом существенно снизив затраты.