Критеріальний підхід до обґрунтування жорсткісних параметрів пружних підвісів у надземних трубопровідних переходах

Є. Й. Ріпецький; Р. Й. Ріпецький; О. І. Непеляк

doi:10.31471/1993-9965-2026-1(60)-25-35

Автор(и)

Є. Й. Ріпецький Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу 76019, вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, Україна
Р. Й. Ріпецький Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу 76019, вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, Україна
О. І. Непеляк Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу 76019, вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.31471/1993-9965-2026-1(60)-25-35

Ключові слова:

надземний трубопровід; пружний підвіс; жорсткість опори; напружено-деформований стан; матриця податливості; моделювання, переміщення

Анотація

У статті обґрунтувао критеріальний підхід до вибору жорсткісних параметрів пружних підвісів у надземних трубопровідних переходах на основі співвідношення жорсткості підвісів і еквівалентної жорсткості трубопроводу. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення надійності та ефективності проєктування трубопровідних систем шляхом раціонального вибору характеристик опорних елементів. Методика дослідження базується на дискретному моделюванні системи «трубопровід – пружні підвіси» із заміною розподілених параметрів еквівалентними зосередженими жорсткостями та застосуванням матричних методів аналізу. Запроваджено безрозмірний критерій жорсткості, визначений як відношення жорсткості підвісу до еквівалентної жорсткості трубопроводу в точці кріплення, що дозволяє узагальнено описати взаємодію елементів системи. У результаті чисельного аналізу встановлено закономірності зміни переміщень трубопроводу та розподілу навантажень залежно від значення критерію. Виявлено три характерні режими роботи системи: «м’який» підвіс, перехідний режим спільної роботи та «жорсткий» підвіс. Показано, що найбільша ефективність регулювання деформацій досягається у перехідній області значень критерію. Запропонований підхід дозволяє оцінювати ефективність підвісних систем, прогнозувати деформаційну поведінку трубопроводів і обґрунтовувати раціональні жорсткісні параметри. Його застосування забезпечує оптимальне поєднання гнучкості та несучої здатності системи, підвищує експлуатаційну надійність і зменшує ризик перевантажень.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

1. Yanul, S., Pavlov, K., Korotia, M., & Haliant, S. (2019). Kharakterystyka hazotransportnoi systemy Ukrainy [Characteristics of the gas transport system of Ukraine]. Ekonomichnyi visnyk Skhidnoievropeiskoho natsionalnoho universytetu imeni Lesi Ukrainky, 1(17), 31–38. (in Ukrainian) DOI: https://doi.org/10.29038/2411-4014-2019-01-31-38.

2. Hrudz, V. Ya., Tymkiv, D. F., Mykhalkiv, V. B., & Kostiv, V. V. (2009). Obsluhovuvannia i remont hazoprovodiv: Monohrafiia [Maintenance and repair of gas pipelines: A monograph]. Lileia-NV. (in Ukrainian)

3. Antaki, G. A. (2003). Piping and pipeline engineering: Design, construction, maintenance, integrity, and repair. Marcel Dekker. DOI: https://doi.org/10.1201/9780203911150.

4. Ripetskyi, Ye. Yo., Ripetskyi, R. Yo., & Nepeliak, O. I. (2025). Otrymannia matrytsi podatlyvosti nesuchoho kanatu odnoprolitnoho vysiachoho truboprovodu [Obtaining the compliance matrix of the carrying cable of a single-span suspension pipeline]. Prykarpatskyi visnyk NTSH. Chyslo, (20(76)), 227–243. (in Ukrainian) DOI: https://doi.org/10.31471/2304-7399-2025-20(76)-227-243.

5. Trevoho, I., Kukhtar, D., Ilkiv, E., Zhytar, D., & Lavrishko, Ie. (2024). Monitoring the position of overhead crossings of main pipelines using total stations. Paper presented at the International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2024». DOI: https://doi.org/10.3997/2214-4609.2024510095.

6. Taraievskyi, O. (2014). Deiaki aspekty tekhnichnoho stanu mahistralnykh truboprovodiv iz urakhuvanniam yikh tryvaloi ekspluatatsii [Some aspects of the technical condition of main pipelines taking into account their long-term operation]. Naftohazova haluz Ukrainy, (6), 43–46. (in Ukrainian)

7. Carpenter, J. A., & Becht, C. (2007). Pipe supports and restraints. ASME Press.

8. Mahalif, V. Ya. (2010). Truboprovody teplovykh elektrostantsii: Monohrafiia [Pipelines of thermal power plants: A monograph]. Vyshcha shkola. (in Ukrainian)

9. Peng, L. C., & Peng, T. (2009). Pipe stress engineering. ASME Press.

10. Timoshenko, S. P., & Gere, J. M. (2009). Theory of elastic stability (2nd ed.). McGraw-Hill.

11. Oliinyk, A. P., Feshanych, L. I., & Chernyshov, M. Yu. (2022). Matematychne modeliuvannia protsesu deformuvannia truboprovodiv, shcho ekspluatuiutsia v pidzemnomu ta nadzemnomu rezhymakh [Mathematical modeling of the process of deformation of pipelines operated in underground and overhead modes]. Metody ta prylady kontroliu yakosti, (2(49)), 89–94. (in Ukrainian) https://doi.org/10.31471/1993-9981-2022-2(49)-89-94.

12. Hrudz, V. Ya., Tutko, T. F., & Pyrih, T. Yu. (2019). Vilni kolyvannia nadzemnoi dilianky mahistralnoho hazoprovodu pislia prokhodzhennia po nii ochysnoho chy diahnostychnoho porshnia [Free vibrations of the overhead section of the main gas pipeline after the passage of a cleaning or diagnostic pig through it]. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch, (3(72)), 69–75. (in Ukrainian) DOI: https://doi.org/10.31471/1993-9973-2019-3(72)-69-75.

13. Jazar, R. N., & Marzbani, H. (2024). Mechanical vibrations modeling. In Vehicle Vibrations (pp. 143–198). Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-43486-0_4

14. Pilkey, W. D., & Kitiş, L. (1995). Dynamic stiffness matrix for a beam element with shear deformation. Shock and Vibration, 2(2), 155–162. DOI: https://doi.org/10.3233/sav-1995-2206.

15. Teviashev, A. D., & Shevchenko, L. D. (2022). Matematychne modeliuvannia system i protsesiv: Pidruchnyk [Mathematical modeling of systems and processes: A textbook]. KHNURE. (in Ukrainian)