روش طراحی جدیدی برای طراحی بلوک مهار خطوط لوله انتقال گاز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی ژئوتکنیک، شرکت مهندسی گلدر، مونترال، کانادا

2 کارشناس ارشد مهندسی عمران، شرکت مهندسی و توسعه گاز ایران

چکیده

خطوط انتقال گاز در زمان بهره برداری تحت تاثیر افزایش دما و فشار منبسط می گردند. حرکت ناشی از این انبساط، برای لوله های قطور خطوط انتقال گاز قابل ملاحظه است. این لوله ها باید در مجاورت تجهیزات ایستگاه‌های تقویت فشار مهار شوند تا از آسیب به این تجهیزات جلوگیری شود. معمولأ برای مهار حرکت خطوط لوله مدفون در نزدیکی ایستگاههای تقویت فشار از بلوکهای حجیم بتنی که بلوک مهار نامیده می شوند استفاده می گردد. در این تحقیق رفتار بلوکهای مهار خطوط انتقال گاز برای چهار سایز لوله (16 اینچ تا 56 اینچ) و در چهار نوع خاک مورد مطالعه قرار گرفته است. این مطالعه با مدلسازی بلوک مهار، خط لوله و خاک اطراف و انجام تحلیلهای استاتیکی غیر خطی با لحاظ نمودن تغییر فشار و دما در هنگام راه اندازی و بهره برداری انجام شده است. نتایج این تحلیلها نشان می دهد که نیروی محوری وارد بر بلوک مهار به میزان قابل توجهی از نیرویی که از روابط کلاسیک محاسبه می شود کمتر است. بر اساس نتایج این تحلیلها روش جدیدی برای طراحی بهینه بلوک مهار تدوین شده است که در آن نیروی محوری خط لوله بر اساس حداکثر جابجایی مجاز بلوک مهار محاسبه می شود. با استفاده از این روش می توان ابعاد بلوک مهار را به میزان قابل توجهی نسبت به روش متداول طراحی کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A New Design Method for Anchor Blocks of Gas Transmission Pipelines

نویسندگان [English]

  • Akbar Vasseghi
  • Mohammad Kermani 1
  • Mohammad Arzani shahni 2
  • Mohammad Heydari khavas 2
1 Golder Associates Ltd, Montreal, Canada
2 Iranian Gas Engineering and Development Company
چکیده [English]

Natural gas transmission pipelines transport the natural gas at elevated temperature and high internal pressure. The pipelines will expand when they are put into operation under the influence of increased internal pressure and temperature. The movement due to such expansion is significant for large diameter pipelines which operate at high pressure and elevated temperature. The pipeline needs to be restrained near compressor stations in order to prevent the transmission of such movement to equipment and facilities within the station. Concrete anchor blocks are commonly used to restrain the movement of buried pipelines on both sides of compressor stations. Anchor blocks for transmission pipelines are usually massive because of the high axial stress in the pipe which results in large thrust force. Current design procedures are usually based on providing an adequate margin of safety against block sliding, block overturning and soil bearing pressure. This paper presents the results of an analytical study on the response of soil, pipeline and anchor block at different operating pressure and temperatures. Nonlinear finite element analyses which include modeling of soil-pipe and soil-block interactions are carried out to evaluate the design procedures. The results indicate that the concept used in current design procedures is fundamentally flawed because it is based on controlling forces rather displacements. Based on the results of these analyses a more rational design procedure which is based on controlling the displacements is introduced. The proposed design procedure results in a substantial reduction of the size of anchor blocks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anchor Block
  • pipeline
  • Design Method
  • Finite element analysis
  • Soil-structure interaction