ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕРНОГО АРМИРОВАННОГО ТРУБОПРОВОДА С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Каменских, Анна Александровна; Кузнецова, Юлия Сергеевна; Сахабутдинова, Ляйсан Рамилевна; Червов, Антон Анатольевич; Бугаев, Константин Анатольевич

doi:10.15593/perm.mech/2025.4.06

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕРНОГО АРМИРОВАННОГО ТРУБОПРОВОДА С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Анна Александровна Каменских, Юлия Сергеевна Кузнецова, Ляйсан Рамилевна Сахабутдинова, Антон Анатольевич Червов, Константин Анатольевич Бугаев

Сведения об авторах

Анна Александровна Каменских
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
Юлия Сергеевна Кузнецова
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
Ляйсан Рамилевна Сахабутдинова
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
Антон Анатольевич Червов
ООО «Лукойл-инжиниринг», Москва, Российская Федерация
Константин Анатольевич Бугаев
ООО «Лукойл-инжиниринг», Москва, Российская Федерация

https://doi.org/10.15593/perm.mech/2025.4.06

Приводятся постановки и результаты численной реализации трех этапов прогнозирования напряженно-деформированного состояния полимерных армированных трубопроводов (ПАТ) под действием внутреннего давления с учетом остаточных напряжений, возникающих в процессе изготовления. Для этого на первом этапе построены процедуры прогнозирования эффективных характеристик армированного слоя; на втором этапе решена задача о прогнозировании остаточных технологических напряжений; на третьем этапе решена задача об отыскании напряженно-деформированного состояния под действием внутреннего давления с учетом остаточных технологических напряжений. Решение поставленных задач осуществлено численно методом конечных элементов. Данное исследование носит поисковый характер, направленный на выявление проблемных зон конструкции ПАТ, формирование и отработку методики проявления моделирования поведения под действием различных нагрузок. В рамках представленной работы рассмотрены упругие характеристики материалов и стационарные формулировки задач. Рассмотренные задачи позволили провести качественную приближенную оценку напряженно-деформированного состояния ПАТ в процессе изготовления и эксплуатации, выявить закономерности деформирования и зоны возможного разрушения элементов конструкции. Для поиска и формулирования отбракованных характеристик, рекомендаций по монтажу и эксплуатации необходимо реализовать переход к более сложным моделям описания поведения материалов, учитывающих температурные и временные зависимости механических характеристик полиэтилена высокой плотности ПЭ 100 и композиционного материала на его основе.

Ключевые слова

полимерные армированные трубыполиэтиленстекловолокнотехнологическая механикаэффективные характеристикиостаточные напряжениянапряженно-деформированное состояниедавлениеэксплуатациямоделированиеМКЭ

Литература

1.Гребенюк, Г.Н. Магистральные нефтепроводы и их воздействие на окружающую среду / Г.Н. Гребенюк, Е.А. Чернявский, Г.К. Ходжаева // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2011. – Т. 13, № 1-5. – С. 1260–1263. Scholar
2.Gabbar, H.A. Framework of pipeline integrity management / H.A. Gabbar, H.A. Kishawy // International Journal of Process Systems Engineering. – 2011. – Vol. 1, no. 3/4. – P. 215–236. DOI: 10.1504/IJPSE.2011.041560 Scholar
3.Kishawy, H.A. Review of pipeline integrity management practices / H.A. Kishawy, H.A. Gabbar // International Journal of Pressure Vessels and Piping. – 2010. – Vol. 87(7) – P. 373–380. DOI: 87. 373-380. 10.1016/j.ijpvp.2010.04.003 Scholar
4.О применении труб из полимерных материалов для промысловых трубопроводов / Д.А. Гулин [и др.] // Нефтегазовое дело. – 2020 – Т. 18, № 6. – С. 107–115. DOI: 10.17122/ngdelо-2020-6-107-115 Scholar
5.Подход к выбору типов полимерно-композитных труб для промысловых трубопроводов / А.А. Гарифуллин [и др.] // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2023. – № 6. – С. 86–100. Scholar
6.Колбасин, А.В. Состояние и перспективы развития трубной промышленности России / А.В. Колбасин, Е.П. Гармашова // Экономика, предпринимательство и право. – 2023. – Т. 13, № 7. – С. 2189–2204. DOI 10.18334/еpp.13.7.117873 Scholar
7.ГОСТ Р 59834-2021. Промысловые трубопроводы. Трубы гибкие полимерные армированные и соединительные детали к ним. Общие технические условия. – М., 2021. – 32 с. Scholar
8.ГОСТ Р 59910-2021. Трубы полимерные, армированные металлическим каркасом, и соединительные детали к ним. Общие технические условия. – М., 2022. – 36 с. Scholar
9.ГОСТ Р 70623-2023. Трубопроводы промысловые. трубопроводы из гибких полимерных армированных труб. Правила проектирования, монтажа и эксплуатации. – М., 2024. – 52 с. Scholar
10.ГОСТ Р 70624-2023. Трубопроводы промысловые из труб полимерных, армированных металлическим каркасом. Правила проектирования, монтажа и эксплуатации. – М., 2024. – 48 с. Scholar
11.Полимерные решения для промысловых трубопроводов: электрон. журн. «СИБУР Клиентам». – URL: https://magazine.sibur.ru/publication/trends/polimernye-resheniya-dlya-promyslovykh-truboprovodov/ (дата публикации: 12.12.2024). Scholar
12.Плис, С.А. Анализ деятельности предприятий ТЭК в регионе и возможности оптимизации бизнес-процессов нефтегазовых компаний / С.А. Плис, Х.Г. Чаплаев, Л.М. Идигова // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. – 2024. – № 3(231). – С. 15–19. Scholar
13.Кладиев, С.Н. Обзор и критический анализ современного состояния и путей развития технологического процесса добычи нефти электроприводным способом в прерывистых режимах эксплуатации мало- и среднедебитных скважин / С.Н. Кладиев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334, № 8. – С. 220–231. DOI: 10.18799/24131830/2023/8/4349 Scholar
14.Крючатов, А.Д. Возможности промыслово-геофизического метода для открытия новых залежей, прироста запасов и обоснования эксплуатационного бурения / А.Д. Крючатов // Вестник Пермского университета. Геология. – 2024. – Т. 23, № 1. – С. 76–84. DOI: 10.17072/psu.geol.23.1.76 Scholar
15.Совершенствование методов расчета долговечности элементов оборудования и трубопроводов / Р.А. Харисов [и др.] // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2014. – № 3(97). – С. 90–95. Scholar
16.Толмачев, А.А. Разработка математической модели напряженно-деформированного состояния многослойной полипропиленовой армированной трубы / А.А. Толмачев, А.А. Толмачев // Научный журнал Российского газового общества. – 2024. – № 1(43). – С. 36–42. Scholar
17.Yakupov, N.M. Calculation of Two-Layer Cylindrical Shells Based on the Spline Variant of the Finite Element Method / N.M. Yakupov, H.G. Kiyamov, I.Z. Mukhamedova // Lobachevskii Journal of Mathematics. – 2023. – Vol. 44. – P. 1813–1819. DOI: 10.1134/S1995080223050566 Scholar
18.Mechanical Properties Study of Reinforced Thermoplastic Pipes Under A Tensile Load / Yy. Wang, M. Lou, B. Tong, S. Wang // China Ocean Engineering. – 2020. – Vol. 34. – P. 806–816. DOI: 10.1007/s13344-020-0073-x Scholar
19.Влияние конструктивных дефектов на надежность полимерных труб армированных металлическими лентами / В.Р. Галлямов [и др.] // Нефтегазовое дело. – 2023. – Т. 21, № 1. – С. 117–124. DOI 10.17122/ngdelо-2023-1-117-126. – EDN ECNFAG Scholar
20.Sebayc, T.A. Design of oil and gas composite pipes for energy production / T.A. Sebayc // Energy Procedia. – 2019. – Vol. 162. – P. 146–155. DOI: 10.1016/j.egypro.2019.04.016 Scholar
21.Alkan, U. Effect of temperature and time on mechanical and electrical properties of HDPE/glass fibre composites / U. Alkan, Y. Özcanlı, V. Alekberov // Fibers and Polymers. –2013. – Vol. 14. – P. 115–120. Scholar
22.Experimental Study of the Effect of Temperature on the Circumferential Bending Performance of GFRP Pipes / S. Luan, J. Chen, Y. Lv, X. Zhang, L. Huang // Polymers. – 2023. – Vol. 15. – Art. 392. DOI: 10.3390/polym15020392 Scholar
23.Sebey, T.A. Numerical Investigation into GFRP Composite Pipes under Hydrostatic Internal Pressure / T.A. Sebey, A. Ahmed // Polymers. – 2023. – Vol. 15(5). – Art. 1110. DOI: 10.3390/polym15051110 Scholar
24.Хакимов, А.Г. Взаимодействие неустойчивостей трубопровода при статическом нагружении / А.Г. Хакимов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2018. – № 3. – С. 87–94. DOI: 10.15593/perm.mech/2018.3.09 Scholar
25.Rafiee, R. Evaluating long-term performance of glass fiber reinforced plastic pipes subjected to internal pressure / R. Rafiee, B. Mazhari // Construction and Building Materials. – 2016. – Vol. 122. – P. 694–701. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.06.103 Scholar
26.ГОСТ Р 55990–2014 Месторождения нефтяные и газонефтяные. Промысловые трубопроводы. Нормы проектирования. – М., 2015. – 90 с. Scholar
27.Evaluating the Residual Stress and Its Effect on the Quasi-Static Stress in Polyethylene Pipes / N. Tan, L. Lin, T. Deng, Y. Dong // Polymers. – 2022. – Vol. 14. – Art. 1458. DOI: 10.3390/polym14071458 Scholar
28.The effect of residual stress on polymer pipe lifetime / P. Hutaf, M. Ševčík, A. Frank, L. Náhlík, J. Kučera, G. Pinter // Engineering Fracture Mechanics. – 2013. – Vol. 108. – P. 98–108. DOI: 10.1016/j.engfractmech.2013.04.014 Scholar
29.Krishnaswamy, R.K. Analysis of ductile and brittle failures from creep rupture testing of high-density polyethylene (HDPE) pipes / R.K. Krishnaswamy // Polymer. – 2005. – Vol. 46(25). – P. 11664–11672. DOI: 10.1016/j.polymer.2005.09.084 Scholar
30.Creep rapture of plastic pipes: Effect of eccentricity, residual stress, and circumferential orientation / S. Deveci, A. Khaleel, B. Eryigit, F. AlHamelı // Polymer Testing. – 2024. – Vol. 133(2). – Art. 108408. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2024.108408 Scholar
31.Chaoui, K. Effect of residual stress on crack propagation in MDPE pipes / K. Chaoui, A. Chudnovsky, A. Moet // Journal of Materials Science. – 1987. – Vol. 22. – P. 3873–3879 DOI: 10.1007/BF01133334 Scholar
32.Guevara-Morales, A. Experimental investigation of the effect of residual stresses on rapid crack propagation in polyethylene (PE100) pipes / A. Guevara-Morales, P. Leevers // Polymer Engineering & Science. – 2013. – Vol. 53. – P. 1217–1222. DOI: 10.1002/pen.23381 Scholar
33.Residual stress in polyethylene pipes / J. Poduška, P. Hutař, J. Kučera, A. Frank, J. Sadílek, G. Pinter, L. Náhlík // Polymer Testing. – 2014. – Vol. 40. – P. 88–98. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2014.08.006 Scholar
34.Choi, S. Residual stresses in plastic pipes and fittings – I. Methods for experimental analysis / S. Choi, L.J. Broutman // Polymer (Korea). – 1996. – Vol. 21. – P. 71–82. Scholar
35.A refined one-slit-ring method to quantify residual hoop stress in chlorinated polyvinyl chloride pipe-application to specimens after immersion in primer / B. Chen, P.Y.B. Jar, P. Mertiny, R. Prybysh // Polymer Engineering and Science. – 2019. – Vol. 59. – P. E296-E309. Scholar
36.Williams, J.G. The determination of residual stresses in plastic pipe and their role in fracture / J.G. Williams, J.M. Hodgkinson, A. Gray // Polymer Engineering and Science. – 1981. – Vol. 21(13). – P. 822–828. DOI: 10.1002/pen.760211304 Scholar
37.Rafiee, R. On the mechanical performance of glass-fibre-reinforced thermosetting-resin pipes: A review / R. Rafiee // Composite Structures. – 2016. – Vol. 143. – P. 151–164. DOI: 10.1016/j.compstruct.2016.02.037 Scholar
38.Effect of Process Parameters on Thermal and Mechanical Properties of Filament Wound Polymer-Based Composite Pipes / S. Srebrenkoska, F. Kochoski, V. Srebrenkoska, S. Risteska, R. Kotynia // Polymers (Basel). – 2023. – Vol. 15(13). – Art. 2829. DOI: 10.3390/polym15132829. PMID: 37447476; PMCID: PMC10346241. Scholar
39.Effects of Tape Tension on Residual Stress in Thermoplastic Composite Filament Winding / Haibo Lu, Martin Schlottermuller, Norbert Himmel, Ralf Schledjewski // Journal of Thermoplastic Composite Materials. – 2005. – Vol. 18. – P. 469–487. 10.1177/0892705705054409. Scholar
40.Ghasemi, A.R. Determination of the influence of thermo-mechanical factors on the residual stresses of cylindrical composite tubes: Experimental and computational analyses / A.R. Ghasemi, B. Asghari, A. Tabatabaiean // International Journal of Pressure Vessels and Piping. – 2020. – Vol. 183. – Art. 104098. 10.1016/j.ijpvp.2020.104098. Scholar
41.Process-induced residual stress analysis of reinforced layer of reinforced thermoplastic pipes / C. Zhang, Y. Wang, M. Lou, W. Liang, D. Yang, X. Qi // Polymer Composites. – 2025. – P. 1–19. DOI: 10.1002/pc.29908 Scholar
42.Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022683405 Российская Федерация. Автоматизация прогнозирования эффективных вязкоупругих свойств слоистого композита: № 2022683467: заявл. 05.12.2022: опубл. 05.12.2022 / Г.В. Ильиных, Л.Р. Сахабутдинова, О.Ю. Сметанников; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный политехнический университет». Scholar
43.Simulation study of fatigue lifetime in PE100 pipes / A. Medjadji, M. Mazari, T. Kebir, A. Belaziz // Journal Européen des Systèmes Automatisés. – 2019. – Vol. 52, no. 6. – P. 649–654. DOI: 10.18280/jesa.520613 Scholar
44.Вавилова, М.И. Свойства и особенности армирующих стеклянных наполнителей, используемых для изготовления конструкционных стеклопластиков / М.И. Вавилова, Н.С. Кавун // Авиационные материалы и технологии. – 2014. – № 3(32). – С. 33–37. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-3-33-37 Scholar
45.Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024690336 Российская Федерация. Модуль для прогнозирования технологических напряжений в процессе изготовления методом протрузии армированных цилиндрических конструкций из полимерных композиционных материалов: № 2024690230: заявл. 13.12.2024: опубл. 13.12.2024 / А.П. Богданова, А.А. Каменских, Ю.С. Кузнецова [и др.]; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет». Scholar
46.Колтунов, М.А. Упругость и прочность цилиндрических тел / М.А. Колтунов. – М.: Высшая школа, 1975. – 526 с. Scholar
47.Федотова, А.В. Моделирование в лабораторных условиях механизмов разрушения труб из гибких и жестких полимерно-армированных материалов, применяемых в нефтегазовой отрасли / А.В. Федотова, К.А. Перов, М.В. Богатов // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. – 2024. – № 6. – С. 47–61. DOI: 10.17804/2410-9908.2024.6.047-061 Scholar
48.Nonlinear Mechanical Behavior of Glass Fiber/ Epoxy Resin Composite Under Medium and Low Strain Rates Loading / Z. Liu, J. Zhong, R. Ren, Z. Tang, C. Zhao, X. Liu, Y. Gao, J. Ren // Applied Composite Materials. – 2024. – Vol. 31. – P. 1369–1392. DOI: 10.1007/s10443-024-10233-0 Scholar
49.Zhang, Y. Comparison of Mechanical Properties Between PE80 and PE100 Pipe Materials / Y. Zhang, P.-Y. Jar // Journal of Materials Engineering and Performance. – 2016. – Vol. 25. – P. 4326–4332. 10.1007/s11665-016-2274-2 Scholar

1.Grebenyuk G.N., Chernyavskij E.A., Khodzhaeva G.K. Magistral'nye nefteprovody i ikh vozdejstvie na okruzhayushchuyu sredu [Main oil pipelines and their impact on the environment]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk, 2011, V. 13, No 1-5, pp. 1260-1263. Scholar
2.Gabbar H.A., Kishawy H.A. Framework of pipeline integrity management. International Journal of Process Systems Engineering, 2011, V. 1, No. 3/4, pp. 215-236. DOI: 10.1504/IJPSE.2011.041560. Scholar
3.Kishawy H.A., Gabbar H.A. Review of pipeline integrity management practices. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2010, V. 87(7), pp. 373-380. DOI: 87. 373-380. 10.1016/j.ijpvp.2010.04.003. Scholar
4.Gulin D.A., Karpova K.E., Glazkov A.S., Nasibullin T.R. O primenenii trub iz polimernykh materialov dlya promyslovykh truboprovodov [On the use of pipes made of polymer materials for field pipelines]. Petroleum engineering, 2020, V. 18, No 6, pp. 107-115. DOI: 10.17122/ngdelo-2020-6-107-115. Scholar
5.Garifullin A.A., Burkutbaev A.B., Romanchuk A.S., Vinogradov P.V., Kirillov D.A., Nebogin D.A. Podkhod k vyboru tipov polimerno-kompozitnykh trub dlya promyslovykh truboprovodov [An approach to choosing types of polymer composite pipes for field pipelines]. Problemy sбота, podgotovki i transporta nefti i nefteproduktov, 2023, No 6, pp. 86-100. Scholar
6.Kolbasin A.V., Garmashova E.P. Sostoianie i perspektivy razvitiia trubnoj promyshlennosti Rossii [The state and prospects of development of the pipe industry in Russia]. Journal of Economics, Entrepreneurship and Law, 2023, V. 13, No 7, pp. 2189-2204. DOI 10.18334/efp.13.7.117873 Scholar
7.GOST R 59834-2021 Promyslovye truboprovody. Truby gibkie polimernye armirovannye i soediniteI'nye detali k nim. Obshchie tekhnicheskie usloviya. M., 2021. 32 p. Scholar
8.GOST R 59910-2021 Truby polimernye, armirovannye metallicheskim karkasom, i soediniteI'nye detali k nim. Obshchie tekhnicheskie usloviya. M., 2022. 36 p. Scholar
9.GOST R 70623-2023 Truboprovody promyslovye. truboprovody iz gibkikh polimernykh armirovannykh trub. Pravila proektirovaniya, montazha i ehkspluatacii. M., 2024. 52 p. Scholar
10.GOST R 70624-2023 Truboprovody promyslovye iz trub polimernykh, armirovannykh metallicheskim karkasom. Pravila proektirovaniya, montazha i ehkspluatacii. M., 2024. 48 p. Scholar
11.Polymer solutions for field pipelines: electronic journal «SIBUR Clients2. URL: https://magazine.sibur.ru/publication/trends/polimernye-resheniya-dlya-promyslovykh-truboprovodov/. Date of publication: 12.12.2024. Scholar
12.Plis S.A., Chaplaev Kh.G., Idigova L.M. Analiz dejatel'nosti predprijatij TJeK v regione i vozmozhnosti optimizacii biznes-processov neftegazovyh kompanij [Analysis of the FEC enterprises activities in the region and possibilities for optimizing business processes of oil and gas companies]. Problems of economics and management of oil and gas complex, 2024, No 3(231), pp. 15-19. Scholar
13.Kladiev S.N. Obzor i kriticheskij analiz sovremennogo sostojaniia i putej razvitija tehnologicheskogo processa dobychi nefti jelektroprivodnym sposobom v preryvistyh rezhimah jekspluatacii malo- i srednedebitnyh skvazhin [Review and critical analysis of the current state and ways of developing the technological process of oil production by an electric drive in intermittent modes of operation of low- and medium-rate wells]. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering, 2023, V. 334, No 8, pp. 220-231. – DOI 10.18799/24131830/2023/8/4349 Scholar
14.Kryuchatov A.D. Vozmozhnosti promyslovo-geofizicheskogo metoda dlja otkrytija novyh zalezhej, prirosta zapasov i obosnovanija jekspluatacionnogo burenija [New feasibility of the borehole geophysical method for discovery of new deposits, extension additions, and justification of production drilling]. Bulletin of Perm University. Geology, 2024, V. 23, No 1, pp. 76-84. – DOI 10.17072/psu.geol.23.1.76 Scholar
15.Kharisov R.A., Zaynullin R.S., Latypov A.M., Mukhametzyanov A.N. Sovershenstvovanie metodov rascheta dolgovechnosti jelementov oborudovanija i truboprovodov [Improvement of equipment component/pipeline longevity calculation methods]. Problems of Gathering, Treatment and Transportation of Oil and Oil Products, 2014, No 3(97), pp. 90-95. Scholar
16.Tolmachev A.A., Tolmachev A.A. Razrabotka matematicheskoj modeli naprzjahenno-deformirovannogo sostojanija mnogoslojnoj polipropilenovoj armirovannoj truby [Development of a mathematical model of the stress-strain state of a multilayer polypropylene reinforced pipe]. Scientific journal of the Russian gas society, 2024, No 1(43), pp. 36-42. Scholar
17.Yakupov N.M., Kiyamov H.G., Mukhamedova, I.Z. Calculation of Two-Layer Cylindrical Shells Based on the Spline Variant of the Finite Element Method. Lobachevskii Journal of Mathematics, 2023. V. 44, pp. 1813-1819. https://doi.org/10.1134/S1995080223050566 Scholar
18.Wang Yy., Lou M., Tong B., Wang S. Mechanical Properties Study of Reinforced Thermoplastic Pipes Under A Tensile Load. China Ocean Engineering, 2020, V. 34, pp. 806-816. https://doi.org/10.1007/s13344-020-0073-x. Scholar
19.Gallyamov V.R., Romanchuk A.S., Chervov A.A., Andriyashkin L.N., Vinogradov P.V. Vliyanie konstruktivnykh defektov na nadezhnost' polimernykh trub armirovannykh metallicheskimi lentami [The influence of structural defects on the reliability of polymer pipes reinforced with metal tapes]. Petroleum engineering, 2023, V. 21, No 1, pp. 117-124. – DOI 10.17122/ngdelo-2023-1-117-126. – EDN ECNFAG. Scholar
20.Sebaey T.A. Design of oil and gas composite pipes for energy production. Energy Procedia, 2019, V.162, pp. 146–155. DOI:10.1016/j.egypro.2019.04.016 Scholar
21.Alkan U., Özcanlı Y., Alekberov V. Effect of temperature and time on mechanical and electrical properties of HDPE/glass fibre composites. Fibers and Polymers, 2013, V.14, pp.115–120. Scholar
22.Luan S., Chen J., Lv Y., Zhang X., Huang L. Experimental Study of the Effect of Temperature on the Circumferential Bending Performance of GFRP Pipes. Polymers, 2023, V. 15, Art. 392. https://doi.org/10.3390/polym15020392 Scholar
23.Sebeay T.A., Ahmed A. Numerical Investigation into GFRP Composite Pipes under Hydrostatic Internal Pressure. Polymers, 2023, V. 15(5), Art. 1110. https://doi.org/10.3390/polym15051110 Scholar
24.Khakimov A.G. Instability interactions of a pipe at static loading. PNRPU Mechanics Bulletin, 2018, No 3, pp. 87-94. DOI: 10.15593/perm.mech/2018.3.09 Scholar
25.Rafiee R., Mazhari B. Evaluating long-term performance of glass fiber reinforced plastic pipes subjected to internal pressure. Construction and Building Materials, 2016, V. 122, pp. 694–701. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2016.06.103 Scholar
26.GOST R 55990 – 2014 Mestorozhdeniya neftyanye i gazoneftyanye. Promyslovye truboprovody. Normy proektirovaniya. M., 2015. 90 p. Scholar
27.Tan N., Lin L., Deng T., Dong Y. Evaluating the Residual Stress and Its Effect on the Quasi-Static Stress in Polyethylene Pipes. Polymers, 2022, V. 14, Art. 1458. https://doi.org/10.3390/polym14071458 Scholar
28.Hutař P., Ševčík M., Frank A., Náhlík L., Kučera J., Pinter G. The effect of residual stress on polymer pipe lifetime. Engineering Fracture Mechanics, 2013, Vol. 108, pp. 98-108. doi:10.1016/j.engfracmech.2013.04.014 Scholar
29.Krishnaswamy R.K. Analysis of ductile and brittle failures from creep rupture testing of high-density polyethylene (HDPE) pipes. Polymer, 2005, V. 46(25), pp. 11664-11672. DOI:10.1016/j.polymer.2005.09.084 Scholar
30.Deveci S., Khaleel A., Eryigit B., AlHamelí F. Creep rapture of plastic pipes: Effect of eccentricity, residual stress, and circumferential orientation. Polymer Testing, 2024, V. 133(2), Art. 108408. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2024.108408 Scholar
31.Chaoui, K., Chudnovsky, A. & Moet, A. Effect of residual stress on crack propagation in MDPE pipes. Journal of Materials Science, 1987, V. 22, pp. 3873–3879 https://doi.org/10.1007/BF01133334 Scholar
32.Guevara-Morales A, Leavers P. Experimental investigation of the effect of residual stresses on rapid crack propagation in polyethylene (PE100) pipes. Polymer Engineering and Science, 2013, V.53, pp. 1217-1222. https://doi.org/10.1002/pen.23381 Scholar
33.Poduška J., Hutař P., Kučera J., Frank A., Sadílek J., Pinter G., Náhlík L. Residual stress in polyethylene pipes. Polymer Testing, 2014, V. 40, pp. 88–98. doi: 10.1016/j.polymertesting.2014.08.006 Scholar
34.Choi S., Broutman L.J. Residual stresses in plastic pipes and fittings - I. Methods for experimental analysis. Polymer (Korea), 1996, V. 21, pp. 71-82. Scholar
35.Chen B., Jar P.Y.B., Mertiny P., Prybysh R. A refined one-slit-ring method to quantify residual hoop stress in chlorinated polyvinyl chloride pipe-application to specimens after immersion in primer. Polymer Engineering and Science, 2019, V. 59, pp. E296-E309. Scholar
36.Williams J. G., Hodgkinson J. M., Gray A. The determination of residual stresses in plastic pipe and their role in fracture. Polymer Engineering and Science, 1981, V. 21(13), pp. 822–828. doi:10.1002/pen.760211304. Scholar
37.Rafiee R. On the mechanical performance of glass-fibre-reinforced thermosetting-resin pipes: A review. Composite Structures, 2016, V. 143, pp. 151-164. doi:10.1016/j.compstruct.2016.02.037. Scholar
38.Srebrenkoska S., Kochoski F., Srebrenkoska V., Risteska S., Kotynia R. Effect of Process Parameters on Thermal and Mechanical Properties of Filament Wound Polymer-Based Composite Pipes. Polymers (Basel), 2023, V. 15(13), Art. 2829. doi: 10.3390/polym15132829. PMID: 37447476; PMCID: PMC10346241. Scholar
39.Lu H., Schlottermuller M., Himmel N., Schledjewski R. Effects of Tape Tension on Residual Stress in Thermoplastic Composite Filament Winding. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 2005, V.18, pp. 469-487. 10.1177/0892705705054409. Scholar
40.Ghasemi A.R., Asghari B., Tabatabaeian A. Determination of the influence of thermo-mechanical factors on the residual stresses of cylindrical composite tubes: Experimental and computational analyses. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2020, V. 183, Art. 104098. 10.1016/j.ijpvp.2020.104098. Scholar
41.Zhang C, Wang Y, Lou M, Liang W, Yang D, Qi X. Process-induced residual stress analysis of reinforced layer of reinforced thermoplastic pipes. Polymer Composites, 2025, pp.1-19. doi:10.1002/pc.29908 Scholar
42.Svidetel'stvo o gosudarstvennoj registracii programmy dlya EHVМ № 2022683405 Rossijskaya Federaciya. Avtomatizaciya prognozirovaniya ehffektivnykh vyazkouprugikh svojst sloistogo kompozita: № 2022683467: zayavl. 05.12.2022: opubl. 05.12.2022 / G.V. Il'inykh, L.R. Sakhabutdinova, O.YU. Smetannikov; zayavitel' Federal'noe gosudarstvennoe avtonomnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Permskij nacional'nyj issledovatel'skij politekhnicheskij universitet». Scholar
43.Medjadji A., Mazari M., Kebir T., Belaziz A. Simulation study of fatigue lifetime in PE100 pipes. Journal Européen des Systèmes Automatisés, 2019, V. 52, No. 6, pp. 649-654. https://doi.org/10.18280/jesa.520613 Scholar
44.Vavilova M.I., Kavun N.S. Svojstva i osobennosti armiruyushchikh steklyannykh napolnitelej, ispol'zuemykh dlya izgotovleniya konstrukcionnykh stekloplastikov [Properties and features of reinforcing glass fillers used for the manufacture of structural fiberglass]. Aviacionnye materialy i tekhnologii, 2014, No 3(32), pp. 33-37. DOI: 10.18577/2071 -9140-2014-0-3-33-37 Scholar
45.Svidetel'stvo o gosudarstvennoj registracii programmy dlya EHVМ № 2024690336 Rossijskaya Federaciya. Modul' dlya prognozirovaniya tekhnologicheskikh napryazhenij v processe izgotovleniya metodom protruzii armirovannykh cilindricheskikh konstrukcij iz polimernykh kompozicionnykh materialov: № 2024690230: zayavl. 13.12.2024: opubl. 13.12.2024 / A.P. Bogdanova, A.A. Kamenskikh, YU.S. Kuznecova [i dr.]; zayavitel' Federal'noe gosudarstvennoe avtonomnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Permskij nacional'nyj issledovatel'skij politekhnicheskij universitet». Scholar
46.Koltunov M.A. Uprugost' i prochnost' cilindricheskikh tel [Elasticity and strength of cylindrical bodies], M.: Vysshaya shkola, 1975, 526 p. Scholar
47.Fedotova A.V., Perov K.A., Bogatov M.V. Modelirovanie v laboratornykh usloviyakh mekhanizmov razrusheniya trub iz gibkikh i zhestkikh polimerno-armirovannykh materialov, primenyaemykh v neftegazovoj otrasli [Laboratory simulation of the mechanisms of destruction of pipes made of flexible and rigid polymer-reinforced materials used in the oil and gas industry]. Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures, 2024, No 6, pp. 47-61. DOI 10.17804/2410-9908.2024.6.047-061. Scholar
48.Liu Z., Zhong J., Ren R., Tang Z., Zhao C., Liu X., Gao Y., Ren J. Nonlinear Mechanical Behavior of Glass Fiber/ Epoxy Resin Composite Under Medium and Low Strain Rates Loading. Applied Composite Materials, 2024, V. 31, pp. 1369-1392. DOI: 10.1007/s10443-024-10233-0 Scholar
49.Zhang Y., Jar P.-Y. Comparison of Mechanical Properties Between PE80 and PE100 Pipe Materials. Journal of Materials Engineering and Performance, 2016, V. 25, pp. 4326-4332. 10.1007/s11665-016-2274-2 Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (№ 4, 2025)

Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована: 08.12.2025
В выпуске: 08.12.2025
Выпуск: № 4 (2025)

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕРНОГО АРМИРОВАННОГО ТРУБОПРОВОДА С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Ключевые слова

Prediction of the Polymer Reinforced Pipeline Stress-Strain State taking into Account Technological Residual Stresses

Keywords

Литература

Другие статьи выпуска

Информация о статье

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕРНОГО АРМИРОВАННОГО ТРУБОПРОВОДА С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Аннотация

Ключевые слова

Prediction of the Polymer Reinforced Pipeline Stress-Strain State taking into Account Technological Residual Stresses

Keywords

Литература

Другие статьи выпуска

Информация о статье