مقطع: کارشناسی ارشد
تعداد صفحات: ۱۵۲ صفحه
رشتــه : عمران

بصورت کامل ، مرتب ، قابل ویرایش و آماده چاپ میباشد.

توضیحات:

چکیده

ایران یکی از توسعه یافته‌ترین شبکه‌های خطوط لوله انتقال فرآورده‌های نفتی در منطقه خاورمیانه را در دست بهره‌برداری دارد. بهره‌برداری از بیش از ۱۴ هزار کیلومتر خطوط لوله انتقال نفت خام و فرآورده، تامین خوراک نفت خام ۷ پالایشگاه عمده کشور و انتقال فرآورده‌های تولید ۸ پالایشگاه به اقصی نقاط کشور بخشی از عملیات روزانه در حوزه خطوط لوله انتقال نفت و فرآورده‌های نفتی کشور است. لوله‌های گاز مسیری طولانی حدود ۳۳۰۰۰ کیلومتر را از جنگل‌ها، بیابان‌ها، رودخانه‌ها، کوهستان‌ها و باتلاق‌ها و بستر دریا‌ها طی می‌کنند تا به شهرها، روستاها و خانه‌های ما برسند.نظر به اینکه اهمیت صنعت انتقال در تسریع فرآیند توسعه اقتصاد ملی نقش بسیار موثری دارد. از آن تحت عنوان “شریان‌های حیاتی” نام برده می‌شود. و جهت بالابردن ایمنی در خطوط لوله انتقال فرآورده‌های نفتی اکثراً این خطوط بصورت مدفون طراحی می‌گردند. باتوجه به دو اثر دینامیکی و استاتیکی زلزله در زمین، لوله‌های مدفون از هر دو اثر زلزله متاثر گردیده و احتمال آسیب پذیری دارند. رفتار لوله در زلزله‌های گذشته نشان داده است که پارامتر سرعت ارتعاشات زمین بیش از پارامتر شتاب بر عملکرد لرزه‌ای لوله‌های مدفون اثر دارند.این امر ناشی از مکانیزم رفتار لرزه‌ای خطوط لوله در هنگام زلزله می‌باشد. با توجه به اینکه لوله‌ها در مقایسه با خاک برداشته شده محل آنها وزن بسیار کمتری دارند، لذا شتاب زمین که بطور عمده بر جرم اثر می‌نماید، اثر زیادی برآنها ندارد. در مقابل چگونگی جابجایی زمین در طول خط لوله در واحد زمان که همان سرعت ارتعاش زمین می‌باشد با میزان کرنش زمین در طول خط لوله در زمان زلزله تناسب بیشتری دارد.کرنش بوجود آمده در لوله ناشی از کرنش زمین است که با توجه به میزان اندرکنش لوله – خاک از خاک به لوله منتقل می‌شود. در این پایان‌نامه ضمن بررسی ارزیابی لرزه‌ای خطوط لوله مدفون تحت پارامتر حداکثر سرعت زمین و ارائه فرمول‌های محاسباتی در این خصوص، نتایجی بدست آمده که در ادامه بصورت خلاصه ارائه می‌گردد: کرنش‌های موقتی بوجود آمده در زمین با حداکثر سرعت زمین در اثر زلزله ارتباط مستقیم دارند. در هنگام زلزله در سرعت‌های کم زمین، خاک و لوله بدون لغزش و با هم عمل می‌کنند ولی با بالا رفتن سرعت زمین و در نتیجه افزایش کرنش‌های خاک، احتمال لغزش بین خاک و لوله بالا می‌رود.

کلید واژه‌ها: زلزله، لوله‌های مدفون فشار قوی، گاز

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                 صفحه

چکیده———————————————————————– ۱

فصل اول « شناخت مقدماتی از خطوط لوله فولادی »

۱-۱- لوله PIPE  ————————————————————– ۴

۱-۱-۱- لوله‌های بدون درز SEAMLESS PIPE  ———————————— ۴

• ۱-۱-۲- لوله‌های درز دار WELDED PIPES ————————————— 4

۱-۲- انواع لوله—————————————————————- ۵

۱-۲-۱- فشار —————————————————————– ۵

۱-۱-۲- دما——————————————————————- ۵

• ۱-۲-۳- محیط—————————————————————- ۵
• ۱-۳- لوله‌های استانداردAPI —————————————————– 6
• ۱-۴- مشخصات مکانیکی لوله‌های استاندارد API [9] ——————————— 7

۱-۵- سیالات (FLUIDS  )—————————————————— ۸

۱-۶- محاسبه مقدار جریان (دبی) در مقاطع : Q=A.V——————————– 8

۱-۷- تجزیه و تحلیل تنش‌ها در لوله‌های تحت فشار———————————– ۹

۱-۷-۱- تنش محیطی———————————————————- ۹

۱-۷-۲- تنش طولی———————————————————— ۱۰

۱-۸- طراحی خطوط لوله گاز بر طبق استاندارد————————————– ۱۰

۱-۹- تعاریف و حدود موقعیت‌ها 🙁 ضریب اهمیت)———————————— ۱۱

• ۱-۹-۱- موقعیت رده اول Location Class 1—————————————- 11
• ۱-۹-۲- موقعیت رده دوم Location Class 2————————————— 12
• ۱-۹-۳- موقعیت رده سوم : Location Class 3————————————– 12
• ۱-۹-۴- موقعیت رده چهارم : Location Class 4————————————- 12
• ۱-۱۰- معرفی عیب‌های موجود در خطوط لوله————————————— ۱۳
• ۱-۱۰-۱- تو رفتگی یا قر شدگی(Dent )——————————————– 13

۱-۱۰-۲- چروگیدگی (ripple  )————————————————– ۱۳

۱-۱۰-۳- بیضوی شدن(orality  )————————————————- ۱۴

۱-۱۰-۴- انواع ترک (Crack)—————————————————– 14

۱-۱۰-۴-۱-  ترک‌های کمر بند جوش (Girth Weld Crack  )————————– ۱۴

۱-۱۰-۴-۲-  ترک‌های درز طول جوش ( Longitudinal Seam Weld Crack  )———— ۱۴

۱-۱۰-۴-۳- ترک القای هیدروژنی ( Hydrogen Induced Crack  )———————- ۱۵

۱-۱۰-۴-۴- ترک خستگی (Fatigue Crack)—————————————- 15

• ۱-۱۰-۵- خوردگی (Corrosion )————————————————- 15

فصل دوم « آسیب شناسی : صدمات وارده به خطوط لوله مدفون در هنگام زلزله »

۲-۱- تعاریف عوامل آسیب پذیر بر لوله در هنگام وقوع زلزله—————————– ۱۷

۲-۱-۱- لرزش زمین———————————————————— ۱۹

۲-۱-۲- تغییر مکان ماندگار زمین————————————————- ۲۰

۲-۱-۳-گسلش—————————————————————- ۲۰

۲-۱-۴- روانگرایی————————————————————– ۲۰

۲-۱-۵- نشست ————————————————————— ۲۱

۲-۱-۶- رانش خاک———————————————————— ۲۱

۲-۱-۷- برکنش————————————————————— ۲۱

۲-۲- سابقه آسیب پذیری خطوط لوله در زلزله‌های گذشته —————————– ۲۴

۲-۲-۱- زلزله ۱۹۹۷ ازمیت—————————————————— ۲۴

۲-۲-۲- زلزله ۱۹۸۹ لوماپریتا—————————————————– ۲۶

۲-۲-۳- زلزله ۲۰۰۱ سان سالوادور———————————————— ۲۷

۲-۲-۴- زلزله ۲۰۰۲ آلاسکا—————————————————— ۲۸

۲-۲-۵- زلزله ۱۹۹۴ نورتریج—————————————————– ۳۱

۲-۲-۶- زلزله ۱۹۷۱ سان فرناندو————————————————– ۳۱

۲-۳- مودهای خرابی در لوله‌ها در اثر زلزله —————————————— ۳۱

۲-۳-۱- مودهای خرابی در لوله‌های سطحی—————————————– ۳۲

۲-۳-۱-۱- شکست لوله اتصال دهنده تجهیزات مهار نشده—————————— ۳۲

۲-۳-۱-۲- شکست لوله‌های متصل به مخازن—————————————- ۳۲

۲-۳-۱-۳- شکست در اتصالات مکانیکی——————————————– ۳۳

۲-۳-۱-۴- لغزش لوله‌های از روی تکیه گاه ها—————————————- ۳۵

۲-۳-۱-۵- لغزش لوله‌های معلق————————————————– ۳۶

۲-۳-۱-۶- شکست لوله‌های متصل در محل اتصال———————————— ۳۶

۲-۳-۱-۷- عدم کفایت اتصالات جوشی ——————————————– ۳۷

۲-۳-۱-۸- لغزش تکیه گاه مهار نشده———————————————- ۳۸

۲-۳-۲- مودهای خرابی در لوله‌های مدفون —————————————– ۳۸

۲-۳-۲-۱- خرابی ناشی از لغزش زمین——————————————— ۳۸

۲-۳-۲-۲- خرابی ناشی از جابجایی———————————————— ۳۹

۲-۳-۲-۳- خرابی در محل اتصال ————————————————- ۴۰

۲-۳-۲-۴- خرابی ناشی از رونگرایی———————————————— ۴۰

فصل سوم « عوامل تاثیر گذار بر رفتار خطوط لوله مدفون در هنگام زلزله »

۳-۱- تاثیر حرکات پدیده گسلش بر خطوط لوله————————————– ۴۳

۳-۱-۱- گسل لغزش جانبی—————————————————— ۴۴

۳-۱-۲- گسل لغزش عادی——————————————————- ۴۴

۳-۱-۳- گسل لغزش معکوس—————————————————– ۴۴

۳-۱-۴- گسل لغزش مایل——————————————————– ۴۵

۳-۲- تخمین جابجاییهای ناشی از حرکت گسل————————————– ۴۵

۳-۳- زمین لغزش ها———————————————————— ۴۸

۳-۳-۱- سنگ­ریزش­ها———————————————————- ۴۸

۳-۳-۲- وارفتگی و لغزش­های سطحی در خاک————————————— ۴۸

۳-۳-۳- حرکات انتقالی و چرخشی در عمق—————————————– ۴۹

۳-۴- تغییر مکان­های ناشی از روانگرایی——————————————– ۵۰

۳-۴-۱- گسترش جانبی——————————————————— ۵۰

۳-۴-۲- گسیختگی‌های سیلانی————————————————— ۵۲

۳-۴-۳- کاهش باربری———————————————————- ۵۲

۳-۴-۴- فرونشست————————————————————- ۵۳

۳-۴-۵- شناوری————————————————————— ۵۳

۳-۵- چگالش و ترک­های زمین————————————————— ۵۳

۳-۶- حرکت شدید زمین——————————————————– ۵۴

۳-۷- موج­های لرزه­ای———————————————————– ۵۴

۳-۷-۱- امواج تراکمی P یا اولیه————————————————– ۵۶

۳-۷-۲- امواج برشی S یا عرضی یا ثانویه——————————————– ۵۶

۳-۷-۳- امواج رایلی LR  ——————————————————– ۵۷

۳-۷-۴- امواج لاوLQ  ———————————————————- ۵۸

فصل چهارم « پاسخ خطوط لوله مدفون گاز فشار قوی در برابر زلزله »

۴-۱- نوع مشخصات خاک پیرامون خط لوله مدفون( پدیده گسلش)———————- ۶۱

۴-۲- قطر خط لوله مدفون در گسل جانبی—————————————— ۶۲

۴-۳- عمق دفن شدگی خط لوله مدفون در گسل جانبی——————————- ۶۳

۴-۴- زاویه اصطکاک بین خاک و بدنه لوله —————————————— ۶۵

۴-۵- زاویه تقاطع گسل جانبی و خط لوله مدفون————————————- ۶۶

۴-۶- زاویه تقاطع (گذر) گسل عادی و خط لوله مدفون——————————– ۶۷

۴-۷- زاویه تقاطع (گذر) گسل معکوس و خط لوله مدفون—————————— ۶۷

۴-۸- زاویه شیب گسل عادی —————————————————- ۶۷

۴-۹- وجود مهارگاههای واقعی در ناحیه گسل—————————————- ۶۸

۴-۱۰- فشار داخلی لوله ——————————————————— ۶۸

۴-۱۱- تغییرات تنش محوری و خمشی نسبت به عمق دفن شدگی خط لوله مدفون———- ۶۹

۴-۱۲- قطر خط لوله مدفون—————————————————— ۶۹

۴-۱۳- تغییرات تنشهای محوری و خمشی نسبت به ضخامت لوله ———————— ۷۰

۴-۱۴- تغییرات تنش محوری و خمشی نسبت به طول خط لوله مدفون——————– ۷۰

۴-۱۵-تأثیر شرایط انتهایی خط­لوله مدفون—————————————— ۷۱

۴-۱۶-پاسخ خطوط لوله مدفون تحت اثر امواج ارتعاشی——————————– ۷۳

۴-۱۶-۱- تاثیر فرکانس ارتعاشی ————————————————– ۷۳

۴-۱۶-۲- تأثیر زاویه برخورد امواج به خط لوله————————————— ۷۴

۴-۱۷- آزمایشات انجام شده بر روی سیستم لوله و خاک——————————- ۷۷

۴-۱۷-۱-آزمایش­های دینامیکی بر روی خاک و لوله­های مدفون (در اندازه­های واقعی)——– ۷۸

۴-۱۷-۱-۱- نوسانات و ارتعاشات ایجاد شده از طریق سقوط‌وزنه، انفجار و شمع‌کوبی——— ۷۸

۴-۱۷-۱-۲-  نوسانات و ارتعاشات هارمونیک از طریق یک مرتعش کننده—————— ۷۹

۴-۱۷-۲- آزمایش­های دینامیکی بر روی مدل­هایی از خاک و لوله­های مدفون————— ۸۰

فصل پنجم « ملزومات تحلیل لرزه‌ای خطوط لوله مدفون فشارقوی گاز »

۵-۱- اندرکنش بین خاک و خط لوله———————————————– ۸۴

۵-۲- تحلیل  فنری خاک در مدل خاک ولوله (Soil Spring Properties)—————— 89

۵-۲-۱-  تحلیل نیروی محوری در مدل فنرمحوری (Axial Soil Spring )—————– 90

۵-۲-۱-۱- محاسبه نیروی حداکثر محوری—————————————— ۹۱

۵-۲-۱-۲- بیشترین مقدار جابجایی بر اثر نیروی محوری——————————- ۹۲

۵-۲-۲- تحلیل نیروی افقی ـ جانبی در مدل فنر جانبی (Lateral soil spring)————- 92

۵-۲-۲-۱- محاسبه نیروی حداکثرافقی –  جانبی ————————————- ۹۲

۵-۲-۲-۲- حداکثر جابجایی جانبی تحت تاثیر نیروی (P_u )—————————– 93

۵-۲-۳- تحلیل نیروی قائم ـ جانبی در مدل فنر قائم(Vertical Soil Spring )————– 94

۵-۲-۳-۱ –  نیروی قائم بالا رونده.(Vertical uplift)———————————- 94

۵-۲-۳-۲- میزان جابجایی در نیروی بالا رونده————————————— ۹۵

۵-۲-۳-۳- نیروی قائم پائین رونده.(Vertical Bearing)——————————– 95

۵-۲-۳-۴- بیشینه جابجایی در نیروی پائین رونده———————————— ۹۶

۵-۳- تحلیل خطوط لوله مدفون تحت گسلش—————————————- ۹۶

۵-۳-۱- تحلیل خطوط لوله فولادی مدفون در محل تقاطع با گسل راستا لغز————— ۹۷

۵-۳-۲- تعیین جابجاییهای ناشی از گسل——————————————- ۹۸

۵-۳-۳- حرکت نسبی خطوط لوله در یک گسل————————————– ۹۹

۵-۴- تحلیل خطوط‌لوله مدفون تحت تاثیر (نشست‌های ناشی) از روانگرایی—————– ۱۰۲

۵-۴-۱- روانگرایی در خطوط لوله مدفون——————————————– ۱۰۳

۵-۵- اثر دما و فشار داخلی بر خط لوله مدفون————————————— ۱۰۵

۵-۶- حداکثر کرنش قابل تحمل در لوله‌های مدفون تحت کشش و فشار ناشی از زلزله——– ۱۰۶

۵-۷- ارائه یک مدل (API X_60 )————————————————- 107

۵-۷-۱-  مشخصات خط لوله(PipLine _Property )———————————- 107

۵-۷-۲- مشخصات خاک (Soil _ Property)—————————————– 107

۵-۷-۳-  : مشخصات گسل (Gosal _ Data  )————————————— ۱۰۷

۵-۸- شرح مدل (فروضات)——————————————————- ۱۰۸

۵-۹- تحلیل و محاسبات مسائل————————————————— ۱۰۸

۵-۹-۱-  نمودار تنش – کرنش————————————————— ۱۰۹

۵-۹-۲- حداکثر کرنش وارد به خط لوله بر اثر دما و فشار داخلی لوله——————— ۱۰۹

۵-۹-۳- حداکثر تغییر مکان وارده به خط لوله بر اثر دما و فشار داخلی لوله—————– ۱۱۰

۵-۹-۴- حداکثر تغییر مکان و نیروی محوری در مدل فنر کردن خاک و لوله(Site1)——— 110

۵-۹-۵- ——————————————————————— ۱۱۱

۵-۹-۶- حداکثر تغییر مکان و نیروی محوری در مدل فنر کردن خاک و لوله(Site2)——— 113

۵-۹-۷- حداکثر تغییر مکان و نیروی جانبی در مدل فنر کردن خاک و لوله(Site2)———- 114

۵-۹-۸- حداکثر تغییر مکان و نیروی قائم در مدل فنر کردن خاک و لوله(Site2)———— 115

۵-۹-۹- اثر حرکت گسل و روانگرایی بر تغییر مکانها و کرنش وارد به خط لوله مدفون——– ۱۱۶

۵-۹-۱۰- نتایج Summary Of results——————————————— 117

۵-۱۰- ارزیابی ریسک زلزله به خطوط لوله مدفون ———————————— ۱۱۸

۵-۱۱- احیا سیستم خطوط لوله پس از زلزله —————————————- ۱۲۱

۵-۱۲- مدل عددی از نحوه استفاده از روابط معرفی شده در مدل HAZUS_SR [28]——– 122

۵-۱۲-۱- شرح مدل———————————————————— ۱۲۲

۵-۱۲-۲-  تحلیل و محاسبات مدل———————————————— ۱۲۳

فصل ششم « بررسی نتایج »

۶-۱- راهکارهای کاهش خسارت‌های ناشی از مجاورت خطوط لوله با گسل—————– ۱۲۷

۶-۲- کاهش خسارات به لوله‌های مدفون در زمینها مساعد روانگرایی و زمین لغزشها———- ۱۲۸

۶-۳- کنترل تنش بر خطوط لوله در هنگام زلزله————————————– ۱۳۰

۶-۴- کاهش اثرات مخرب امواج ارتعاشی زلزله—————————————- ۱۳۰

۶-۵- ضرورت‌های طراحی خطوط لوله مدفون—————————————- ۱۳۱

منابع————————————————————————

» ايميل خود را صحيح وارد كنيد. بعد از پرداخت موفق ، لينك دانلود به ايميل شما ارسال خواهد شد .
» بعد از درج ايميل بر روي گزينه "خريد آنلاين محصول" كليك كنيد تا به صفحه پرداخت آنلاين منتقل شويد .
» درج شماره تلفن همراه در مواقع لزوم فرآیند پیگیری خرید را ساده تر می کند .