Розглянуто труднощі, які часто виникають під час планування застосування поршнів для очищення внутрішньої порожнини різноманітних трубопровідних систем від рідинних і твердих забруднень. Виготовлено циліндричні очисні поршні із різних гіперпружних матеріалів (пінополіуретан різної густини, пружно-полімерна композиція, силіконовий герметик та силіконовий компаунд). Визначено значення модуля пружності на згин та розтяг матеріалів із яких виготовлено поршні. З метою оцінювання ризиків щодо застрягання, руйнування поршнів із різних гіперпружних матеріалів у фасонних елементах трубопроводів розроблено і змонтовано лабораторні експериментальні установки із скляних, металевих труб, відводів різних радіусів і кутів вигину та перехідників із більшого на менший діаметр труб. Експериментально досліджено динаміку руху поршнів із гіперпружних матеріалів відводами, перехідниками трубопроводів. Описано сили, які діють на поршень під час його руху такими елементами трубопроводів. У відводах, перехідниках трубопроводів динаміку руху поршнів визначає сила тертя між бічною поверхнею циліндричних поршнів і внутрішньою стінкою та сила інерції. Рух поршня у відводі, перехіднику сповільнювався, припинявся більшою силою тертя, яка зумовлена вигинанням, стисканням поршня. На основі аналізу динаміки руху поршнів відводами, перехідниками, аналізу сил, які на них діють, описано причини тимчасової зупинки, застрягання, механізми руйнування поршнів. Визначено можливі негативні наслідки до яких може призвести тимчасова зупинка поршнів із гіперпружних матеріалів у відводах, перехідниках трубопроводів. Одержані результат дають змогу зрозуміти закономірності руху очисних поршнів із різних гіперпружних матеріалів відводами, перехідниками трубопроводів, зрозуміти причини їх застрягання, руйнування в таких елементах
Отримано 18.05.2022
Доопрацьовано 03.10.2022
Прийнято 28.11.2022
[1] Doroshenko Ya., Rybitskyi I. Investigation of the influence of the gas pipeline tee geometry on hydraulic energy loss of gas pipeline systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. Vol. 1. No 8 (103). P. 28-34. http://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.192828
[2] Developing a complex of measures for liquid removal from gas condensate wells and flowlines using surfactants / V. B. Volovetskyi, Ya. V. Doroshenko, G. M. Kogut, I. V. Rybitskyi, J. I. Doroshenko, О. M. Shсhyrba. Archives of Materials Science and Engineering. 2021. Vol. 108, Issue 1. P. 24-41. http://doi.org/10.5604/01.3001.0015.0250
[3] Experimental effectiveness studies of the technology for cleaning the inner cavity of gas gathering pipelines / V. B. Volovetskyi, Ya. V. Doroshenko, O. S. Tarayevs'kyy, O. M. Shchyrba, J. I. Doroshenko, Yu. S. Stakhmych. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2021. Vol. 105, Issue 2. P. 61-77. http://doi.org/10.5604/01.3001.0015.0518
[4] Дорошенко Я. В., Карпаш О. М., Гожаєв Б. Н. Дослідження складу трубопровідних газорідинних потоків та впливу наявних у них шкідливих домішок на режими перекачування, енерговитрати на транспортування. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. 2019. № 4(73). С. 35-45. http://doi.org/10.31471/1993-9973-2019-4(73)-35-45
[5] Грудз В. Я., Дорошенко Я. В., Васадзе А. В. Аналіз властивостей накопичень в порожнині газопроводів. Питання розвитку газової промисловості України. 2004. Вип. 31. С. 90-94.
[6] Якимів Й. В. Вплив відкладень парафіну на пропускну здатність магістральних нафтопроводів. Науковий вісник ІФНТУНГ. 2012. No 2 (32). С. 59-64.
[7] Воловецький В. Б., Щирба О. М., Витязь О. Ю., Дорошенко Я. В. Аналіз причин зниження гідравлічної ефективності міжпромислових газопроводів та вибір способів її підвищення. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. 2013. № 3(48). С. 147-156.
[8] Developing a set of measures to provide maximum hydraulic efficiency of gas gathering pipelines / V. Volovetskyi, A. Uhrynovskyi, Ya. Doroshenko, O. Shchyrba, Yu. Stakhmych. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2020. Vol. 101. Issue 1. P. 27-41. http://doi.org/10.5604/01.3001.0014.4088
[9] Developing measures to eliminate of hydrate formation in underground gas storages / V. B. Volovetskyi, Ya. V. Doroshenko, A. O. Bugai, G. М. Kogut, P. M. Raiter, Y. M. Femiak, R. V. Bondarenko. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2022. Vol. 111, Issue 2. P. 64-77. http://doi.org/10.5604/01.3001.0015.9996
[10] Mamasani A., Azari A., Izadpanah A., Jamali M. Prediction of hydrate formation in llam gas refinery pipeline using computational fluid dynamic. Journal of Oil, Gas and Petrochemical Technology. 2019. Vol. 6. No 1. P. 63-81. http://doi.org/10.22034/jogpt.2020.179133.1053
[11] O`Donoghue A. Why pigs get stuck and how avoid it. Glasgow. UK: Pipeline Research Limited, 2003. 16 p.
[12] Moghaddama M., Jerbanb S. On the in-pipe inspection robots traversing through elbows. International Journal of Robotics. 2015. Vol. 4. No. 2. P. 19-27.
[13] Nguyen T., Kim D., Rho Y., Kim S. Dynamic Modeling and Its Analysis for PIG Flow through Curved Section in Natural Gas Pipeline. IEEE International Symposium on Computational Intelligence in Robotics and Automation, Banff, Alberta, Canada, 29 July - 01 August 2001. P. 492-497. http://doi.org/10.1109/CIRA.2001.1013250
[14] Liu C., Yuguang C., Jinzhong C., Chaolei D., Renyang H., Zhenggan Z. The blockage risk in the elbow of the bi-directional pig used for submarine pipeline based on the modified burgers-frenkel (Mb-F) model. Ocean Engineering. 2022. Vol. 268. Р. 1-29. DOI:10.1016/j.oceaneng.2022.113508
[15] Stress distribution of the power section cup of pipeline inspection gauges by finite element method / Y. Cao, Y. Zhen, Y. Shi, S. Zhang, Y. Sun, W. Nie. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice. 2018. Vol. 9, Issue 2. Р. 1-10. http://doi.org/10.1061/(ASCE)PS.1949-1204.0000308
[16] Nshuti R. Dynamic analysis and numerical simulation of pig motion in pipeline. Ph.D. dissertation, Chonnam National University. Gwangju. South Korea, 2016.
[17] Traveling ability of pipeline inspection gauge (PIG) in elbow under different friction coefficients by 3D FEM / C. Liu, Y. Wei, Y. Cao, S. Zhang, Y. Sun. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2020. Vol. 75. Р. 103-134. http://doi.org/10.1016/j.jngse.2019.103134
[18] Guo F., Xu F., Deng Z., Peng M. Research on driving force of pipeline robot in elbow of pipeline. Journal of Harbin Institute of Technology. 2006. Vol. 8. Р. 1264-1266.
[19] Elgström E. Practical implementation of hyperelastic material methods in FEA models. Master of Science thesis in Mechanical Engineering. Karlskrona. Sweden, 2014. 49 p.
[20] Determining elastic modulus of the material by measuring the deflection of the beam loaded in bending / J. Miljojković, I. Bijelić, N. Vranić, N. Radovanović, M. Živković. Tehnički vjesnik. 2017. Vol. 24. Issue 1. P. 1227-1234. http://doi.org/10.17559/TV-20170609133537
[21] Williams H. Measuring Young’s modulus with a tensile tester. Physics Education. 2022. Vol. 57. 5 p. http://doi.org/10.1088/1361-6552/ac3f75