Kiểm toán đường ống áp lực nhà máy thủy điện trong giai đoạn vận hành

Bài viết Kiểm toán đường ống áp lực nhà máy thủy điện trong giai đoạn vận hành nghiên cứu kiểm tra độ bền kết cấu thép của đường ống áp lực phục vụ kiểm định an toàn công trình bằng phương pháp phần tử hữu hạn đóng một vai trò rất quan trọng, có thể phân tích được chuyển vị và ứng suất tổng thể của đường ống với các điều kiện làm việc thực tế từ đó đánh giá được mức độ an toàn của đường ống để có phương án xử lý gia cường phù hợp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kiểm toán đường ống áp lực nhà máy thủy điện trong giai đoạn vận hành Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-5957-0 KIỂM TOÁN ĐƯỜNG ỐNG ÁP LỰC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRONG GIAI ĐOẠN VẬN HÀNH Khúc Hồng Vân1, Nguyễn Văn Hiện2, Phạm Thị Ngọc Diệp2, Phạm Hải Đăng2 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: diepptn73@wru.vn 2 Sinh viên Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi1. ĐẶT VẤN ĐỀ suất trên mặt cắt dọc và mặt cắt ngang tại các vị trí cho ở Hình 1 khi chịu các thành phần Đường ống áp lực nhà máy thủy điện lực vuông góc và song song với trục ống.thường có quy mô lớn và vận hành trong điềukiện chịu áp lực cao nên dễ xảy ra các sự cốnghiêm trọng khi thép ống bị ăn mòn, mố đỡđường ống áp lực bị lún. Nghiên cứu kiểm tra độ bền kết cấu thépcủa đường ống áp lực phục vụ kiểm định antoàn công trình bằng phương pháp phần tửhữu hạn đóng một vai trò rất quan trọng, cóthể phân tích được chuyển vị và ứng suấttổng thể của đường ống với các điều kiện làm 1. Thành ống giữa nhịp; 2. Thành ống giáp đai gối; 3. Đai tăng cứng và thành ống;việc thực tế từ đó đánh giá được mức độ an 4. Đai gối và thành ốngtoàn của đường ống để có phương án xử lýgia cường phù hợp. Thông qua một ví dụ cụ Hình 1. Vị trí kiểm tra ứng suất đường ốngthể, bài báo cung cấp giải pháp trong thực Công thức kiểm tra độ bền :tiễn để kiểm toán an toàn đường ống áp lựcđang trong quá trình vận hành.    2   x2     x  3 2x  R   R2. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TOÁN ĐƯỜNG ỐNG ÁP LỰC x  R trong đó:  - ứng suất trong ống thép; 2.1. Cường độ tính toán của vật liệu  - ứng suất hướng vòng; z - ứng suất Cường độ tính toán của vật liệu R, (TCVN hướng dọc; x - ứng suất tiếp; R - cường độ8636:2011) được xác định theo công thức tính toán.dưới đây: 2.3. Kiểm toán ổn định khi chịu áp lực R = σc.C.K.m.mv từ bên ngoàitrong đó: σc - ứng suất chảy của vật liệu;C - hệ số chuyển đổi từ cường độ chính sang Khi kiểm tra ổn định đường ống chịu ápcường độ tiêu chuẩn; K - hệ số kể đến tính lực p từ bên ngoài như áp lực đất, áp lựcđồng chất của vật liệu; m - hệ số điều kiện làm khoan phụt… cần kiểm tra ổn định thành ốngviệc; mv - hệ số phụ thuộc vào cấp công trình. giữa hai đai tăng cứng và ổn định bản thân đai theo công thức: 2.2. Kiểm toán độ bền khi chịu áp lực từ p  pcrbên trong trong đó : pcr là cường độ tới hạn được xác Khi kiểm tra độ bền đường ống chịu áp lực định theo công thức kinh nghiệm hoặc côngtừ bên trong cần kiểm tra các thành phần ứng thức giải tích. 199Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-3. XÂY DỰNG MO HINH PTHH Việc xác định ứng suất trong đường ốngtheo các công thức giải tích có trong tiêuchuẩn gặp khá nhiều khó khăn đặc biệt khiđường ống làm việc theo các điều kiện thựctế như lún không đều của các mố, đường ốngchịu dao động của áp lực nước trong ống,chiều dày ăn mòn không đều của đường ốngtại các vị trí các khau… Đường ống áp lựcđược mô phỏng từ phần tử thanh (Frame) làsườn gia cường bao quanh chu vi của ống Hình 3. Biểu đồ lún đường ống phảikéo dọc theo phương trục ống (Extrude)thành phần tử tấm vỏ (Shell). Các chân mốđỡ cũng được tạo ra từ vị trí của sườn giacường nên đảm bảo nguyên tắc nút trùng nút.Từ mô hình số, trạng thái ứng suất biến dạngcủa đường ống với các điều kiện thực tế khivận hành được phân tích bằng phương phápphần từ hữu hạn.4. VI DỤ THỰC TẾ 4.1. Số liệu tính toán Nghiên cứu được thực hiện trên một công Hình 4. Biểu đồ lún đường ống tráitrình có đường ống dẫn nước lộ thiên nhưhình vẽ: Hình 5. Sơ đồ gán lún tại các gối Chiều dày mỗi đoạn ống làm việc trong điều kiện lún và bị ăn mòn được thể hiệnHình 2. Đường ống áp lực nhà máy thủy điện trong Bảng 1. Thông số cơ bản của ống: 2 đường ống ...