المجلد السابع

العدد الثالث عشر لشهر يونيو 2022

رجوع

تحميل البحث

full-text

الملخص:

إن الغرض من هذا البحث هو برهنة إمكانية استخدام أنابيب مصنعة من مادة البولي إثلين "PE" بدلاً من استخدام أنابيب الصلب الكربوني "CS" في عمليات نقل الغاز الطبيعي. فمنذ ستينات القرن الماضي هيمنت الأنابيب المصنعة من الصلب الكربوني في مجالات نقل المياه والنفط الخام بالإضافة إلى الغاز الطبيعي، حيث كانت تصنع بطريقة الدرفلة لشريحة من الصلب لتكون على شكل الانبوب ومن ثم تلحم طولياً بالقطر والسمك المحدد. كما إن عملية التصنيع والصيانة وإعادة الطلاء تعتبر في حد ذاتها مكلفة، مع ضعف مقاومة الصلب للتأكل والصدأ وتأثير التربة، والتي تتطلب تطبيق إجراءات معينة تساعد في حمايته من العوامل السابقة، وهذا ما شجع على البحث عن استخدام مواد آخرى تحل محل الصلب الكربوني في مجال نقل الغاز الطبيعي. حيث تعتبر عمليات تصنيع أنابيب البولي إثلين “PE" أقل كلفة وما تمتاز به من طول العمر وخفة الوزن وافتقارها لعمليات الصيانة، إذا ما قورنت بمادة الصلب الكربوني. لهذه الاسباب، فإن هذا البحث يعد مبرهنة حسابية لإثبات انه بالإمكان استخدم انابيب البولي أثلين نوع PE100 عوضاً عن أنابيب الصلب الكربوني في عمليات نقل الغاز الطبيعي، عن طريق إعداد نموذج رياضي ثلاثي الابعاد بالوحدات المتناهية الصغر(Finite elements )، استعين فيه برنامج الحساب الهندسي الصولد ورك (Solid work) لاختبار حد الضغوط التشغيلية ومقارنتها بالضغوط المسموح بها لمادة البولي أثلين واختبار الاحمال الخارجية فوق الانبوب.

Abstract:

The purpose of this study is to prove that the polyethylene pips (PE) can be used instead of the carbon Steel pipes (CS) for the reason of the natural gas transportation. Since 1960’s, the (CS) was in use for crude oil as well as water and natural gas transport from point to point, in which it was manufactured by many ways whereas wrapping the sheets of steel to the shape of the pipes using rolling machine then weld them to have a pipe in the final stage. The whole manufacturing process is expensive and determines the working life of the pipelines for many reasons whereas the corrosion and resistance are the important ones. Moreover; the maintenance of the buried (CS) pipelines was needed from time to time to prevent leakage and maintain cathodic protection to soil resistance which add extra cost and limits, the age, of the pipes. The manufacturing process of the PE pipes is cheaper simpler, than (CS) as well as the lifetime of PE is longer than the (CS) which reaches up to 50 years of use, also it sufficient and less wight than the (CS) ones, in addition, it doesn’t need the maintenance that the (CS) pipes needs. Therefore, this research has proven that the PE can be used PE 100, for the purpose of the natural gas transportation based on the result obtained which has been taken and even has been experimenting the pressure limits (operation pressure) internally and externally by using the finite elements software (Solid-Work) which simulates the internal stresses in the pipes and external loads on it.

المراجع References

1. API1104 – AWS A3.0.

2. R.Khadem zahedi ,M.shishesaz – Application of a finite element method to stress distribution in buried patch repaired polyethylene gas pipes -(2018).

3. Vilkys, Tadas & Rudzinskas, Vitalijus & Prentkovskis, Olegas & Tretjakovas, Jurijus & Visniakov, Nikolaj & Maruschak, Pavlo. (2018). Evaluation of Failure Pressure for Gas Pipelines with Combined Defects. Metals. 8. 346. 10.3390/met8050346.

4. Jianhua Lei, Sveinung Sægrov, Statistical approach for describing failures and lifetimes of water mains, Water Science and Technology, Volume 38, Issue 6, 1998, Pages 209 217, ISSN 0273-1223,

5. ASME B31-8 for gas transmission and distribution piping systems.

6. Nishan Devkota – manufacturing of HDPE pipes – (2018).

7. Vikrant bhakar – Life cycle analysis of HDPE pipe manufacturing –a case study from an indian industry – (2017).

8. ISO 1183 for specific density.

9. Yang Wang, Hui-qing Lan, Tao Meng, Lifetime prediction of natural gas polyethylene pipes with internal pressures, Engineering Failure Analysis, Volume 95, 2019, Pages 154-163, ISSN 1350-6307.

10. Xiaoben Liu, Hong Zhang, Mengying Xia, Kai Wu, Yanfei Chen, Qian Zheng, Jun Li, Mechanical response of buried polyethylene pipelines under excavation load during pavement construction, Engineering Failure Analysis, Volume 90, 2018.

11. ASTM D 3261 standard Specification for Butt Heat Fusion Polyethylene (PE) Plastic Fittings for Polyethylene (PE) Plastic Pipe and Tubing .

12. API-5L Specification for line pipe.

13. ISO527, ASTM D 638 for standard test method for determining tensile properties of plastic.

14. R. Khademi-Zahedi, Application of the finite element method for evaluating the stress distribution in buried damaged polyethylene gas pipes, Underground Space, Volume 4, Issue 1, 2019, Pages 59-71, ISSN 2467-9674.

15. Plastic pipe institute handbook of polyethylene pipe – chapter 6 – (2009).