Число различных конструктивных элементов на нефтегазовых трубопроводах неуклонно растет, а также увеличивается их номенклатура. Одним из главных требований для трубопровода считается обеспечение герметичности, которая влияет не только на технические и эксплуатационные характеристики, но и на финансовые показатели. Убытки при возникновении утечек или аварий из-за разгерметизации могут быть очень существенными.

С целью предотвращения подобных убытков и улучшения характеристик изготавливаемых трубопроводов промышленное предприятие АО «Трубодеталь» обратилось к компании «МЦД». Перед инженерами была поставлена задача выполнения прочностного анализа элементов трубопровода, а также разработки методики проведения прочностных расчетов.

В данной работе хорошим помощником в выборе направления совершенствования конструкции стала программа Simulabs Topology Optimization, которая позволяет просто и эффективно провести топологическую оптимизацию и определить вектор развития.

В работе c АО «Трубодеталь» использование Simulabs Topology Optimization позволило понять силовую работу конструктивных элементов трубопровода, определить целесообразность внесения конструктивных изменений, выделить геометрические параметры, наиболее существенно влияющие на герметичность и прочность трубопровода, а также выбрать силовую схему, которая может претендовать на оптимальность с точки зрения минимума расхода металла.

В рамках работы с АО «Трубодеталь» проводилось исследование различных вариантов уплотнений на узлах трубопровода, некоторые результаты которых представлены на рисунках 1 и 2.