Определение кольцевых напряжений в трубопроводе

МПа;

Расчет эквивалентного продольного осевого усилия сжатия

Выполняется для криволинейного (вогнутого) участка трубопровода, выполненного упругим изгибом, усилие при этом направлено по касательной к его оси.

кН;

где м — коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона) в стадии упругой работы металла, учитывающий соотношение продольных и кольцевых напряжений (продольных и поперечных деформаций) при нагружением трубы внутренним давлением (равный для стали около 0,3);

— температурный перепад имеет положительное значение (при нагревании трубопровода).

Далее, в ходе расчета, необходимо произвести окончательную проверку условия, описанного в пункте 3.4.. Для этой цели проводится специальный расчет приведенный ниже:

Трубопровод любого диаметра и назначения, укладываемый в обводненную траншею, имеет криволинейные участки в вертикальной (и горизонтальной) плоскости, что обуславливается рельефом местности и наличием различных переходов через естественные и искусственные препятствия.

Вычисление кольцевых напряжений от нормативного (рабочего) давления:

МПа;

Определение типа продольного осевого напряжения в трубопроводе:

Тип напряжения устанавливается в зависимости от соответствия условию:

следовательно, напряжения являются сжимающими.

Вычисление коэффициента запаса прочности:

;

Расчет коэффициента, учитывающего двухосное напряженное состояние металла трубопровода.

Поскольку продольные осевые напряжения в трубопроводе сжимающие, значение коэффициента лежит в пределах:, и рассчитывается по формуле:

Определение максимально допустимых продольных изгибающих напряжений, возникающих в трубопроводе, при его укладке свободным изгибом.

— Для положительного температурного перепада (при нагреве трубопровода):

МПа;

Для отрицательного температурного перепада (при охлаждении трубопровода):

МПа;

Окончательно, для самого неблагоприятного случая сочетания нагрузок и воздействий при балластировке трубопровода на криволинейном рельефе, принимается:

МПа;

Расчет радиуса поворота траншеи по условию прочности:

м;

Определение нагрузки от собственного веса металла трубопровода:

Н/м;

Где: — коэффициент надежности по нагрузке от собственного веса при расчете на устойчивость положения трубопровода против всплытия, принимается равным: .

— плотность металла, из которого изготовлены трубы, для стали принимается: кг/м3;

Определение нагрузки от собственного веса изоляции для подземных трубопроводов.

Определяется в зависимости от схемы изоляционного покрытия, 2+2 в нашем случае.

Н/м;

Где: — плотность изоляционных и оберточных материалов соответственно. Значения приводятся для различных материалов в табл. 8 СНиП. В соответствии с указанным в исходных данных типом изоляционного покрытия принимается:

гИ.П=1040, гОБ=1031 кг/м3.

Определение расчетной нагрузки от собственного веса футеровки:

Н/м;

Где: — плотность материала футеровки, для деревянной футеровки равна: кг/м3;

Определение расчетного веса единицы длины трубопровода в воздухе с учетом изоляции и футеровки:

Н/м;

Расчет радиуса поворота траншеи по условию прилегания трубопровода ко дну траншеи под действием собственного веса:

13,8923 м;

Таким образом, радиус поворота траншеи в вертикальной плоскости, полученный из условия прилегания трубопровода ко дну, может быть в зависимости от угла поворота больше или меньше радиуса, рассчитанного из условия прочности. Следовательно, в качестве основного принимается больший по значению: м;

Проверка возможности укладки рассчитываемого трубопровода в заданных условиях:

м;

Условие справедливо выполняется, следовательно, укладка забалластированного трубопровода на данном рельефе с радиусом кривизны равным м, свободным изгибом возможна. Все принятые и рассчитанные параметры остаются без изменения.

Определение расчетной нагрузки от веса перекачиваемого продукта, находящегося в нефтепроводе единичной длины

По условию задачи вес нефтепродукта не учитывается, поэтому принмается:

Н/м;

Определение средней скорости течения воды в слое на уровне уложенного на дно подводной траншеи трубопровода.

м/с;