- На втому за нормативними навантаженнями.

Розрахунок трубопроводів на міцність за першим розрахунковим граничним станом включає визначення товщини стінки трубопроводу, трійників, переходів, відводів і заглушок, визначення максимально допустимої довжини прогонів трубопроводів, перевірку трубопроводу на міцність. [70]

За другим розрахунковим граничним станом трубопроводи перевіряються на деформативність тільки за нормативними навантаженнями.

Для постійного контролю напружень в стінках трубопроводу і оцінки запасу міцності трубопроводу при різних режимах експлуатації та впливі на трубопровід несприятливих геотехнічних факторів, наприклад, при порушенні умов залягання трубопроводу на зсувних ділянках, ділянках активних карстових процесів, берегових ділянках рік, підроблюваних територіях, технологічних обв’язках КС і ГРС можна застосовувати інтелектуальну вставку. Інтелектуальною вставкою (рисунок 2.5) є обладнана датчиками і блоком вторинних перетворювачів котушка, яку вирізають з труби з тими ж технічними характеристиками, що і трубопровід. Датчики вимірюють контрольовані параметри, а розташовані в герметичному контейнері процесор і блок вторинних перетворювачів проводять їх попереднє оброблення та передавання в систему телемеханіки газопроводу і (або) на вихід контрольно-вимірювального пункту.

Крім того інтелектуальна вставка забезпечує контроль рівня потенціалу катодного захисту в місці розміщення вставки і температури стінки трубопроводу.

2.4 Розрахунок товщини стінки трубопроводу

Розрахункова товщина стінки трубопроводу рівна

, (2.52)

де n_p – коефіцієнт надійності по навантаженню від внутрішнього тиску (таблиця 2.1);

– робочий тиск в трубопроводі;

D_З – зовнішній діаметр трубопроводу;

R₁ – розрахунковий опір металу з якого виготовлений трубопровід.

При наявності повздовжніх стискуючих осьових напружень застосовується енергетична теорія міцності, що дозволяє врахувати двоосьовий напружений стан

. (2.53)

Розв’язавши квадратне рівняння (2.53) з врахуванням знаку отримаємо

. (2.54)

Тоді розрахункова товщина стінки трубопроводу

, (2.55)

де – коефіцієнт, який враховує двоосьовий напружений стан металу труб. При повздовжніх осьових напруженнях стиску

. (2.56)

Товщину стінки трубопроводу, визначену за формулами (2.52) та (2.55), заокруглюють в більшу сторону до ближчої номінальної в сортаменті труб і позначають .

Повздовжні осьові стискуючі напруження виникають в стінках трубопроводу від розрахункових навантажень та впливів. Їх потрібно розраховувати з врахуванням пружно пластичної роботи металу труб залежно від прийнятих конструктивних рішень, при цьому розрахункова схема повинна відображати реальні умови роботи трубопроводу і взаємодії його з ґрунтом.

Для прямолінійних ділянок та ділянок пружного згину підземних і наземних (в насипу) трубопроводів при відсутності повздовжніх та поперечних переміщень, просідань і випучувань ґрунту, повздовжні осьові напруження рівні

. (2.57)

Прийнята товщина стінки труб повинна бути не менше зовнішнього діаметра труб, але не менше 3 мм для труб діаметром і не менше 4 мм для труб діаметром .

Приведена методика розрахунку товщини стінки трубопроводу є ітераційним розрахунком оскільки в формулу для визначення повздовжніх осьових напружень (2.57) для визначення необхідно підставляти , яке уточнюється далі в формулі (2.55). Після чого значення прийнятої за сортаментом товщини стінки може змінюватись і тоді обчислення потрібно повторювати з новим значенням . [68]