6.Классификация нагрузок и воздействий на магистральные трубопроводы.

Все нагрузки и воздействия на трубопровод делятся на нормативные и расчетные. Нормативные нагрузки определяются в лабораторных условиях и рассчитаны на нормальные условия эксплуатации трубопровода. Расчетные нагрузки равны нормативным с учетом коэффициента надежности по нагрузке:

q^р=qⁿ·n.

По времени воздействия все нагрузки делятся на постоянные и временные.

1. Постоянные:

1.1. Масса (собственный вес) трубопровода и обустройств, (Н/м):

q = n·_ст·F_сеч,

где n – коэффициент перегрузки = 1,1;

_ст – объемный вес стали, Н/м³;

F_сеч – площадь поперечного сечения трубы, м².

1.2. Воздействие предварительного напряже­ния трубопровода (упругий изгиб и др.):

_и=(Е·D_н)/(2·R)

Е – модуль Юнга, МПа;

D_н – наружный диаметр, м;

R – радиус упругого изгиба, (не менее 1000 диаметров, для расчетов R=1000D_н).

1.3. Давление (вес) грунта:

q_гр = n·q_гр^н= n·_гр·h_ср·D_н,

где n = 1,2;

_гр – объемный вес грунта, Н/м³;

h_ср – средняя глубина заложения трубопровода, м.

1.4. Гидростатическое давление воды:

q_гсв = n·q_гсв^н=n·_в·h_в·D_н,

где n = 1;

_в – объемный вес воды, Н/м³;

h_в – толщина слоя воды над трубой, м.

1.5. Воздействие выталкивающей силы воды:

q_вс = n·q_вс^н=n·_в·π·D_н²/4,

где n = 1.

2. Временные длительные:

2.1. Внутреннее давление вызывает кольцевые и продольные напряжения:

_кц=n·σ_кц=n(Р·D_вн)/(2·),

где для МГ n = 1,1; для МН 1,1 или 1.15 для нефти;

D_н – наружный диаметр, м;

 - толщина стенки, м;

_пр.р. = n·_пр.р.^н = n··_кц^н

где  = 0,3 – коэффициент перераспределения.

2.2. Воздействие от веса продукта:

q_пр = n·q_пр^н,

где n=1,0;

для газа: q_пр=100·Р·D_вн²

где Р – давление газа, МПа;

для нефти: q_пр =_н·g·(D_вн²)/4,

где _н – плотность нефти при температуре перекачки, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с².

2.3. Температурные воздействия вызывают в трубе только продольные напряжения:

_{пр t}=- ·E·t,

где  - коэффициент линейного расширения 1/°С;

t – температурный перепад, равный разности между температурой эксплуатации и температурой фиксации трубы.

2.4. Воздействия неравномерных деформаций грунта, не сопровождающиеся изменением его структуры.

3. Кратковременные:

3.1. Снеговая нагрузка:

q_сн = Р_сн·С_сн,

где Р_сн – вес снегового покрова на 1 м² грунта;

С_сн – коэффициент снеговой нагрузки = 0,4 для одной нитки.

3.2. Ветровая нагрузка:

q_ветр = D_н·(q_стат+q_дин),

где q_стат и q_дин – статическая и динамическая нагрузки на трубу.

3.3. Гололедная нагрузка:

q_лед = 17·b·D_н,

где b – толщина слоя льда, мм.

3.4. Нагрузка, вызываемая морозным растрескиванием грунта;

3.5. Нагрузки и воздействия, возникающие при пропуске очистных устройств;

3.6. Нагрузки и воздействия, возникающие при испытании трубопроводов;

3.7. Воздействие селевых потоков и оползней.

4. Особые:

4.1. Воздействие деформаций земной поверх­ности в районах горных выработок и карс­товых районах;

4.2. Воздействие деформаций грунта, сопро­вождающихся изменением его структуры (например, деформация просадочных грунтов при замачивании или вечномерзлых грунтов при оттаивании);

4.3. Воздействия, вызываемые развитием солифлюкционных и термокарстовых процес­сов.

4.4. воздействия от техногенной деятельности человека.