4.3. Проверка условий прочности
Расчет газопровода на прочность состоит в детальном расчете кольцевых, продольных и эквивалентных напряжений, который проводится после выбора его основных размеров трубопровода с учетом всех нагрузок и воздействий для всех расчетных случаев. Расчет газопровода на прочность следует выполнять по методу допускаемых напряжений, которые определяются как произведение нормативного минимального предела текучести и нормативного минимального предела прочности материала труб на соответствующие расчетные коэффициенты. Значения расчетных коэффициентов зависят от вида проверки напряжений и регламентируются СНиП 2.05.06-85 и СТО Газпром 2-2.1-249-2008, СТО Газпром 2-3.5-051-2006.
Условие прочности для кольцевых напряжений выполняется, если кольцевые напряжения σh от расчетного давления, рассчитанные:
удовлетворяют
условию
4.6. Продольные напряжения в подземных газопроводах рассчитываются при условии одноосного растяжения в области упругой деформации:
4.11. Проверку условий прочности для продольных σl и эквивалентных напряжений σeq следует выполнять:
если
если
где Feq – расчетный коэффициент для продольных и эквивалентных напряжений, принимаемый в зависимости от стадии «жизни» газопровода в соответствии с данными табл. П2.8.
Величины,
входящие в выражения (6.4)(6.9),
рассматриваются как статистически
изменчивые. Изменение эквивалентных
напряжений
связано с первой группой факторов: а)
увеличение внешних нагрузок (например,
повышение давления вследствие
нестационарных режимов перекачки; б)
появление продольных усилий, вызванных
температурными колебаниями перекачиваемого
продукта; в) появление местных изгибов
трубопровода в результате деформаций
грунта. На величину предела текучести
=
влияют необратимые изменения в металле
трубы в результате воздействия
термофлуктуационных, усталостных и
механохимических процессов, что
способствует снижению ресурса
трубопровода.
Повреждаемость металла при эксплуатации усиливается в локализованных участках конструктивных элементов с дефектами металлургического, строительно-монтажного и ремонтного происхождения. Предварительная пластическая деформация, возникающая в процессе производства и транспортировки труб, выполнения строительно-монтажных и ремонтных работ, ускоряет процессы деформационного старения и охрупчивания материала.
В связи с этим назрела практическая необходимость в разработке методов оценки ресурса конструктивных элементов газопроводов с учетом фактического технического состояния и временных факторов повреждаем ости материала.
Структурная схема, представленная на рис. 6.1, отражает требования методических указаний по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, подведомственных Госгортехнадзору России.
На первый план решения проблемы о надежности выдвигаются задачи расчета на прочность, устойчивость, долговечность. Для их решения необходимы: информация о нагрузках и воздействиях на трубопровод, анализ напряженно-деформированного состояния, что позволит сделать расчеты надежности и ресурса.