Билет 16

1. Расчет трубопроводов на прочность.

1 Расчетные характеристики материалов

Нормативные сопротивления растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений и следует принимать равными соответственно минимальным значениям временного сопротивления и предела текучести, принимаемым по стандартам на трубы.

Расчетные сопротивления растяжению (сжатию) и следует определять по формулам

,                                                         (2)

,                                                        (3)

где - коэффициент условий работы трубопровода, принимаемый по таблице 1;     

    ,  - коэффициенты надежности по материалу, принимаемые соответственно по таблицам 10 и 11 из СНиП 2.05.06-85;     

- коэффициент надежности по ответственности трубопровода, принимаемый по таблице 12 из СНиП 2.05.06-85.

Основные физические характеристики стали для труб следует принимать по таблице 13.

Значения характеристик грунтов следует принимать по данным инженерных изысканий с учетом прогнозирования их свойств в процессе эксплуатации.

Нагрузки и воздействия  

Расчетные нагрузки, воздействия и их сочетания должны приниматься в соответствии с требованиями СП 20.13330.

При расчете трубопроводов следует учитывать нагрузки и воздействия, возникающие при их сооружении, испытании и эксплуатации. Коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать по таблице 14. Допускается принимать коэффициент надежности по внутреннему давлению менее указанного в таблице 14 при соответствующем обосновании, исходя из условий эксплуатации трубопровода.

При определении рабочего давления для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов должна учитываться технологическая схема транспортирования продукта. При этом принятое рабочее давление не должно быть ниже упругости паров транспортируемого продукта при максимальной расчетной температуре для данного участка трубопровода.

Рабочее (нормативное) давление определяется расчетом в соответствии с нормами технологического проектирования. При определении рабочего давления для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов должна учитываться технологическая схема транспортирования продукта. При этом принятое рабочее давление не должно быть ниже упругости паров транспортируемого продукта при максимальной расчетной температуре для данного участка трубопровода.

Нормативный вес транспортируемого газа в 1 м трубопровода , Н/м, следует определять по формуле

,                                       (4)

где - плотность газа, кг/м (при 0 °С , 1013 гПа);     

- ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с ;     

- абсолютное давление газа в газопроводе, МПа;     

- внутренний диаметр трубы, см;     

- коэффициент сжимаемости газа;     

- абсолютная температура, ( , где - температура газа, °С).

Для природного газа допускается принимать

,                                                (5)

где - рабочее (нормативное) давление, МПа;     

- обозначение то же, что в формуле (4).

Вес транспортируемой нефти (нефтепродукта) в 1 м трубопровода , Н/м, следует определять по формуле

,                                         (6)

где - плотность транспортируемой нефти или нефтепродукта, кг/м ;     

,  - обозначения те же, что в формуле (4).

12.2.5 Нормативную нагрузку от обледенения 1 м трубы , Н/м, следует определять по формуле

,                                                 (7)

где - толщина слоя гололеда, мм, принимаемая согласно СП 20.13330;     

- наружный диаметр трубы, см.

При расчете газопровода, нефтепровода и нефтепродуктопровода на прочность, устойчивость и при выборе типа изоляции следует учитывать температуру газа, нефти и нефтепродуктов, поступающих в трубопровод, и ее изменение по длине трубопровода в процессе транспортирования продукта.

Выталкивающая сила воды , Н/м, приходящаяся на единицу длины полностью погруженного в воду трубопровода при отсутствии течения воды, определяется по формуле

,                                             (8)

где - наружный диаметр трубы с учетом изоляционного покрытия и футеровки, м;     

- плотность воды с учетом растворенных в ней солей, кг/м ;     

- обозначение то же, что в формуле (4).

Нормативную ветровую нагрузку на 1 м трубопровода , Н/м, для одиночной трубы перпендикулярно ее осевой вертикальной плоскости следует определять по формуле

,                                          (9)

где - нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки, Н/м , определяемое согласно СП 20.13330;     

- нормативное значение динамической составляющей ветровой нагрузки, Н/мм , определяемое согласно СП 20.13330 как для сооружений с равномерно распределенной массой и постоянной жесткостью;     

- обозначение то же, что в формуле (8).

Определение толщины стенки трубопроводов.

Расчетную толщину стенки трубопровода , см, следует определять по формуле

,                                                (10)

где - коэффициент надежности по нагрузке - внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, принимаемый по таблице 14;     

- обозначение то же, что в формуле (5);     

- обозначение то же, что в формуле (7);     

- обозначение то же, что в формуле (2);

Толщину стенки труб, определенную по формуле (10), следует принимать не менее 1/100 .