Подводный переход нефтепровода Омск-Иркутск через р.Оку, страница 16

Каменная наброска применима для крепления подводных и надводных откосов и способна выдерживать неравномерную осадку откосов. При больших объемах работ каменную наброску по откосу опирают на упорную призму.

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

1. Расчет толщины стенки трубы

δ= п х Р х Dн/ ( 2R₁ + п Р), (      );

где

 п - коэффициент надежности по нагрузке внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, 1,15, [   ];

Р - рабочее давление на участке , 5,8 MПа;

Dн –наружный   диаметр трубы, м

R₁ - расчетное сопротивление растяжению;

R₁=R₁^Нxm/k₁xk_н,  (     );

где

R₁^Н- нормативное сопротивление растяжению, равное временному противлению, 520 МПа, [   ];

m-коэффициент условий работы для трубопровода 1 категории, 0,75, [   ];

k₁-  коэффициент  надежности  по материалу,1,47, [   ];

k_н - коэффициент надежности по назначению, 1,0, [   ];

R₁ = (520 х 0,75) / (1,47 х 1,0) = 263,53  МПа;

 мм.

Округляем до ближайшего по сортаменту δ=9 мм.

Проверка наличия продольных сжимающих напряжений от воздействия температуры и внутреннего давления:

σ_п^н=-α x E x Δt + [μ x (n_р x D_ВН x P)/(2 x δ_н)],  (      );

где

 - коэффициент линейного расширения , 1,2x10^-5 Мпа, [   ];

Е - модуль упругости для стали ;2,1 х 10⁵ МПа;

   температурный перепад;51C

Находим для района работ многолетние среднемесячные температуры по СНиП 2.01.07-87 “Нагрузки и воздействия”:

января t1=-20; июля t_V11=+20°С.

Отклонение средних температур воздуха наиболее холодных суток от среднемесячных: в январе:

Δ₁= -20°С, в июле Δ_V11= +6°С, п.8.4. СНиП.2.02.07-87”Нагркзки и воздействия’’.

Нормы значения температуры наружного воздуха в холодное и теплое время года:

t_н^х= -20 -20 = -40°С;        t_н^х = t₁- Δ_1,  (    )

        t_н^т=+20+6 =+26°С;           t_н^т = t_V11- Δ_V11, (    )

Расчетные значения температуры, при которых фиксируется расчетная схема трубопровода:

t_ф^т = t_н^т+3˚С =26+3 = 29˚С , (    );

t_ф^х= t_н^х -6˚С= - 40-6 = - 46˚С , (    );

Температурный перепад при замыкании трубопровода:

в холодное время года :       Δt^х = t_э- t_ф^х = 5°С - (- 46) = +51°С, (    );

в теплое время года:            Δt^т = t_э- t_ф^т = 5°С - (+29°С) = -24°С, (    );

t_э-максимальная (минимальная) возможная температура стенок трубы в процессе эксплуатации.

В качестве расчетного возьмем наибольший теплоперепад Δt = +51°С.

-коэффициент поперечной деформации,0,30, (    );

s_прⁿ = - 12 х10 ^-6х 2,1 х 10⁵ х 51 + [0,3  (1,15 х 5,8 x 0.698)/(2 x 0,0009] =

= -50,5 МПа.

Знак "минус" указывает на наличие продольных сжимающих напряжений , поэтому определяем , учитывающий  двухосное напряженное состояние:

При наличии продольных сжимающих напряжений толщина стенки трубы корректируется по формуле:

δ= п х Р х Dн/ ( 2R₁ x Ψ₁ + п x Р) =1,15 х 5,8 х 0,72/(2 x 265.3 х 0,891+1,15 х 5,8) =

= 0,00987 м.

Округляем до 10 мм.

Принимаем толщину стенки трубы, равную 10 мм, тогда s_прⁿ  изменится и будет равно:

s_прⁿ =-12 х 10-⁶х 2,1 х 10⁵ х 51+[0,3(1,15 х 5,8 х 0,70)/2 х 0,01] =

= -58,7 МПа;

     тогда:

Ψ₁=Ö1-0,75 x (58,7/265,3)²-0,5 x (58,7/265,3) = 0,872

Уточняем толщину стенки:

=1,15 х 5,8 х 0,72/ 2(265,3 х 0,872+1,15 х 5,8) = 0,0101 м = 10,1мм.

Округляем до ближайшего по сортаменту, равного 11мм. Значение  δ= 11 мм принимается окончательно.

2. Проверка на прочность в продольном направлении

Прочность проверяется по условию:

s_прⁿ < \|/₁ х R₁, (    );

s_прⁿ - продольные осевые напряжения от расчетных нагрузок и воздействий;

y₂- коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб;

R₁- расчетное сопротивление металла труб;

y₂ = Ö1-0,75 x (s_кц/R₁)²-0,5(s_кц/r₁),

где

s_кц- кольцевые напряжения в стенке трубы от расчетного внутреннего давления:

s_кц= (п х Р х D_ВН) / 2 x d,  (    );

s_кц= (1,15х5,8х0,698)/(2х0,011) = 211,6 МПа;