35. Нагрузки и воздействия. Расчет толщины стенки трубопровода.
Расчетные нагрузки, воздействия и их сочетания должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.
При расчете трубопроводов следует учитывать нагрузки и воздействия, возникающие при их сооружении, испытании и эксплуатации.
При расчете применяют расчетные нагрузки N(р)=n·N(н) ;n-коэф-т над-ти по нагрузке;N(р)-расчет. нагр.;N(н) –норм. нагр.
Нормативная нагрузка устан-ся норм. док-ми, составл-ми на основании статистического анализа соответствующих параметров при нормальной эксплуатации сооружения. Все нагрузки делятся на 4 типа: 1) постоянные –действуют в течении всего срока эксплуатации;2)временные длительные – меньший срок по сравнению длительностью экплуатации;3)кратковременные – ветровые, снеговая;4)особые нагрузки- нагрузки от оползней, от просадки грунта
Номинальная толщина стенки d трубопровода согласно СНиП 2.05.06-85* определяется следующим образом:
,
где y1 – коэффициент, учитывающий двуосное напряженное состояние металла труб, определяемый при сжимающих продольно осевых напряжениях (sпр N<0) по формуле:
, при sпр N ³0 y1=1:
R1 – расчетное сопротивление материала и рассчитывается по формуле:
,
- нормативное сопротивление материала, зависящее от марки стали и в расчетах принимается =sв;
m – коэффициент условий работы трубопровода, зависящий от категории т/п;
к1 – коэффициент надежности по металлу, характеризует свойства сталей;
кн – коэффициент надежности по назначению, зависит от вида перекачиваемого продукта, от диаметра т/п, для ГП – от диаметра и давления;
nр – коэффициент надежности по нагрузке от внутреннего давления;
sпр N - продольное осевое напряжение:
,
Dt – расчетный перепад температур;
m - коэффициент Пуассона, m=0,3;
at – коэффициент линейного расширения металла, at=1,2×10-5 1/0С;
Е – модуль Юнга, Е=2,06×105 МПа;
nt – коэффициент надежности по температуре, nt=1.
Dt = tЭ - tЗШ
tЭ – эксплуатационная температура;
tЗШ – температура замыкания сварного шва;
, .
Порядок расчета толщины стенки т/п:
1) Выбирается марка стали, соответственно sт, sв, к1.
2) Рассчитываем теоретическую толщину стенки при y1=1:
3) Принимаем стандартную толщину стенки dГОСТ по сортаменту труб;
4) Расчетный перепад температур Dt:
5) Рассчитаем продольные напряжения sпр N :
6) Так как труба хуже работает на сжатие, чем на растяжение, то при значении sпр N(-)>0 расчет закончен, а для случая sпр N(+)<0 уточняем значения y1 и d.
7) Окончательно принимаем толщину стенки наибольшую из полученных значений d и уточняем её по сортаменту труб.
Подземные и наземные (в насыпи) трубопроводы по СНиП 2.05.06-85* проверяются на прочность в продольном направлении и на отсутствие пластической деформации.
Прочность в продольном направлении проверяется по условию:
|s пр N|£y2 R1
sпр N - продольное осевое напряжение:
,
nt – коэффициент надежности по температуре, nt=1;
at – коэффициент линейного расширения металла, at=1,2×10-5 1/0С;
Dt – расчетный перепад температур; Dt = tЭ - tЗШ
tЭ – эксплуатационная температура;
tЗШ – температура замыкания сварного шва; , ;
Е – модуль Юнга, Е=2,06×105 МПа;
m - коэффициент Пуассона, m=0,3;
nр – коэффициент надежности по нагрузке от внутреннего давления;
Р – давление в т/п;
DВН – внутренний диаметр трубопровода;
d - толщина стенки трубопровода;
R1 – расчетное сопротивление материала и рассчитывается по формуле:
,
- нормативное сопротивление материала, зависящее от марки стали и в расчетах принимается =sв;
m – коэффициент условий работы трубопровода, зависящий от категории т/п;
к1 – коэффициент надежности по металлу, характеризует свойства сталей;
кн – коэффициент надежности по назначению, зависит от вида перекачиваемого продукта, от диаметра т/п, для ГП – от диаметра и давления;
y2 – коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевых продольных напряжениях sпр N³0 y2=1, при сжимающих (sпр N<0) определяется по формуле:
,
sКЦ – кольцевые напряжения в стенке трубы от расчетного внутреннего давления, определяемые по формуле:
,
Для предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопроводов в продольном направлении проверку производят по условию:
;
- максимальные суммарные продольные напряжения в трубопроводе от нормативных нагрузок и воздействий;
,
rmin – минимально допустимый радиус изгиба т/п;
rmin =1000Dу - при изгибе в горизонтальной плоскости;
rmin =5000 м - при изгибе в вертикальной плоскости;
y3 – коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб;
при ³0, y3 = 1, при <0: ,
- кольцевые напряжения от нормативных нагрузок;,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.