Проектирование трубопроводного транспорта нефти от 1-го нефтепромысла НГДУ “Речицанефть” до Мозырского нефтеперерабатывающего завода, страница 8

μ – коэффициент Пуассона (коэффициент поперечного сужения при продольном растяжении), для стали μ = 0,3.

Коэффициент y₃  определяется по формуле

                                         (41)

Кольцевые напряжения

                σ_кц^н = р∙D_вн / 2 d = 4,4∙0,514 / 2∙0,008 = 141,35 МПа.             (42)

и коэффициент

Очевидно, что условие    выполняется:

  или 

Определяем значение продольных напряжений σ_пр^н для максимального положительного перепада температур Dt .

Максимальный положительный перепад температур будет при максимальной температуре тела трубы и минимальной температуре окружающей среды (принимаем температуру трубы равной температуре нефти).

                                       Dt_мах = t_э.мах – t_абс.мin ,                                         (43)

где:

t_э.мах – максимальная температура нефти,

t_э.мах = +42°С (средняя температура нефти на выходе с УПН после подогрева, в любое время года);

t_абс.мin – абсолютно минимальная температура воздуха,

t_абс.мin = -35°С.

Dt_мах = 42 – (-35) = 77°С.

Тогда максимальное значение продольных напряжений

Определяем значение продольных напряжений σ_пр^н для максимального отрицательного перепада температур Dt .

Максимальный отрицательный перепад температур будет при минимальной температуре тела трубы и максимальной температуре окружающей среды

                                        Dt_мах = t_э.мин – t_абс._мах ,                                       (44)

где:

t_э.мин – минимальная температура эксплуатации нефти,

t_э.мин = +20 °С (минимальная температура нефти на приеме МНПЗ в летнее время);

t_абс._мах – абсолютно максимальная температура воздуха,

t_абс._мах = +37 °С.

Dt_мах = 20 – (+37) = -17 °С.

Проверим выполнение необходимого условия.

Для максимального положительного перепада температур Dt :

,

257,22 МПа условие выполняется.

Для максимального отрицательного перепада температур Dt :

 условие выполняется.

Так как все необходимые условия выполняются, то, следовательно, выбранная марка стали трубы и толщина ее стенки вполне обеспечивают необходимую прочность трубопровода даже в самых тяжелых условиях эксплуатации.

Примечание:

При расчете трубы с наружным диаметром 426 мм значение давления, необходимого для перекачки заданного годового количества нефти Н, составило 12 МПа. Это значение гораздо превышает пределы рабочих давлений, допустимые для трубы этого диаметра (Рраб = 5,4 – 6,4 МПа). Таким образом, уже на данном этапе расчетов стало явным, что единственным оптимальным диаметром для заданных условий является диаметр 530 мм.

Таблица 4

Данные сопоставительного расчета

для конкурирующих диаметров труб

№№ п/п	Параметр	Dнар = 530	Dнар1 = 426
1.	Д,мм	530	426
2.	Марка стали	17Г1С	17Г1С
3.	R1н, МПа	510	410
4.	Рраб.оптим, МПа	5,4	5,4
5.	d, мм /станд./	8	8
6.	Двн, мм	514	410
7.	Re	29258	36687
8.	Lp, км	89	89
9.	DZ, м	28	28
10.	i	0,00526	0,01538
11.	Н, м	505,2	1424,2
12.	Нст, м	639,1	639,1
13.	Nст	1	2
14.	Рраб.необход, МПа	4,4	12
15.	m	0,9
16.	К1	1,47
17.	Кн	2
18.	R1, МПа	312
19.	sпр.N, МПа	54,61
20.	d1, мм /мин. необх./	4