Проверка прочности и деформаций подземного трубопровода

1) Для предотвращения недопустимых пластических деформаций подземных трубопроводов необходимо производить проверку по условиям:

(3.10)

(3.11)

где – максимальные (фибровые) суммарные продольные напряжения в трубопроводе от нормальных нагрузок и воздействий, МПа;

ш1 – коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб;

– кольцевое напряжение от нормативного (рабочего) давления, МПа.

2) Значение нормативных кольцевых напряжений:

(3.12)

3) Проверим условие по формуле (3.11):

327,75 МПа 443,48 МПа – условие выполняется, следовательно, недопустимые пластические деформации образовываться не будут.

4) Продольные напряжения:

Д (3.13)

где бt – коэффициент линейного расширения металла трубы, бt=0,000012 град-1;

E – модуль Юнга, E=2.06·105 МПа;

µ - коэффициент Пуассона (µ = 0,3) [таблица 13, 1];

Dвн – внутренний диаметр трубопровода.

5) Знак «минус» указывает на наличие осевых сжимающих напряжений, поэтому необходимо определить коэффициент 1 , учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб:

(3.14)

6) Определяем значения продольных напряжений

Д (3.15)

где =1420 м - минимальный радиус упругого изгиба [таблица 2.26, 2].

- для положительного температурного перепада:

- для отрицательного температурного перепада:

7) Проверим дважды выполнение условия по формуле (3.10):

- для положительного температурного перепада:

130,75 МПа 176,8 МПа – условие выполняется.

- для отрицательного температурного перепада:

248,3 МПа 176,8 МПа – условие не выполняется.

Условия не выполняются, следовательно, необходимо последовательно увеличивать толщину стенки согласно стандартному ряду ТУ-100-86 до выполнения условий по формулам (3.10) и (3.11).

Условия выполняются при дн=23,9 мм, тогда Dвн =1372,2 мм.

8) Вычислим нормативные кольцевые напряжения по формуле (3.12):

9) Проверим выполнение условия по формуле (3.11):

272,7 МПа 443,48 МПа – условие выполняется, следовательно, недопустимые пластические деформации образовываться не будут.

10) Определим продольные осевые напряжения по формуле (3.13):

11) Знак «минус» указывает на наличие осевых сжимающих напряжений, поэтому необходимо определить коэффициент 1 , учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб по формуле (3.14):

12) Определим максимальные суммарные продольные напряжения в ТП от нормативных нагрузок и воздействий по формуле (3.15):