Оценка пластической устойчивости трубопроводов
С потерей трубопроводом пластической устойчивости связано два момента:
1) с ростом P начинается уменьшение толщины стенки, что может вызвать потерю устойчивости без роста и даже при уменьшении P.
2) по аналогии с пластическим разрывом материала, наступает момент, когда F/l больше критического значения.
-
Эти условия характеризуются уравнением:
-
Эти формулы позволяют получить двухосные деформации, при которых наступает, соответственно, первый и второй "вид" потери пластической устойчивости. m1 - коэф-т; εр -деформация при одноосном растяжении; Кσ - отношение продольных и поперечных деф-ий.
Также можно использовать подход графического решения дифференциальных уравнений, основанный на анализе диаграмм деформации.
Влияние прочности сварного соединения на несущую способность
-
σв(с) - временное сопротивление металла (шва). Кс - допустимое ослабление сварного шва, при кот. труба пластически устойчива.
Функция, определяющая коэфициент ослабления сварного шва.
Зависимость отношения давлений от Кс. Зависимость нелинейная!
Шифр кривых - εр
Статическая прочность сварных соединений со смещением кромок
На статическую прочность сварных соединений влияют следующие факторы:
Относительное смещение кромок. Параметр Δ.
Ширина сварного шва. Параметр mbsкр.
Режим нагружения (одноосный, двухосный). Доказано, что при любом режиме нагружения параметр mbsкр. имеет место быть.
Прочность труб с учетом дефектов в сварном соединении
Основные дефекты: поры, шлаковые включения, непровары, трещины, подрезы.
Влияние пор:
Шлаковые включения: α от 0 до 2.5, их анализ затруднен неопределенностью формы. Мало влияют на стат. прочность, а влияние на усталостную сказывается только после 10000 циклов.
Натурными испытаниями установлено, что при x=d/R > 3 разрушение происходит в основном металле. Именно этот критерий предлагается использовать для отбраковки сварных соединениий.
Влияние локального утонения стенки на прочность стальных труб
Локальное утонение - местное снижение толщины стенки тб при очистке от поверхностных дефектов. Характеризуется допустимыми размерами.
S0 - начальная толщина стенки, Sy0 - толщина в месте утонения.
Нагрузки и воздействия на магистральные трубопроводы
-
Характер нагрузки и
Нагрузка и воздействие
Способ прокладки трубопровода
воздействия
подземный, наземный
(в насыпи)
надземный
Постоянные
Масса (собственный вес) трубопровода и обустройств
+
+
Воздействие предварительного напряжения трубопровода (упругий изгиб и др.)
+
+
Давление (вес) грунта
+
-
Гидростатическое давление воды
+
-
Временные длительные
Внутреннее давление для газопроводов
+
+
Внутреннее давление для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов диаметром 700—1200 мм с промежуточными НПC без подключения емкостей
+
+
Масса продукта или воды
+
+
Температурные воздействия
+
+
Воздействия неравномерных деформаций грунта, не сопровождающиеся изменением его структуры
+
+
Кратковременные
Снеговая нагрузка
-
+
Ветровая нагрузка
-
+
Гололедная нагрузка
-
+
Нагрузка, вызываемая морозным растрескиванием грунта
+
-
Нагрузки и воздействия, возникающие при пропуске очистных устройств
+
+
Нагрузки и воздействия, возникающие при испытании трубопроводов
+
+
Воздействие селевых потоков и оползней
+
+
Особые
Воздействие деформаций земной поверхности в районах горных выработок и карстовых районах
+
+
Воздействие деформаций грунта, сопровождающихся изменением его структуры (например, деформация просадочных грунтов при замачивании или вечномерзлых грунтов при оттаивании)
+
+
Воздействия, вызываемые развитием солифлюкционных и термокарстовых процессов
+
-