2.2. Оценка напряжений

Уложенный в грунт МТ испытывает кольцевые, продольные и радиальные (рис. 2.1) напряжения.

Кольцевые напряжения _к возникают от внутреннего давления и определяются формулой

 _к = pD/(2 ),

где p — давление; D—внутренний диаметр;  — толщина стенки трубопровода.

Продольные напряжения  _пр создаются:

• под действием внутреннего давления

 _пр =   _к =  pD/(2 ),

где  — коэффициент Пуассона (коэффициент Пуассона  = ε_y/ε_x,

ε_y – относительное поперечное сжатие,

ε_x - относительное продольное удлинение); для стали  = 0,3.

• при изменении температуры

 _пр = - Е  t,

где Е - модуль упругости;  - коэффициент линейного расширения;

 t = t - t_у - температурный перепад; t и t_у - температура стенки трубопровода соответственно в рассматриваемый момент времени и в момент укладки; для стали Е = 206 000 МПа,  = 12 10^-6 1/ С.

• при изгибе

 _пр = ЕD_н/(2 ),

где D_н - наружный диаметр трубопровода;

 - радиус изгиба; знак плюс относится к растягивающим напряжениям, а знак минус - к сжимающим; напряжения изгиба возникают при укладке трубопровода на поворотах трассы, а также на переходах через повышенные и пониженные точки.

Рис. 1. Схема напряжений, возникающих в трубопроводе

Продольные напряжения различного происхождения суммируются:

.

Радиальные напряжения _р малы и в расчетах не учитываются.

2.2. Расчет мт на прочность

Расчет МТ на прочность производится по методу предельных состояний и включает определение толщин стенок труб, тройников, переходов, отводов и заглушек, определения допустимых пролетов и проверочный расчет.

В соответствии с методом оценки прочности по предельным состояниям окружное (максимальное) напряжение _окр в стенке трубопровода должно удовлетворять двум условиям прочности:

где и – нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений равным соответственно минимальному значению временного сопротивления и предела текучести, принимаемым по государственным стандартам или техническим условиям для труб

Расчетное сопротивление растяжению (сжатию) R₁ и R₂, согласно СНиП следует определять по формулам:

;

где m – коэффициент условий работы трубопровода, m = 0,9 (для нефтепроводов III и IV категорий);

k₁, k₂ – коэффициенты надежности по материалу, k₁ находится в пределах от 1,34 до 1,55, k₂ – от 1,1 до 1,2;

k_н – коэффициент надежности по назначению трубопровода, для нефтепроводов принимается в зависимости от диаметра от 1 до 1,05.

2.2.1. Определение толщины стенки

1. Механический расчет толщины стенки.

2. Привязка толщины труб к сортаменту.

3. Уточнение толщин труб на отдельных участках МТ

4. Проверка прочности и устойчивости трубопровода.

5. Расчет трубопровода против всплытия.

6. Принятие окончательной толщины стенки ТМ по участкам.

Расчетную толщину стенки трубопровода , следует определять по формуле

,

При наличии продольных осевых сжимающих напряжений толщину стенки следует определять из условия

,

где n	—	коэффициент надежности по нагрузке — внутреннему рабочему давлению в трубопроводе;
1	—	коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб, определяемый по формуле

,

где

—

продольное осевое сжимающее напряжение, МПа, определяемое от расчетных нагрузок и воздействий с учетом упругопластической работы металла труб в зависимости от принятых конструктивных решений.

Полученное расчетное значение толщины стенки трубы округляется до ближайшего большего значения, предусмотренного государственными стандартами или техническими условиями. При этом минусовый допуск на толщину стенки труб не учитывается.

Baosteel Group извлечет преимущества из растущего спроса на прямошовные сварные трубы (LSAW) для оффшорных энергетических проектов в Китае, пишет Steel Business Briefing.

Шанхайский стальной гигант выиграл тендер на поставку 43 тыс. т магистральных труб для проекта газового поля Liwan 3-1, разрабатываемого China National Offshore Oil Corporation (CNOOC).

Под этот проект Baosteel поставит трубы 762 х 31,8 мм UOE из стали X70, а также партию труб из низших марок стали.

Liwan 3-1, расположенный в Южно-Китайском море, является первым крупномасштабным проектом глубоководной газовой добычи в Китае. Для его реализации требуются толстостенные магистральные подводные трубы большого диаметра, выдерживающие высокое давление.

Завод Baosteel в Шанхае, выпускающий трубы по технологии UOE является крупнейшим в Китае. Предприятие может делать до 500 тыс. т труб в год из сталей класса до X100.

Другими поставщиками стальных труб для проекта Liwan 3-1 будут Chu Kong Petroleum & Natural Gas Steel Pipe Holding и Julong Steel Pipe. Об этом сообщает MetalInfo.

~ 9 ~