2 Вариант

Значения расчетного сопротивления труб R₁ можно взять из таблицы 12.2 стр. 155, [59] в зависимости от категории участка трубопровода, марки стали и типа труб.

3 Вариант

R₁ = R₁^н·m / (K₁·K_н) , МПа,

где m – коэффициент условий работы трубопровода ([58], стр. 201);

K₁ – коэффициент надежности по материалу , зависящий от типа труб и марки стали

([58], стр. 201);

K_н– коэффициент надежности по назначению , зависящий от назначения трубопровода

(газопровод или нефтепровод) ([58], стр. 202, табл. 11.2).

Полученное значение ₁ округляется до ближайшего большего по ГОСТ или ТУ ([2], стр. 27-29, табл. 9; [21], стр. 145-148, табл. 20 и др.).

1.2 Чтобы не было чрезмерных пластических деформаций, толщина стенки труб должна удовлетворять неравенству

₂  n·p·D / [2·(n·p + 0,9·R₂^н)], м,

где R₂^н – нормативное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу материала труб и сварных соединений, определяемое из условий достижения предела текучести, МПа

R₂^н = _т , МПа,

где _т - предел текучести материала труб, МПа ( [59], табл. 12.1; [58], стр. 198, табл. 11.1; [2], стр. 103, табл. 33; [21], стр. 145-148, табл.20).

Полученное значение ₂ округляется до ближайшего большего по ГОСТ или ТУ [2], стр. 27-29, табл. 9; [21], стр. 145, табл. 20 и др.).

В расчет принимается большее из значений ₁ и ₂ (обозначается в дальнейших расчетах ).

2 Определение напряжений в трубопроводе

Трубопровод, уложенный в грунт, находится под воздействием внешних сил. Эти силы вызывают сложные напряжения в теле трубы и стыковых соединениях.

Рис.10 Напряжения в теле трубы

В результате действия внутреннего давления в теле трубы возникают следующие главные нормальные напряжения: _a  продольное, _  кольцевое, _r  радиальное

2.1 Определяется радиальное напряжение, обусловленное внутренним давлением, равное ему по величине и противоположное по направлению

_r = – p, МПа

2.2 Определяется по формуле Мариотта кольцевое напряжение, возникающее в трубе под действием внутреннего и внешнего давлений.

_ = (p·d)/2·, МПа,

где d – внутренний диаметр труб, м

d = D - 2·, м

2.3 Определяется продольное напряжение, возникающее от внутреннего давления

_ар = · (p·d)/2·, МПа,

где  – коэффициент Пуассона (коэффициент поперечного сужения при продольном растяжении) ([59], стр. 153).

2.4 Определяется по формуле Гука продольное напряжение, возникающее вследствие изменения температуры трубопровода

_аt = ·E·(T₂ - Т₁ ), МПа,

где  – коэффициент линейного расширения металла, град.^-1([59], стр.153; [58], стр.199);

Е – модуль упругости стали при растяжении, сжатии и изгибе трубы (модуль Юнга),МПа ([58], стр. 199; [59], стр. 153);

Т₁ – наименьшая температура грунта на глубине укладки трубы, К;

Т₂ – температура воздуха во время укладки трубопровода в траншею, К.

2.5 Определяются продольные напряжения, появляющиеся в трубе при ее холодном упругом изгибе, который является следствием неровностей рельефа

_аи = (Е·D) / (2·_и, МПа,

где _и – радиус изгиба трубы, м. В соответствии со СНиП III - 42.80 радиус изгиба трубы равен не менее 1000·D_у, где D_у – условный диаметр трубопровода.