4.3. Проверка условий прочности

Расчет газопровода на прочность состоит в детальном расчете кольцевых, продольных и эквивалентных напряжений, который проводится после выбора его основных размеров трубопровода с учетом всех нагрузок и воздействий для всех расчетных случаев. Расчет газопровода на прочность следует выполнять по методу допускаемых напряжений, которые определяются как произведение нормативного минимального предела текучести и нормативного минимального предела прочности материала труб на соответствующие расчетные коэффициенты. Значения расчетных коэффициентов зависят от вида проверки напряжений и регламентируются СНиП 2.05.06-85 и СТО Газпром 2-2.1-249-2008, СТО Газпром 2-3.5-051-2006.

4.4. Условие прочности для кольцевых напряжений выполняется, если кольцевые напряжения σ_h от расчетного давления, рассчитанные:

удовлетворяют условию

4.5. Расчетные сопротивления растяжению (сжатию) R следует определять по формулам:

; ,

где σ_у – нормативный предел текучести материала труб, МПа; σ_u – нормативный предел прочности (временное сопротивление) материала труб, МПа; F_y – расчетный коэффициент по пределу текучести; следует принимать в зависимости от категории участка газопровода по табл. П2.6; k_y – поправочный коэффициент, (рассчитан в п. 4.1); k_н – коэффициент надежности по назначению трубопровода, принимаемый по табл. П2.9.

4.6. Продольные напряжения в подземных газопроводах рассчитываются при условии одноосного растяжения в области упругой деформации:

где Е₀ – модуль упругости, Е₀ = 206000 МПа; μ₀ – коэффициент поперечной деформации в упругой области (коэффициент Пуассона), μ = 0,3; R_уи – радиус упругого изгиба, м (если имеет место изгиб газопровода, то R_уи определяется по СТО Газпром 2-2.1-249-2008 в прил. В); α – линейный коэффициент температурного расширения, (α – 1,2·10^-5 (°С)^-1); ΔТ – расчетный температурный перепад, принимаемый положительным при нагревании, °С.

4.7. Расчетный температурный перепад, принимаемый положительным при нагревании, °С:

,

где t₀ – максимально или минимально возможная температура стенок трубы при эксплуатации; t_ф – наименьшая или наибольшая температура, при которой фиксируется расчётная схема трубопровода (укладка трубы в траншею или на опоры).

Газопровод испытывает сложное напряженно-деформированное состояние, которое учитывается интенсивностью изменения напряжений и деформаций. Необходимо уточнить значения модуля и коэффициента деформации.

4.8. Эквивалентная интенсивность напряжения, _eq, и эквивалентная интенсивность деформации, _eq, соответствующие теории Мизеса, МПа:

;

4.9. Переменный коэффициент поперечной деформации материала труб, μ; переменный модуль деформации материала труб, Е:

;

4.10. Уточняем продольные напряжения в газопроводе:

4.11. Проверку условий прочности для продольных σ_l и эквивалентных напряжений σ_eq следует выполнять:

если

если

где F_eq – расчетный коэффициент для продольных и эквивалентных напряжений, принимаемый в зависимости от стадии «жизни» газопровода в соответствии с данными табл. П2.8.