Уточнение глубины залегания нефтепровода

Уточним глубину залегания оси трубопровода:

где – заглубление нефтепроводов до верха трубы. Для трубопровода диаметром 1020 мм она составляет 1 м.

.

Расчет температуры грунта на данной глубине ведется из предположения, что распределение температуры по глубине – линейное.

Таблица 13. Распределение характеристик на глубине 1,51 м. (График в Приложении 1)

Месяц	Температура для 1.51 (м) , °C	Вязкость для 1.51 (м) ν_i, сСт	Плотность для 1.51 (м) ρ_i, кг∙м3
1	-0,45	21,13	834,79
2	0,06	20,98	834,42
3	0,58	20,84	834,05
4	1,09	20,69	833,68
5	1,60	20,55	833,31
6	2,12	20,40	832,93
7	2,63	20,26	832,56
8	2,12	20,40	832,93
9	1,60	20,55	833,31
10	1,09	20,69	833,68
11	0,58	20,84	834,05
12	0,06	20,98	834,42
р		20,69	833,68

Рассчитаем основные параметры перекачки на глубине 1.51 м аналогично расчётам плотности и вязкости, приведенным ранее.

Вычисленные значения используются для расчета режимы работы трубопровода при расчетных условиях.

Определение толщины стенки

В соответствии с рекомендациями для магистральных нефтепроводов должны применяться трубы стальные электросварные прямошовные, сваренные под слоем флюса. Выбираем для трубопровода диаметром 1020 мм стальные электросварные прямошовные трубы, выполненные электродуговой сваркой под флюсом с одним продольным швом и предназначенные для строительства газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов на рабочее давление 5,4 – 5,9 МПа в северном и обычном исполнении (марка стали – 17Г1С), производитель – Челябинский трубопрокатный завод. Механические характеристики стали 17Г1С равны:

временное сопротивление –

предел текучести–

Толщина стенки определяется по следующей формуле:

δ=где

n=1.15 – коэффициент надёжности по нагрузке;

Расчётное сопротивление определяется по формуле:

где

m – коэффициент условий работы трубопровода.

Магистральные трубопроводы и их участки подразделяются на категории в зависимости от условий работы, объёма неразрушающего контроля сварных соединений и величины испытательного давления. Трубопроводы диаметром 1020 мм относятся к III категории, отсюда:

m=0.9.

Определим расчётное сопротивление растяжению (сжатию) и толщину стенки:

=342,54 МПа.

δ= =

Округляем полученное значение толщины стенки в большую сторону. Тогда в соответствии с номенклатурой завода изготовителя толщина стенки должна приниматься равной 10 мм.

δ = 10 мм

Проверяем прочность подземного трубопровода по условию:

При двуосном напряженном состоянии металла трубы:

δ =

коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, он зависит от

Вычисляем продольные осевые напряжения в трубопроводе по формуле:

, где

–2∙δ =1020 – 2∙10 = 1000 мм;

α – коэффициент линейного расширения металла трубы:

α = 1.2∙;

E – модуль упругости металла:

E = 2.03∙;

∆t - расчетный температурный перепад, равный разности между максимальной температурой эксплуатации и минимальной температурой укладки трубопровода:

∆t = .

Тогда с учетом численных значений параметров определяем значение продольных осевых напряжений в трубопроводе:

Осевые сжимающие напряжения на прямолинейных участках трубопровода отсутствуют (напряжения растягивающие):

- коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при

МПа < 1∙260.20 МПа.

Условие прочности выполняется, выбранная толщина стенки удовлетворяет всем параметрам.