2581

Министерство образования и науки Республики Татарстан

НИ

Альметьевский государственный нефтяной институт

З.Ф. Исмагилова, Ш.К. Гильмутдинов

А

Г

т

е

ка

Сооружение и эксплуатация линейной

о

части трубопроводных систем

и

для транспорта нефти,

л

нефтепродуктов и газа

Методические указания

и

по проведению практических занятий

и выполнен ю контрольныхб

работ

по дисциплине «Сооружение и эксплуатация

ая

трубопроводныхб

систем»

для студентов специ льности 080502.65 «Экономика и управление

н

н

на предприятии» всех форм обучения

т

р

о

к

е

л

Э

Альметьевск 2009

УДК 622.692

НИ

И 85

А

Исмагилова З.Ф., Гильмутдинов Ш.К.

И 85

трубопроводныхГ

Сооружение и эксплуатация линейной

части

систем

для

транспорта нефти, нефтепродуктов

и газа: Методические

ка

указания по проведению практических занятий и выполнению

контрольных работ по дисциплине «Сооружение трубопроводных

систем»

для студентов

специальности

080502.65

«Экономика и

е

управление на предприятии» всех форм обучения – Альметьевск:

Альметьевский государственный нефтяной институт, 2009. – 100 с.

и

о

т

В методических указаниях приводятся те ретические предпосылки и

примеры решения задач на практических занят

ях, а также варианты заданий

для контрольных работ.

л

Указания

предназначены

студентам

специальности 080502.65

б

«Экономика и управление на предприятии», всех форм обучения

б

и

Печатается по решению уче но-методического совета АГНИ.

ая

Рецензент: к.т.н., доцент кафедры БГНС Надыршин Р.Ф.

о

н

н

т

р

к

е

л

2

© Альметьевский государственный

Э

нефтяной институт, 2009

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Введение

НИ

Трубопроводный транспорт является одним из наиболее экономичных, а

в случае транспорта газообразных веществ -

единственным видом транспорта.

А

Но в тоже время, это один из самых капитало - и металлоемких видов

транспорта. В случае аварии он может нанести невосполнимый ущерб природеГ

.

ка

Поэтому огромное внимание уделяется вопросам надежности и эффективности

работы магистральных трубопроводов при их сооружении и эксплуатации.

е

Надежность работы обеспечивается соблюдением рекомендаций,

нормативных

документов при сооружении

и эксплуатации трубопроводов

(строительных

норм и

правил,

т

проектирования и

норм технологического

правил эксплуатации).

и

о

В данных методических указаниях представлены методики к решению

практических

задач

л

систем, а также

при сооружении трубопроводных

варианты контрольных заданий.

б

Выпо нение контрольных расчетных работ

и

по курсу «Сооружение трубопроводных систем», проверит усвоена ли

студентом данная дисциплина.

б

Приступая к решению задач, студент должен изучить соответствующий

теоретический материал.

ая

о

н

н

т

р

к

е

л

Э

3

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1

Расчет трубопроводов на прочность и устойчивость

Цель практического занятия: 1) определение толщины стенки трубопровода;

2)

рассчитать

на

прочность

трубопровод;

3)

сделать

проверку для

предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопроводов

НИ

1. 1 Методика определения толщины стенки трубопровода

А

Г

Из 99% случаев трубопровод прокладывается подземно, поэтому

рассматриваем методику для данного вида.

е

ка

1.1.1 Толщина стенки определяется по формуле

т

δ =

np РDн

,

(1.1)

2(× R1

+ np Р)

где np – коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,15-для нефтепроводов,

работающих по системе из «насоса в насос»; 1,1 – воо

всех остальных случаях;

Р – рабочее (нормативное) давление, МПа;

л

и

Dн – наружный диаметр трубопровода;

R1- расчетное

сопротивление

материала

трубопровода, принимаемое

стенки

равным

б

и

б

R1

=

Rн m

,

(1.2)

1

К1 КН

где

R1н - нормативное сопротивление растяжению (сжатию)

материала труб и

сварных соединений, определяемое из условия работы на разрывы, равное

минимальному пределу прочности

R1н =σвр (приложение1);

ая

m-

коэффицие т

условий

работы трубопровода, для

I,

II категории

н

трубопров д в m= 0,75; для III, IV категории трубопроводов m= 0,9; для В

категории труб

н

пр водов m= 0,6;

К 1-

о

коэффициент надежности по материалу (приложение 1);

Кн – коэффициентр

надежности по назначению трубопровода, зависящий от его

диаметрат(для Dн≤1000 мм Кн=1, для Dн=1200 мм Кн=1,05).

к

1.1.2 При наличии продольных осевых сжимающих напряжений толщину

стенки следует определять по формуле

л

е

4

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Э

δ =

np РDн

2(Ψ R + n

p

Р)

,

(1.3)

1

1

где ψ1 - коэффициент двухосного напряженного состояния металла труб,

определяемый по формуле:

А

Г

НИ

æ

σпрN

ö

2

σпрN

ç

÷

Y1=

1- 0,75

÷

- 0,5

,

(1.4)

R

R

ç

è

1

ø

1

где σпр.N - продольное осевое сжимающее напряжение, определяемое от

расчетных нагрузок

и воздействий с

учетом

упругопластической

работы

ка

металла труб в зависимости от принятых конструктивных р ш ний, МПа

n

p

РD е

σ пр N( + )

= −αE

t + μ

т

В

,

(1.5)

о

2δ

где t – расчетный перепад температур, равный

t= tэ – tиф,

(1.6)

tэ – температура эксплуатации трубопроводал;

tф– температура при замыкании трубопроводаб

;

μ - коэффициент Пуассона, m=0,3;

и

α – коэффициент линейного расширения металла, α =1,2×10-5 1/0С;

б

Е – модуль Юнга, Е=2,06×105 МПа ;

Dв – внутренний диаметр трубопровода, м.

н

ая

Dв = Dн − 2δ ,

(1.7)

где δ – толщи а сте ки трубопровода, м.

н

y1=1,0 ,

При растягивающих осевых продольных напряжениях (σ прN ³ 0 )

о

p 0 ) ψ1 определяется

при сжимающих осевых продольных напряжениях (σ прN

р

по формуле 1.4.

т

толщину стенки

нефтепровода

с

учетом двухосного

Пересчитываем

к

напряж нного состояния металла.

л

е

5

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Э

НИ

Толщину стенки труб следует принимать не менее 1/140 Dн, но не менее 3

мм для труб условным диаметром 200 мм и менее, и не менее 4 мм - для труб

условным диаметром свыше 200 мм

Г

Полученное расчетное значение толщины стенки трубопровода округляется

А

до ближайшего большего значения, предусмотренного государственными

стандартами или техническими условиями.

ка

1.2 Методика проверки на прочность подземного трубопровода

1.2.1 Проверку на прочность подземных трубопроводов в продольном

направлении производят по условию

т

е

| σпр.N |≤ ψ2 R1 ,

о

(1.8)

где

R1-

расчетное

сопротивление

материала

стенки трубопровода ,

определяемое по формуле 1.2, МПа;

б

л

ψ 2 -

коэффициент,

учитывающий

двухосноеи

напряженное состояние

металла

труб.

При

растягивающих

осевых

продольных

напряжениях

(σ прN

³ 0 )ψ 2 =1,0

и

,

при сжимающ х

осевых

продольных

напряжениях

(σ прN

p 0 ) определяется по формуле

ая

б

æ

σ

кц

ö2

σ

кц

ç

÷

,

(1.9)

R

ψ 2 = 1- 0,75ç