8. Расчет трубопроводов на прочность и устойчивость

Расчетные характеристики материалов

Нагрузки и воздействия

Определение толщины стенки трубопроводов

Проверка прочности и устойчивости подземных и наземных

(в насыпи) трубопроводов

Проверка прочности и устойчивости надземных трубопроводов

Компенсаторы

Особенности расчета трубопроводов, прокладываемых в

сейсмических районах

Соединительные детали трубопроводов

8.1. Расчетные схемы и методы расчета трубопроводов необходимо выбирать с учетом использования ЭВМ.

Расчетные характеристики материалов

8.2. Нормативные сопротивления растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений Rн1 и Rн2 следует принимать равными соответственно минимальным значениям временного сопротивления и предела текучести, принимаемым по государственным стандартам и техническим условиям на трубы.

8.3. Расчетные сопротивления растяжению (сжатию) R(н)1, R(н)2 и следует определять по формулам:

н

R m

1

R = ───────; (4)

1 k k

1 н

н

R m

2

R = ──────-, (5)

2 k k

2 н

где m - коэффициент условий работы трубопровода, принимаемый по табл.1;

k , k - коэффициенты надежности по материалу, принимаемые

1 2

соответственно по табл.9 и 10;

k - коэффициент надежности по назначению трубопровода, принимаемый

н

по табл.11.

Таблица 9

────────────────────────────────────────────┬────────────────────────────

│ Значение коэффициента

Характеристика труб │ надежности по материалу

│ k1

────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────

1 │ 2

────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────

1. Сварные из малоперлитной и бейнитной ста-│ 1,34

ли контролируемой прокатки и термически│

упрочненные трубы, изготовленные двусто-│

ронней электродуговой сваркой под флюсом│

по сплошному технологическому шву, с мину-│

совым допуском по толщине стенки не более│

5% и прошедшие 100%-ный контроль на сплош-│

ность основного металла и сварных соедине-│

ний неразрушающими методами │

────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────

2. Сварные из нормализованной, термически│ 1,40

упрочненной стали и стали контролируемой│

прокатки, изготовленные двусторонней элек-│

тродуговой сваркой под флюсом по сплошному│

технологическому шву и прошедшие 100%-ный│

контроль сварных соединений неразрушающими│

методами. Бесшовные из катаной или кованой│

заготовки, прошедшие 100%-ный контроль│

неразрушающими методами │

────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────

3. Сварные из нормализованной и горячеката-│ 1,47

ной низколегированной стали, изготовленные│

двусторонней электродуговой сваркой и про-│

шедшие 100%-ный контроль сварных соедине-│

ний неразрушающими методами │

────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────

4. Сварные из горячекатаной низколегирован-│ 1,55

ной или углеродистой стали, изготовленные│

двусторонней электродуговой сваркой или│

токами высокой частоты. Остальные бесшов-│

ные трубы │

Примечание. Допускается применять коэффициенты: 1,34 вместо 1,40; 1,4 вместо 1,47 и 1,47 вместо 1,55 для труб, изготовленных двухслойной сваркой под флюсом или электросваркой токами высокой частоты со стенками толщиной не более 12 мм при использовании специальной технологии производства, позволяющей получить качество труб, соответствующее данному коэффициенту k1.

Таблица 10

──────────────────────────────────────────┬──────────────────────────────

│ Значение коэффициента

│ надежности по материалу

Характеристика труб │ k2

──────────────────────────────────────────┼──────────────────────────────

Бесшовные из малоуглеродистых сталей │ 1,10

│

Прямошовные и спиральношовные сварные из│ 1,15

малоуглеродистой и низколегированной стали│

с отношением R(н)2/R(н)1 <= 0,8 │

Сварные из высокопрочной стали со отноше-│ 1,20

нием R(н)2/R(н)1 > 0,8 │

──────────────────────────────────────────┴──────────────────────────────

Таблица 11

───────────┬─────────────────────────────────────────────────────────────

Условный │Значение коэффициента надежности по назначению трубопровода

диаметр │ k_н

трубопрово-│

да, мм ├─────────────────────────────────────────────────┬───────────

│для газопроводов в зависимости от внутреннего │для нефте-

│ давления p │проводов и

│ │нефтепро-

│ │дуктопро-

│ │водов

├──────────────┬────────────────┬─────────────────┤

│p<= 5,4 МПа │5,4<p<= 7,4 МПа │7,4<p<= 9,8 МПа │

│p<= 55 кгс/см2│55<p<=75 кгс/см2│75<p<=100 кгс/см2│

───────────┼──────────────┼────────────────┼─────────────────┼───────────

500 и менее│ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00

600-1000 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,05 │ 1,00

1200 │ 1,05 │ 1,05 │ 1,10 │ 1,05

1400 │ 1,05 │ 1,10 │ 1,15 │ -

───────────┴──────────────┴────────────────┴─────────────────┴───────────

8.4. Основные физические характеристики стали для труб следует принимать по табл.12.

Таблица 12

──────────────────────────────────────────┬──────────────────────────────

Физическая характеристика и обозначение │ Величина и размерность

стали │

──────────────────────────────────────────┼──────────────────────────────

Плотность  ро  │ 7850 кг/м3

│

Модуль упругости Е0 │ 206000 МПа

│

│ (2100000 кгс/см2)

│

Коэффициент линейного расширения альфа │ 0,000012 град(-1)

│

Коэффициент поперечной деформации Пуас- │

сона в стадии работы металла: │

│

упругой мю 0 │ 0,3

│

пластической мю │ По п.8.25

──────────────────────────────────────────┴──────────────────────────────

8.5*. Значения характеристик грунтов следует принимать по данным инженерных изысканий с учетом прогнозирования их свойств в процессе эксплуатации.