Временные длительные нагрузки и воздействия.
Внутреннее рабочее (нормативное) давление — наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации трубопровода. Устанавливается проектом. При определении рабочего давления для нефтепроводов и газопроводов учитывается технологическая схема транспортирования продукта.
Регламентом устанавливаются следующие коэффициенты надежности по внутреннему давлению:
- для газопроводов = 1,10;
- для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов диаметром 700—1200 мм с промежуточными НПC без подключения емкостей = 1,15;
- для нефтепроводов диаметром 700—1200 мм без промежуточных НПС, а также для нефтепроводов диаметром менее 700 мм = 1,10.
Вес перекачиваемого (транспортируемого) газа на единицу длины трубопровода. Для определения веса газа используется уравнение состояния идеального газа Менделеева – Клапейрона для высоких давлений
,
(8.11)
где – давление газа;
- объем газа;
– коэффициент
Ван-дер-Ваальса зависящий от давления,
температуры и состава газовой смеси;
- универсальная
газовая постоянная;
– температура, К;
- количество газа
в молях;
– масса газа в кг;
– молекулярная масса кг/моль.
Выразим из формулы (8.11) количество газа в молях
.
(8.12)
Внутренний объем одного метра трубы равен
,
(8.13)
где
= 1м;
– внутренний
диаметр трубы.
В этом случае погонный вес газа в трубе будет равен
,
(8.14)
где – масса газа в одном метре трубы;
=
9,81 м/сек2.
Если учесть, что объем одного моля газа при нормальных условиях равен 22,4 литра, то при известной плотности газа
.
(8.15)
Тогда выражение для веса газа в одном метре трубы будет вычисляться по следующей формуле
.
(8.16)
После подстановки в формулу (8.15) всех известных величин получается выражение такое же, как формула (6) в СНиП 2.05.06-85
,
(8.17)
однако, чтобы
получить правильный результат в эту
формулу необходимо подставлять давление
в
,
в
.
Для вычисления расчетного веса газа в трубопроводе коэффициент надежности принимается = 1,0.
Нормативный вес нефти или нефтепродуктов в 1 метре трубопровода
,
(8.18)
где
-
удельный вес нефти или нефтепродукта.
Для вычисления расчетного веса нефти в трубопроводе коэффициент надежности принимается = 1,0.
Температурные воздействия на трубопровод оцениваются возникающими температурными деформациями
,
(8.19)
где
- относительные
линейные деформации;
- температурный коэффициент линейного расширения;
-
нормативный
температурный перепад
в металле стенок трубы, который следует
принимать равным разнице между
максимальной или минимальной возможной
температурой стенок в процессе
эксплуатации и соответственно наименьшей
или наибольшей температурой, при которой
фиксируется расчетная схема трубопровода
(свариваются стыки, привариваются
компенсаторы, производится засыпка
трубопровода и т.п.).
Максимальную или минимальную температуру
стенок труб в процессе эксплуатации
трубопровода следует определять в
зависимости от температуры транспортируемого
продукта, грунта, наружного воздуха, а
также скорости ветра, солнечной радиации
и теплового взаимодействия трубопровода
с окружающей средой.
Воздействия неравномерных деформаций грунта, не сопровождающиеся изменением его структуры. К таким воздействиям относятся осадки и пучения грунта; оползни, деформации земной поверхности в результате горных разработок и т.д. Деформации грунта должны определяться на основании данных анализа грунта и условий их возможного изменения в процессе строительства и эксплуатации магистрального трубопровода.