46. Требования к расстановке запорной арматуры на магистральном нефтепроводе

На трубопроводах надлежит предусматривать установку запорной арматуры на расстоянии, определяемом расчетом, но не более 30 км.

Кроме того, установку запорной арматуры необходимо предусматривать:

на обоих берегах водных преград при их пересечении трубопроводом в две нитки и более и на однониточных переходах категории В;

в начале каждого ответвления от трубопровода на расстоянии, допускающем установку монтажного узла, его ремонт и безопасную эксплуатацию;

по обеим сторонам автомобильных мостов на расстоянии не менее 250 м;

на одном или обоих концах участков нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, проходящих на отметках выше городов и других населенных пунктов и промышленных предприятий, - на расстоянии, устанавливаемом проектом в зависимости от рельефа местности;

на нефтепроводах и нефтепродуктопроводах при пересечении водных преград в одну нитку - место размещения запорной арматуры в этом случае принимается в зависимости от рельефа земной поверхности, примыкающей к переходу, и необходимости предотвращения поступления транспортируемого продукта в водоем;

на обоих берегах болот III типа протяженностью свыше 500 м.

Место установки запорной арматуры для нефтепродуктопроводов, как правило, должно совмещаться с местами соединения участков трубопроводов с различной толщиной стенок.

Запорная арматура диаметром 400 мм и более должна устанавливаться на фундаментные плиты, укладываемые на уплотненное основание.

Доступ обслуживающего персонала должен предусматриваться только к приводу арматуры.

Запорная арматура, устанавливаемая на нефтепроводах и нефтепродуктопроводах в местах перехода через реки или прохождения их на отметках выше населенных пунктов и промышленных предприятий на расстоянии менее 700 м, должна быть оборудована устройствами, обеспечивающими дистанционное управление.

Линейная запорная арматура нефтепроводов и нефтепродуктопроводов на переходах через водные преграды должна быть оснащена автоматикой аварийного закрытия.

На участках нефтепроводов, нефтепродуктопроводов примыкающих к подводным переходам, необходимо предусматривать устройства, исключающие скопление воздуха в трубопроводах в местах их перехода через водные преграды.

47. Нормативная методика расчета трубопроводов на прочность

Прочностной расчет трубопроводов осуществляется по методу предельных состояний. Сущность метода заключается в том, что рассматривается такое напряженное состояние трубопровода, при котором дальнейшая его эксплуатация невозможна. Первое предельное состояние – несущая способность трубопровода (разрушение его под воздействием внутреннего давления), второе – предельно допустимые деформации. Характеристикой несущей способности трубопровода является временное сопротивление металла труб (предел прочности). При расчете на предельно допустимые деформации используется предел текучести материала трубы.

В качестве основных прочностных характеристик металла трубы в расчетах трубопроводов используются нормативные сопротивления растяжению (сжатию). Нормативные сопротивления и принимаются, соответственно, равными минимальным значениям временного сопротивления и предела текучести . Расчетные сопротивления и определяются по формулам

; (5.1)

; (5.2)

где m – коэффициент условий работы трубопровода, равный 0,6 для участков трубопроводов категории «В», 0,75 для участков категорий I и II и 0,9 для участков категорий III и IV; – коэффициенты надежности по материалу; – коэффициент надежности по назначению трубопровода (СНиП 2.05.06-85).

Номинальная толщина стенки  трубопровода определяется согласно СНиП 2.05.06-85 следующим образом:

. (5.3)

Если при этом продольные осевые напряжения, определяемые от расчетных нагрузок и воздействий (температурный перепад и внутреннее давление)

(5.4)

будут иметь отрицательное значение ( ), то величина  корректируется по формуле

, (5.5)

где 1 – коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, определяемый при сжимающих продольных осевых напряжениях ( ) по формуле:

. (5.6)

Толщина стенки трубопровода, определенная по формулам (5.3) и (5.5), округляется в большую сторону до ближайшей номинальной в соответствии с сортаментом на трубы.

Принятая толщина стенки труб должна быть не менее 1/140 значения наружного диаметра труб, но не менее 3 мм для труб условным диаметром D  200 мм и не менее 4 мм для труб условным диаметром D  200 мм.

Приведенная методика расчёта представляет собой итерационный процесс, т.к. в выражение (5.4) для определения требуется подставить значение , уточняемое далее в формуле (5.5), после чего значение принимаемой по сортаменту толщины стенки может измениться и вычисление приходится повторять с новым значением .

Подземные и наземные (в насыпи) трубопроводы в соответствии со СНиП 2.05.06-85 проверяются на прочность в продольном направлении и на отсутствие пластических деформаций.

Прочность в продольном направлении проверяется по условию

, (5.7)

где – соответственно, продольные осевые напряжения и расчетное сопротивление металла труб, МПа, определяемые па формулам (5.4) и (1.1); 2 – коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевых продольных напряжениях ( )2 = 1,0, при сжимающих ( ) определяется по формуле:

, (5.8)

где – кольцевые напряжения в стене трубы от расчетного внутреннего давления.

Для предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопровода в продольном направлении проверку производят по условию (6.2), а в кольцевом направлении по условию

, (5.9)

где – кольцевые напряжения в стенках трубопровода от нормативного внутреннего давления, МПа.

Если одно из проверяемых условий не выполняется, следует либо подобрать другую марку стали с лучшими механическими характеристиками, либо увеличить толщину стенки трубы до ближайшей большей по сортаменту, и повторить расчет.