Определение напряжения в трубопроводе

Трубопровод уложенный в грунт, находится под воздействием внешних сил. Эти силы вызывают напряжения в теле трубы и стыковых соединениях.

В результате действия внутреннего давления в теле трубы возникают следующие главные нормальные напряжения: продольное, кольцевое, радиальное

Рис.2.- Напряжения в теле трубы

2.1. Определяется радиальное напряжение, обусловленное внутренним давлением, равное ему по величине и противоположное по направлению

-р.

-5,6 МПа

2.2.Определяется по формуле Мариотта кольцевое напряжение, возникающее в трубе под действием внутреннего и внешнего давлений, МПа

где d – внутренний диаметр труб, м.

d = D – 2 ·  

2.3. Определяется продольное напряжение, возникающее от внутреннего давления, МПа

где коэффициент Пуассона. Для стали =0,3

2.4.Определяется по формуле Гука продольное напряжение, возникающее вследствие изменения температуры трубопровода, МПа

где - коэффициент линейного расширения металла, град.^-1. Для стали =0,000012 град.^-1

Е – модуль упругости стали при растяжении, сжатие и изгибе трубы (Модуль Юнга), МПа

Е=2,1*10 ⁵МПа

Т₁ – наименьшая температура грунта на глубине укладки трубы, К;

Т₂ – температура воздуха во время укладки трубопровода в траншею, К;

2.5. Определяются продольные напряжения, появляющиеся в трубе при ее холодном упругом изгибе, который является следствием неровностей рельефа, МПа

где - радиус изгиба трубы, м. В соответствии со СНиП III – 42.80 радиус изгиба трубы равен не менее 1000 * D_у, где D_у= условный диаметр трубопровода.