Определение толщины стенки труб

Магистральные трубопроводы рассчитывают по методу предельных состояний. Под предельным понимается такое состояние конструкции, при котором ее дальнейшая нормальная эксплуатация невозможна.

Различают три предельных состояния:

первое предельное состояние - по несущей способности (прочности и устойчивости конструкций, усталости материала), при достижении которого конструкция теряет способность сопротивляться внешним воздействиям или получает такие остаточные деформации, которые не допускают ее дальнейшую эксплуатацию;

второе предельное состояние - по развитию чрезмерных деформаций от статических и динамических нагрузок, при достижении которого в конструкции, сохраняющей прочность и устойчивость, появляются деформации или колебания, исключающие возможность дальнейшей эксплуатации;

третье предельное состояние - по образованию или раскрытию трещин, при достиже­нии которого трещин в конструкции, сохраняющей прочность и устойчивость, появляются и раскрываются до такой величины, при которой дальнейшая эксплуатация конструкции стано­вится невозможной.

Стальные заглубленные трубопроводы рассчитывают по первому предельному состоя­нию. Предельным состоянием для магистральных трубопроводов является достижение в метал­ле труб напряжений, равных временному сопротивлению (пределу прочности).

Однако постоянная работа металла труб в области напряжений, превышающих предел текучести, также нежелательна, так как при этом происходит наклеп металла, и трубы стано­вятся хрупкими. Поэтому производится проверка на развитие чрезмерных пластических дефор­маций.

1.1 Чтобы не нарушались прочность трубопровода, толщина стенки труб должна удовлетворять неравенству

где n - коэффициент перегрузки, зависящий от назначения трубопровода и от температуры вспышки перекачивающего продукта. Для нефтепровода при перекачки нефти с температурой вспышки нефти менее 45 ⁰С, n = 1,15

р – рабочее избыточное давление в трубопроводе, МПа;

D – наружный диаметр трубопровода, м;

R₁ – расчетное сопротивление металла трубы и сварных соединений, МПа.

где - нормативное сопротивление растяжению материала труб и

сварных соединений, определяемое из условий работы на разрыв, МПа

где - предел прочности материала труб, МПа. (таблица 1)

коэффициент однородности при разрыве, зависящей от марки стали. Для низколегированной нормализованной стали в сварных трубах = 0,85

-коэффициент условий работы материала при разрыве труб =0,8

коэффициент условий работы отдельных участков трубопровода, зависящий от категории участка трубопровода, марки стали и типа труб. Для участка нефтепровода I категории 0,75

Полученное значение  округляется до ближайшего большего по ГОСТ 10704-70.

1.2. Чтобы не было чрезмерных пластических деформаций, толщина стенки труб должна удовлетворять следующему неравенству, м

где R₂^н – нормативное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу материала труб и сварных соединений, определяемое из условий достижение предела текучести, МПа

где -предел текучести материала труб, МПа. (таблица 1)

Полученное значение  округляется до ближайшего большего по ГОСТ 10704 – 70.

В расчет принимается большее из значений  и .