Главная Обратная связь

Дисциплины:






Задача 1. Определение толщины стенки трубы



 

Постановка задачи:Определить толщину стенки трубы участка магистрального трубопровода с наружным диаметром Dн. Исходные данные для расчета: категория участка, внутреннее давление – р, марка стали, температура стенки трубы при эксплуатации – tэ, температура фиксации расчетной схемы трубопровода – tф, коэффициент надежности по материалу трубы – k1. Рассчитать нагрузки на трубопровод: от веса трубы, веса продукта (нефть и газ), напряжения от упругого изгиба (радиус упругого изгиба R=1000 Dн). Плотность нефти принять равной r. Исходные данные приведены в табл. 3.1.

Расчетную толщину стенки трубопровода δ, мм, следует определять по формуле

(1)

При наличии продольных осевых сжимающих напряжений толщину стенки следует определять из условия

(2)

где n - коэффициент надежности по нагруз­ке - внутреннему рабочему давле­нию в трубопроводе, принимаемый по прил.7; p – рабочее давление, МПа; Dн - наружный диаметр трубы, мм; R1 – расчетное сопротивление растяжению металла труб, МПа; ψ1 - коэффициент, учитывающий двух­осное напряженное состояние труб

(3)

где нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб, принимается равным пределу прочности sвр по прил. 5, МПа; m – коэффициент условий работы трубопровода принимаемый по прил. 2; k1 - коэффициент надежности по материалу (табл. 3.1), kн – коэффициент надежности по назначению трубопровода (прил. 3).

(4)

где σпр.N - продольное осевое сжимающее нап­ряжение, МПа.

(5)

где α, Е, μ – физические характеристики стали, принимаемые по прил. 6; Δt – температурный перепад, 0С, Δt= tэ – tф ; Dвн – диаметр внутренний, мм, с толщиной стенки δ, рассчитанной по формуле (1), Dвн = Dн –2 δ.

Полученное расчетное значение толщины стенки трубы округляется до ближайшего бóльшего значе­ния, предусмотренного государственными стандар­тами или техническими условиями на трубы.

Пример 1. Определить толщину стенки трубы участка магистрального газопровода диаметром Dн = 1220 мм. Иходные данные для расчета: категория участка - III, внутреннее давление – р = 5,5 МПа, марка стали – 17Г1С-У (Волжский трубный завод), температура стенки трубы при эксплуатации – tэ = 8 0С, температура фиксации расчетной схемы трубопровода – tф = -40 0С, коэффициент надежности по материалу трубы – k1 = 1,4. Рассчитать нагрузки на трубопровод: от веса трубы, веса продукта (нефть и газ), напряжения от упругого изгиба (радиус упругого изгиба R=1000 Dн). Плотность нефти принять равной r. Исходные данные приведены в табл. 3.1.

Решение

Расчет толщины стенки

Нормативное сопротивления растяжению (сжатию) металла труб (для стали 17Г1С-У) равно sвр =588 МПа (прил. 5); коэффициент условий работы трубопровода принимаемый m = 0,9 (прил. 2); коэффициент надежности по назначению трубопровода kн = 1,05 (прил. 3), тогда расчетное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб



(МПа)

Коэффициент надежности по нагруз­ке - внутреннему рабочему давле­нию в трубопроводе n = 1,1 (прил. 7)

Расчетная толщина стенки трубопровода

(мм)

Физические характеристики стали α = 1,2·10-5, Е = 2,1·105, μ = 0,3 (прил. 6)

Продольное осевое сжимающее нап­ряжение, МПа

Коэффициент, учитывающий двух­осное напряженное состояние труб

Толщина стенки с учетом продольных осевых сжимающих напряжений

(мм)

Принимаем толщину стенки равной 11 мм.

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...