Расчет трубопровода на прочность

1.

РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДА
НА ПРОЧНОСТЬ

2.

Основной вид труб для нефтепроводов – стальные трубы
Большая несущая способность
Высокая стабильность механических и технологических свойств

3.

Требования, предъявляемые к трубам и материалам
Параметры требований к нормам труб:
– качество материала
– поверхность
– точность размеров труб
– качество сварных швов.
Качество материала характеризуется следующими
механическими свойствами:
– временное сопротивление
– предел текучести
– относительное удлинение
– ударная вязкость.

4.

Стойкостью против коррозии отличаются трубы из
алюминия или из неметаллических материалов. Но
механические свойства этих материалов невысоки.
Изготовленные из них трубы имеют ограниченное
применение.

5.

Подразделение магистральных труб трубопроводов
Бесшовные трубы – диаметром до 426 мм.
Обычная область применения сварных труб – диаметром
530 мм и выше.
Трубы из спокойных и полуспокойных углеродистых
сталей – диаметром до 530 мм.
Трубы из спокойных и полуспокойных
низколегированных сталей – диаметром до 1020 мм.

6.

Отношение предела текучести к временному
сопротивлению
не больше 0,75 для углеродистых сталей
0,8 – для низколегированных
0,85 – для термически упрочненной стали

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

Первым предельным состоянием называется такое, при достижении
которого рассматриваемая конструкция теряет несущую способность,
или, что то же самое, способность сопротивляться приложенным к
ней усилиям, т. е. разрушается.
Второе предельное состояние характеризуется чрезмерными,
недопустимыми при эксплуатации остаточными деформациями или
колебаниями.
Третье предельное состояние определяется чрезмерными,
недопустимыми при эксплуатации трещинами.

14.

Учитывают лишь внутреннее давление (основное воздействие).
Таким образом, условие прочности может быть выражено в
виде:
Заменив в условии прочности D на DH = 2δ, получаем толщину стенки
трубопровода:

15.

Согласно СНиП 2.05.06–85* «Магистральные трубопроводы» расчетное
сопротивление R1 следует определять по формуле:
При наличии продольных осевых сжимающих напряжений толщину стенки
следует определять из условия:

16.

Полученное расчетное значение толщины стенки трубы округляется до
ближайшего большего значения, предусмотренного государственными
стандартами или техническими условиями. Продольные осевые
напряжения SпрN определяются от расчетных нагрузок и воздействий с
учетом упругопластической работы металла. Расчетная схема должна
отражать условия работы трубопровода и его взаимодействие с грунтом
В частности, для прямолинейных и упругоизогнутых участков при
отсутствии продольных и поперечных перемещений:

17.

Если толщина стенки будет
переменная, изменяющаяся в
соответствии с изменением
давления по длине, то для
нефтепроводов может быть
достигнута существенная
экономия металла. Для
газопровода давление в конечной
точке перегона может быть равно
среднему (при остановке
перекачки). Поскольку различие
между давлением в начале
перегона и средним невелико,
газопроводы обычно не
сооружают с переменной
толщиной стенки. Уменьшение
толщины стенки нефтепровода
осуществляется ступенчато.
Число ступеней для каждого
перегона обычно принимают
равным трем.