Расчет напряжений действующих на газопровод

Магистральные трубопроводы рассчитывают по методу предельных состояний. Предельным состоянием называют такое, при достижении которого нормальная эксплуатация рассчитываемой конструкции становится невозможной. Различают первое, второе и третье предельные состояния. 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. Ни при достижении третьего, ни при достижении второго конструкции не грозит разрушение, ее прочность и устойчивость сохраняются.

Уложенные в грунт магистральные трубопроводы рассчитываются по первому предельному состоянию, т.е. принимают, что наибольшее усилие, испытываемое трубопроводом, не должно превышать его несущей способности.

Для уложенного в грунт трубопровода достижение предела текучести не означает потерю работоспособности. Трубопровод может успешно эксплуатироваться до тех пор, пока напряжения в нем не достигнут предела прочности. При расчете на прочность считают, что он идеально круглый. Учитывают лишь внутреннее давление (основное воздействие).

Делаем проверку прочности подземного магистрального трубопровода на осевые сжимающие напряжения. Продольные осевые напряжения s_пр.N МПа, определяются от расчетных нагрузок и воздействий с учетом упругопластической работы металла. В частности, для прямолинейных и упруго-изогнутых участков подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов при отсутствии продольных и поперечных перемещений, просадок и пучения грунта продольные осевые напряжения определяются по формуле:

, (3)

где α – коэффициент линейного расширения металла трубы (для стали α =12·10^-6 1/˚С);

Е – модуль упругости металла (для стали Е=2,06·10⁵ МПа);

D_вн – внутренний диаметр трубопровода, мм;

µ - коэффициент Пуассона, для углеродистой стали 0,25-0,3. Принимаем µ=0,25.

– расчётный температурный перепад, принимаемый положительным при нагревании, °С. Определяется согласно формуле:

ºС (4) ºС

Так как σ_пр.N= -8,941 0, то необходимо произвести утолщение стенки трубопровода, т.к. присутствуют осевые сжимающие напряжения на прямолинейных участках трубопровода.

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

, (5)

где ψ₁ – коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб, определяемый по формуле:

(6)

Date: 2015-06-05; view: 1794; Нарушение авторских прав