Механический расчет технологических трубопроводов
Расчет трубопроводов нефтебаз на прочность выполняется с использованием расчетных сопротивлений материала труб и соединительных деталей по временному сопротивлению σвр и пределу текучести σт, которые вычисляют по формулам:
где К1 — коэффициент надежности по материалу труб и соединительных деталей при нормальной температуре; γ1 γ2 — поправочные коэффициенты надежности по материалу труб и соединительных деталей при температуре эксплуатации в расчетах соответственно по временному сопротивлению и по пределу текучести.
Рекомендуемые величины К1
|
Характеристика труб и соединительных деталей |
Коэффициент надежности по материалу |
|
1 |
2 |
|
Сварные из малоперлитной и бейнитной стали контролируемой прокатки и термически упрочненные, трубы, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой под флюсом по сплошному технологическому шву, с минусовым допуском по толщине стенки не более 5 % и прошедшие 100%-ный контроль на сплошность основного металла и сварных соединений неразрушающими методами |
1,025 |
|
Сварные из нормализованной, термически упрочненной стали и стали контролируемой прокатки, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой под флюсом по сплошному технологическому шву и прошедшие 100%-ный контроль сварных соединений неразрушающими методами |
1,05 |
|
Сварные из нормализованной и горячекатаной низколегированной или углеродистой стали, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой и прошедшие 100%-ный контроль сварных соединений неразрушающими методами; бесшовные холодои теплодеформированные |
1,0 |
|
Сварные из горячекатаной низколегированной или углеродистой стали, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой или токами высокой частоты; штампованные и штампосварные соединительные детали; остальные бесшовные трубы и соединительные детали |
1,15 |
Примечание. Для труб, сваренных односторонней сваркой, коэффициент надежности по материалу К1 следует умножать на 1,1
Значения поправочных коэффициентов надежности по
материалу
|
Сталь, из которой изготовлены трубы и соединительные детали |
Величины поправочных коэффициентов ри температуре эксплуатации (°С) |
|||||||
|
-70 |
от -40 до +20 |
100 |
200 |
|||||
|
γ1 |
γ2 |
γ1 |
γ2 |
γ1 |
γ2 |
γ1 |
γ2 |
|
|
Углеродистая |
— |
— |
1 |
1 |
1 |
1,05 |
1 |
1,15 |
|
Низколегированная |
1 |
1 |
1 |
1 |
1,05 |
1,1 |
1,05 |
1,15 |
Примечания:
1. Для промежуточных значений температур эксплуатации величины γ1 и γ2 определяются линейной интерполяцией.
2. При температуре -70 °С углеродистые стали не применяются.
Расчетные толщины стенок труб и соединительных деталей находятся по формуле:
где п — коэффициент надежности по нагрузке, п = 1,15; Р — рабочее давление транспортируемой среды; Dн — наружный диаметр трубопровода; R* — параметр, определяемый по зависимости:
где m0 — коэффициент условий работы: при транспортировке легковоспламеняющихся и горючих жидкостей m0 = 0,7; для трудногорючих и негорючих жидкостей m0 = 0,85; Кн — коэффициент надежности по назначению трубопровода, для жидкостей, перекачиваемых при давлении Р < 6,4 МПа, Кн= 1.
Найденная по формуле толщина стенки трубопровода округляется до ближайшего большего значения по сортаменту труб σн. Эта величина должна удовлетворять условию
где A1, А2 — расчетные коэффициенты, равные
где N1 Mu1 — соответственно расчетное продольное усилие и крутящий момент в рассматриваемом сечении трубопровода от совместного действия веса трубопровода, изоляции, арматуры и устройств, расположенных на трубопроводе, веса и внутреннего давления транспортируемой среды, снеговой, ветровой и гололедной нагрузок; N2, М1у, М2у, Ми2 — соответственно расчетное продольное усилие, изгибающие моменты в двух взаимноперпендикулярных плоскостях, крутящий момент в рассматриваемом поперечном сечении от совместного действия веса трубопровода, изоляции, арматуры и устройств, расположенных на трубопроводе, воздействия предварительного напряжения трубопровода (в том числе упругого изгиба по заданному профилю), веса, внутреннего давления температурного воздействия транспортируемой среды, воздействия неравномерных деформаций грунта, снеговой, ветровой и гололедной нагрузок; ms — коэффициент интенсификации напряжений, для прямой трубы ms = 1.
При выборе номинальной толщины трубопроводов нефтебаз рекомендуется вносить поправку на коррозию, исходя из ее скорости.
Рекомендуемые величины скорости коррозии vδ
|
Перекачиваемый нефтепродукт |
vσ мм/год |
|
Бензин |
0,001-0,005 |
|
Дизельное топливо, керосин, реактивное топливо |
0,01-0,05 |
|
Мазут |
0,05-0,10 |