Определение толщины стенки трубопровода

Для сооружения магистральных трубопроводов применяют сталь­ные бесшовные горячекатаные трубы из углеродистых и легирован­ных сталей, а также электросварные прямошовные или спирально-шовные сварные трубы из низколегированных сталей с более высокими механическими свойствами по сравнению с углеродисты­ми сталями, что позволяет уменьшить толщину стенок.

Примем для сооружения нефтепровода (табл. 3.4) трубы из низколегированной стали ВТЗ, изготавливаемые по ТУ 1104-138100-357-02-96 марки 17Г1СУ (временное сопротивление на разрыв стали МПа, коэффициент надёжности по материалу k1 = 1,34).

Расчетную толщину стенки трубопровода оп­ределяют по формуле:

, (11)

где – рабочее давление, МПа;

– наружный диаметр трубы, мм;

– коэффициент надежности по нагрузке: = 1,15 для нефтепроводов, работающих по схеме перекачки «из насо­са в насос»; = 1,1 – во всех остальных случаях;

– расчетное сопротивление металла трубы и сварных соединений, МПа.

Находим расчетное сопротивление металла:

, (12)

где – нормативное сопротивление растяжению (сжатию) метал­ла труб и сварных соединений, определяемое из условия работы на разрыв, равное минимальному пределу прочности ;

– коэффициент условий работы трубопровода ( =0,99 для тру­бопроводов III и IV категорий, =0,825 для трубопроводов I и II категорий и =0,66 для трубопроводов категории В);

– коэффи­циент надежности по материалу;

– коэффициент надежности по назначению трубопровода, зависящий от его диаметра (для ≤1000мм = 1,1, для = 1200мм = 1,155).

МПа. 273,214

Расчётное значение толщины стенки трубопровода по формуле:

мм.

3.4 – Характеристики труб для нефтепроводов и нефтебаз

Полученное значение округляем в большую сторону до стандартного значения и принимаем толщину стенки равной мм;

Внутренний диаметр нефтепровода по формуле:

, (13)

Проверка толщины стенки трубы нефтепровода

Абсолютные значения максимального положительного и максимального отрицательного температурных перепадов определяются по фор­мулам:

, (14)

, (15)

где – коэффициент линейного расширения металла трубы, =12·10^-6 град^-1;

– модуль упругости металла (сталь), =2,06·10⁵ МПа;

– коэффициент Пуассона, =0,3.

град;

град.

К дальнейшему расчету принимаем большую из величин =77 град.

Находим величину продольных осевых сжи­мающих напряжений по формуле:

, (16)

, МПа.

Знак «минус» указывает на наличие осевых сжимающих напря­жений. Поэтому необходимо вычислить коэффициент , учи­тывающий двухосное напряженное состояние металла по формуле:

, (17)

Уточним толщину стенки нефтепровода по следующей формуле:

, (18)

мм.

Таким образом, ранее принятая толщина стенки равная =10 мм может быть принята как окончательный результат.