Определение толщины стенки трубопроводов

 

8.22*. Расчетную толщину стенки трубопровода дельта, см, следует определять по формуле

 

"Формулы (12)-(14)"

 

Толщину стенки труб, определенную по формулам (12) и (13), следует принимать не менее 1/140D_н, но не менее 3 мм для труб условным диаметром 200 мм и менее и не менее 4 мм - для труб условным диаметром свыше 200 мм.

При этом толщина стенки должна удовлетворять условию (66), чтобы величина давления, определяемого по п.13.16, была бы не менее величины рабочего (нормативного) давления.

Увеличение толщины стенки при наличии продольных осевых сжимающих напряжений по сравнению с величиной, полученной по формуле (12), должно быть обосновано технико-экономическим расчетом, учитывающим конструктивные решения и температуру транспортируемого продукта.

Полученное расчетное значение толщины стенки трубы округляется до ближайшего большего значения, предусмотренного государственными стандартами или техническими условиями. При этом минусовый допуск на толщину стенки труб не учитывается.

 

Проверка прочности и устойчивости подземных и наземных (в насыпи)
трубопроводов

 

8.23. Подземные и наземные (в насыпи) трубопроводы следует проверять на прочность, деформативность и общую устойчивость в продольном направлении и против всплытия.

8.24. Проверку на прочность подземных и наземных (в насыпи)

трубопроводов в продольном направлении следует производить из условия

 

"Формулы (15)-(17)"

 

8.25. Продольные осевые напряжения сигма_пр.N, МПа, определяются от расчетных нагрузок и воздействий с учетом упругопластической работы металла. Расчетная схема должна отражать условия работы трубопровода и взаимодействие его с грунтом.

В частности для прямолинейных и упругоизогнутых участков подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов при отсутствии продольных и поперечных перемещений, просадок и пучения грунта продольные осевые напряжения определяются по формуле

 

"Формулы (18)-(23)"

 

Абсолютное значение максимального положительного Дельтаt_(+) или отрицательного Дельтаt_(-) температурного перепада, при котором толщина стенки определяется только из условия восприятия внутреннего давления по формуле (12), определяется для рассматриваемого частного случая соответственно по формулам:

 

"Формула (24)"

 

Для трубопроводов, прокладываемых в районах горных выработок, дополнительные продольные осевые растягивающие напряжения сигма(г)_пр.N, МПа, вызываемые горизонтальными деформациями грунта от горных выработок, определяются по формуле

 

"Формулы (25)-(28)"

 

8.26. Для предотвращения недопустимых пластических деформаций подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов проверку необходимо производить по условиям:

 

"Формулы (29)-(32)"

 

8.27. Максимальные суммарные продольные напряжения сигма(н)_пр, МПа, определяются от всех (с учетом их сочетания) нормативных нагрузок и воздействий с учетом поперечных и продольных перемещений трубопровода в соответствии с правилами строительной механики. При определении жесткости и напряженного состояния отвода следует учитывать условия его сопряжения с трубой и влияние внутреннего давления.

В частности для прямолинейных и упругоизогнутых участков трубопроводов при отсутствии продольных и поперечных перемещений трубопровода, просадок и пучения грунта максимальные суммарные продольные напряжения от нормативных нагрузок и воздействий - внутреннего давления, температурного перепада и упругого изгиба сигма(н)_пр, МПа, определяются по формуле

 

"Формула (33)"

 

8.28. Проверку общей устойчивости трубопровода в продольном направлении в плоскости наименьшей жесткости системы следует производить из условия

 

S <= m N, (34)

кр

где S - эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода, Н, определяемое согласно п.8.29;

m - обозначение то же, что в формуле (4);

N - продольное критическое усилие, Н, при котором

кр наступает потеря продольной устойчивости

трубопровода. N следует определять согласно

кр

правилам строительной механики с учетом принятого

конструктивного решения и начального искривления

трубопровода в зависимости от глубины его

заложения, физико-механических характеристик

грунта, наличия балласта, закрепляющих устройств с

учетом их податливости. На обводненных участках

следует учитывать гидростатическое воздействие

воды.

Продольную устойчивость следует проверять для криволинейных участков в плоскости изгиба трубопровода. Продольную устойчивость на прямолинейных участках подземных участков следует проверять в вертикальной плоскости с радиусом начальной кривизны 5000 м.

8.29. Эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода S следует определять от расчетных нагрузок и воздействий с учетом продольных и поперечных перемещений трубопровода в соответствии с правилами строительной механики.

В частности для прямолинейных участков трубопроводов и участков, выполненных упругим изгибом, при отсутствии компенсации продольных перемещений, просадок и пучения грунта эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода S, Н, определяется по формуле

 

"Формула (35)"

 

8.30*. Устойчивость положения (против всплытия) трубопроводов, прокладываемых на обводненных участках трассы, следует проверять для отдельных (в зависимости от условий строительства) участков по условию

 

Q <= ───── Q, (36)*

акт k пас

н.в

 

где Q - суммарная расчетная нагрузка на трубопровод, действующая

акт вверх, включая упругий отпор при прокладке свободным изгибом,

Н;

Q - суммарная расчетная нагрузка, действующая вниз (включая массу

пас - собственный вес), Н;

k - коэффициент надежности устойчивости положения трубопровода

н.в против всплытия, принимаемый равным для участков перехода:

через болота, поймы, водоемы при отсутствии течения,

обводненные и заливаемые участки в пределах ГВВ

1%-ной обеспеченности - 1,05

русловых, через реки шириной до 200 м по среднему

меженному уровню, включая прибрежные участки в

границах производства подводно-технических работ - 1,10

через реки и водохранилища шириной свыше 200 м, а

также горные реки - 1,15

нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, для

которых возможно их опорожнение и замещение продукта

воздухом - 1,03

 

В частном случае при укладке трубопровода свободным изгибом при равномерной балластировке по длине величина нормативной интенсивности балластировки - вес на воздухе q(н)_бал, Н/м, определяется из условия

 

н 1

q = ─── (k q + q - q - q) х

бал n н.в в изг тр доп

б

 

гамма

б

х ───────────────────, (37)*

гамма - гамма k

б в н.в

 

где n - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным:

б 0,9 - для железобетонных грузов;

1,0 - " чугунных ";

k - обозначение то же, что в формуле (36)*;

н.в

q - расчетная выталкивающая сила воды, действующая на

в трубопровод, Н/м;

q - расчетная интенсивность нагрузки от упругого отпора при

изг свободном изгибе трубопровода, Н/м, определяемая по

формулам:

 

8E I

0 4

q = ───────── 10 (для выпуклых кривых); (38)

изг 2 3

9бета ро

 

32E I

0 4

q = ───────── 10 (для вогнутых кривых); (39)

изг 2 3

9бета ро

 

q - расчетная нагрузка от массы трубы, Н/м;

тр

q - расчетная нагрузка от веса продукта, Н/м, которая

доп учитывается при расчете газопроводов, нефтепроводов и

нефтепродуктопроводов, если в процессе их эксплуатации

невозможно опорожнение и замещение продукта воздухом;

гамма - нормативная объемная масса материала пригрузки, кг/м3;

б

гамма - плотность воды, принимаемая по данным изыскания (см.

в п.8.14*), кг/м3.

 

В формулах (38), (39):

E - обозначение то же, что в формуле (19);

I - момент инерции сечения трубопровода на рассматриваемом

участке, см4;

бета - угол поворота оси трубопровода, рад;

ро - обозначение то же, что в формуле (33).

 

8.31*. Вес засыпки трубопроводов на русловых участках переходов через реки и водохранилища не учитывается. При расчете на устойчивость положения нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, прокладываемых на обводненных участках, удерживающая способность грунта учитывается. При проверке продольной устойчивости трубопровода как сжатого стержня допускается учитывать вес грунта засыпки толщиной 1,0 м при обязательном соблюдении требований п.6.6 в части заглубления трубопровода в дно не менее 1 м.

8.32. Расчетная несущая способность анкерного устройства, Б_анк, Н, определяется по формуле

 

Б = zm P, (40)

анк анк анк

 

где z - количество анкеров в одном анкерном устройстве;

m - коэффициент условий работы анкерного устройства, принимаемый

анк равным 1,0 при z = 1 или при z >= 2 и D_н/D_анк >= 3, а при z

>= 2 и 1 <= D_н/D_анк <= 3

 

D

н

m = 0,25(1 + ────);

анк D

анк

 

P - расчетная несущая способность анкера, Н, из условия несущей

анк способности грунта основания, определяемая из условия

 

Ф

анк

P = ────, (41)

анк k

н

 

D - обозначение то же, что в формуле (12);

н

D - максимальный линейный размер габарита проекции одного анкера

анк на горизонтальную плоскость, см;

Ф - несущая способность анкера, Н, определяемая расчетом или по

анк результатам полевых испытаний согласно СНиП 2.02.03-85;

k - коэффициент надежности анкера, принимаемый равным 1,4 (если

н несущая способность анкера определена расчетом) или 1,25 (если

несущая способность анкера определена по результатам полевых

испытаний статической нагрузкой).