Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [ 17 ] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Параметры, входящие в формулу (4.33), рассчитываются по зависимостям

Яв=Рв

4

(4.34) (4.35)

где - плотность воды, с учетом содержания солей и мехпри-месей, Рз=1100...1150 кг/м; - наружный диаметр футеровки; -постоянный коэффициент: для выпуклых кривых к = 8, для вогнутых kq = 32; р - угол поворота оси трубопровода, рад; R - радиус кривизны рельефа дна траншей, который должен быть больше или равен минимальному радиусу упругого изгиба оси трубопровода из условия прочности.

Нормативный вес балластировки в воздухе

бал.в

Рб-Рв-к„

(4.36)

где Pg - плотность материала балластировки: для бетонных грузов Pg = 2300 кг/мз, для чугунных - Pg = 7450 кг/м\

Расстояние между центрами одиночных грузов, используемых для балластировки, определяется по формуле

тбал.в

где Шг - масса одного груза, (табл. 4.8).

(4.37)

Таблица 4.8

Масса грузов, используемых для балластировки

Общее число грузов, необходимых для участка трубопровода длиной , составляет

(4.38)

При балластировке трубопроводов анкерными устройствами расстояние между ними находят по формуле

Ябал

где Ба„ - расчетная несущая способность устройства

анк анк анк анк

(4.39)

(4.40)

Zj - количество анкеров в одном анкерном устройстве; т -коэффициент условий работы анкеров; Р - их расчетная несущая способность.

Для винтовых анкеров (типов ВАУ, АС, АЛ) с диаметром винтовой лопасти Вз„ при z,„ = 1, а также когда z,„ > 2 и DJDk 3 принимают т„ = 1,0. Если же z„ > 2, но 1 < D„/D,„ < 3, то величину коэффициента условий работы находят по формуле ,

П1а„.=0,25

(4.41)

Сведения о стандартных диаметрах лопастей винтовых анкеров и области их применения приведены в табл. 4.9.

Таблица 4.9.

Область применения винтовых анкеров ,

Для анкеров раскрывающегося типа (АР) в формулу (4.41) вместо D подставляется расчетное значение диаметра

(4.42) 119

где Fj, - суммарная площадь проекций лопастей на горизонтальную плоскость (табл. 4.10).

, ; Таблица 4.10

Площадь лопастей раскрывающегося анкера

Расчетная несущая способность анкера вычисляется по формуле

-F,-(A-C+B-Y-hJ.

wo..;; i Li > iy-.,.tiil. O,.

(4.43)

где - коэффициент условий работы анкера при выдергивающей нагрузке (табл. 4.11); К„ - коэффициент надежности анкера, К„ =1,4; А, В - числовые коэффициенты, величина которых зависит от угла внутреннего трения (табл. 4.12); - средневзвешенный удельный вес грунтов, залегающих от дна траншеи до отметки заложения лопастей анкера (табл. 4.3); - глубина заложения лопастей от дна траншеи. .r. r;i у:\\у i-- / , (ч?;

Площадь лопастей винтового анкера вычисляется по формуле

. , -Г.;д,1=-у- -:.,nymm.- (4.44)

Значения коэффициентов т.

Таблица 4.11

Тип грунтов, их иид и состояние

Величина т„

Глинистые:

твердые, полутвердые и тугопластичные

мягкопластичные

текучспластичные j Пески: .ij,.:

маловлажные

влажные

водонасыщенные Супеси:

твердые .= пластичные текучие

0,7 ,0,7

""о,7 I 0,6 0,5

0,6 -0,5

Величины коэффициентов А и В в формуле (4.43)

Требуемое число анкеров находится по формуле

N =z •-

анк анк

(4.45)

§4.5. Примеры расчетов

Пример 4.1. Определить толщину стенки нефтепродуктопровода диаметром 530 мм и длиной 160 км без промежуточных насосных станций, рассчитанного на рабочее давление 6,4 МПа. Температура перекачиваемого нефтепродукта Т,=282 К. Нефтепродуктопровод предполагается изготовить из труб Челябинского трубопрокатного завода, изготовленных по ТУ 14-ЗР-03-94.

Решение

1.По табл. П. 1.1 (Прил. 1) находим, что это прямошовные трубы с контролируемой прокаткой, изготовленные из стали 08ГБЮ (азр=510 МПа, а,=350 МПа) или стали 09ГБЮ (а =550 МПа, а,=380 МПа).

При этом способе изготовления согласно табл.4.1 К, = 1,4. Для диаметра трубопровода 530 мм К„ = 1, а коэффициент условий работы Шо = 0,9.

2. По формуле (4.2) находим расчетное сопротивление металла: сначала для стали 08ГБЮ

510 •

; 1,4-1

З.Так как нефтепродуктопровод не имеет промежуточных перекачивающих станций, то коэффициент надежности по нагрузке п, = 1,1.

По формуле (4.1) вычисляем расчетную толщину стенки трубопровода

) 14 . .-7.;. ,

1,1-6,4-0,530

2-(1,1-6,4 + 327,9)

= 0,0056 м.

Полученное расчетное значение толщины стенки округляем до ближайщего большего по сортаменту равного 5„ = 0,007 м. Так как округление произведено до наименьшего стандартного значения с запасом, то рассматривать применение стали 09ГБЮ нет необходимости.

4.Абсолютные значения максимального положительного и максимального отрицательного температурных перепадов по формулам (4.6)

12-10--2,06-10

= 39,8 град

. , : д,;, 327.9.(1-0.3) , i • • (-> 12-10--2,06-10

К дальнейшему расчету принимаем большую из величин AT = 92,9 град.

5.По формуле (4.5) находим величину продольных осевых сжимающих напряжений

Чпо =-12-10--2,06-10-92,9 + 0,3-"" фЛГ.* ; 0,007

= -69,7 МПа.

Знак «минус» указывает на наличие осевых сжимающих напряжений. Поэтому по формуле (4.4) вычисляем коэффициент у,, учитывающий двухосное напряженное состояние металла.

1-0,75-

69,7 327,9,

327,9

6.По формуле (4.3) пересчитываем толщину стенки нефтепродуктопровода .

1,1-6,4-0,530

5 = -

= 0,00634 м.

I • " 2-(1,1-6,4 + 0,877-327,9)

I Таким образом, ранее принятая толщина стенки равная 5„=0,007 м может быть принята как окончательный результат.

Пример 4.2. Выполнить расчет прочности и устойчивости нефтепродуктопровода, рассмотренного в примере 4.1. Минимальный радиус изгиба Rj„ принять равным 1000 м. Трубопровод проложен в

глинистом грунте с = 15,3 кИ/м\ По нефтепродуктопроводу, покрытому пленочной изоляцией, перекачивается дизтопливо плотностью Рр=850 кг/м. , • •

Решение

1.Вычисляем кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления .

, , 6,4-(0,530-2-0,007)

2.Так как нефтепродуктопровод испытывает сжимающие напряжения, по формуле (4.14) вычисляем коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб,

V, =1-0,75-

259,5 327,9

-0,5- = 0,333. 327,9

Следовательно, , . ..... ;..

; . ..... ч/гК, =0,333-327,9 = 109,2МПа. .". .... „ .

Так как 169,71 < 109,2, то условие прочности трубопровода (4.13) выполняется.

3.Вычисляем комплекс .л , , ,,,

.R=M.350 МПа.

0,9К„ 0,9-1

4.Рассчитываем коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла, по формуле (4.8)

Ч/з = Л1-0,75-

259,5 1,1-350

0,5. = 0,475. 1,1-350

5.Вычисляем величины, входящие в неравенства (4.15) и (4.16)

Ч>3

=0,475-350 = 166,3 МПа;

259,5

= 235,9 МПа.

б.По формуле (4.17) находим максимальные суммарные продольные напряжения в трубопроводе

ст; = 0,3• 235,9-12• 10- 2,06• 10 • 92,9. -Ю-0,530

2-1000