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

Рис. 66. График для проверки предельного состояния бескомпенсаторных перезолов трубопроводов

Если условия (12.24) илн (12.25) не выполняются, то изменением констру тивное решение переходов в основном за счет уменьнюпия пролетов, и ра чет повторяем заново. Используя варгтангное "проектирование, определяк рацнопальнос конструктивное рен1епие, удовлетворяющее, предельным стояниям.

§ 8. Пример расчета

В качестве иллюстращп! применения программы ПБП-2 рассмотрим ра? чет трехпролетиого перехода с пролетами 3100, 3100 п 3300 см. На учасг первых двух пролетов переход имеет иачз.чьное искривление. Гео.иетрнчсск парамегры перехода приведены на рнс. 67, о. Здесь же нредставлена ра бивка его iia элементы. Открытая часть состоит из девяти элементов, первь два гтро.1ега состоят из восьми элементов, последний пролет - из однор Примыкающие к переходу подземные участки имеют высоту засыпки rpyiJ том 80 см (над верхней образующей трубы). Физико-мехаинческис характЯ ристпкн грунта: модуль деформации грунта £гп=18 МПа, коэффициент ПЛ ассона груи га ргр=0,3, обобщенный коэффициенг касательного сопротив.1еиД[ грунта f.re=2.5 H/cvj

Переход вьшолпеп из труб размером 1420X19,5 мм, имегопщх времен иое сопротивление 600 MHz и предел текучести 470 МПа. Переход распо-.чожсн на участке И категории. Нагрузки и воздействия: распределенная поперечная нагрузка 99 Н/см, рабочее (нормативное) давление 7,5 МПа, температурный перепад +Ъ0 "С.

Все исходные данные, включая определяемые геометрические параметрь трубы, распечатываются. Это Необходимо для контроля подготовки исход-ных данных. В рез)льтате расчета на печать выдаются эпачепия нагибающих моментов, изгибных напряжений, продольных усилий и напряжений, поперечных н продольных перемещений и три состав.чяющие реакции промежуточных опор.

Ряс 67. Схема трехпро-qeiHOfo бескомпспсатор-ного перехода с опреде-трнными начальными искривлениями

На рнс. 67,6, в приведены построенные по полученным данным (см. распечатку с ЭВМ) эпюры соогветственно поперечных перемещений и изгибающих моментов. Наибольший изгибающий мо.чепт возникает на первой опоре, он равен 2,15-10 Н-м. Наибольшее усилие действует также на первую опору,

оно равно 0,63-10« Н.

Для опорного сечения из результатов расчета (см. распечатку с ЭВМ) находим 0црм-=72,О МПа, а„г. л-=-37,7 МПа. Кроме того, в конце распечатки приведены значения /?2- 278,6 МПа и г1;з=0,3153, которые служат для проверки предельных состояний.

Провсряеи предельное состояние не формулам (12.24). Предельно-допускаемые продольные осевые напряжения

[opfj] -= 0,3153 278,6 == 87.7 МПа.

Предельно допускаемые продольные изгибные напряжения

=0.635-278,6 (1 + 0.3153) sin- г 0,3153 278,6

Р*! -г ; (1 1-0,3153)278,6

Так как Опр л-1 <[Оир-v] и Опр <[Опр лг], то предельное состояние, установленное нормами, выполнено.

Отдел: Объект;

Выходная информация

Вариант:

Исходные данные: •

Поперечная нагрузка, Н/см Температурный перепад, °С Рабочее (норм.) давление, МПа Коэффициент перегрузки riq Коэффициент перегрузки «р Параметр сшокотенсаппп Коэффициент условия работы Коэффициент безопасности по материалу, Коэффициент надежности Коэффициент безопасности по материалу, Коэффициент, отраж. категорию Наружный дизмегр трубы, см Толщина стеики т;убы, см

Расчет надземных бескомпенсаторных трубопроводов (НБП-г)

Элемент

2 3 4 5 6 7

ft

90.00 89.00 S9.30 90.00 90.00 90.50 91.00 90.00 90.00

0.0 1.00 -0.30 -0.70 0.0 -0.30 -0.70 1.00 0.0 0.0.

99 50 7,5 l.f 1.1 1,0 0,75 1.15 1.1 1,34 0.85 142 1.95

9999.00 100.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00 100.0 3300.0

Момент инерции, см*

Момент сопротивления, см

Площадь сечения, см

Модуль упругости, МПа

Коэффициент Пуассоиа металла

Коэффициент линейного расширения

Нормативное сопротивление R\, МПа

Нормативное сопротивление МПа

Модуль деформации грунта, МПа

Высота засыпки над осью, см

Коэффициент Пуассона грунта

Коэффициент касательной сопротивления грунта,

МПа/см

0.2104Е 0.2963Е

860 0.210Е

0,3 0.12Е-04

18 151

0.3 2,5

07 05

0.0 0.0

0.0 0.0 0,0 0,0 0,0 0.0

0.0 0.0 0.0 0.0 0.10Е 0.0 0.0 0.0 ОЛОЕ 0.0

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0,25 0.25

Р1-!улыаты расчета

о с С

о й) я

Ы СО

ooooooodd - - - ,- (dodddd

п) со

- см о о

о о о о о о о I I I Г I - - Г ,• d

I I I I" I" Г I I I

о о о

. Р 05 см ira t-;

о о о ->

о Ю о ю о о см ю г-.

о о о -

ООО-;

ГЛАВА 13

НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ НАДЗЕМНЫХ ПЕРЕХОДОВ ТРУБОПРОВОДОВ

В работр И. П. Петрова и В. В. Спиридонова [30] отмечалось, что предельное состояние, т. е. несущая способность надземного напорного трубопровода, определяется условием равенства максимальных продольных напряжений пределу текучести металла. Экспериментальные исследования, проведенные во ВНИИСТе, показали, что и после превышения продольных напряжений предела текучести пес>щая способность надземного трубопровода не мсчсрпывается, т. е. можмо допустить в процессе эксплуатации трубопровода тпруго-пластическне деформации металла. Так как в процессе эксплуатации рубоировода нагрузки и воз.чействия могут изменяться по величине, а иногда и по знаку (например, нагревание и охлаждение трубопровода), то несущая способность трубопровода должна определяться не только его напряженным состоянием, но и условиями, исключающими накопление пластической деформации и пластическую усталость металла.

§ 1. Анализ упругой и упруго-пластической работы надземных переходов

Анализ упругой и упруго-пластической работы надземных переходов проводился иа основе экспериментальных исследований, отражающих условия работы напорного трубопровода. Экспериментальные исследования проводились на моделях (рис. 68) балочных переходов с защемленными концами npo.ieroM 760 см из стальных труб размеро-м 76x2 мм, характеризуемых пределом текучести, равным 347 МПа, времеинььм сопротивлением 503 МПа и относительным удлинением при разрыве 21 %.

Модели балочных переходов испытывались на действие поперечной нагрузки и внутреннего давления. Защемление концов моделей трубопровода исключало передачу усилия от давлення к заглушке на расчетный пролет трубопровода. Перемсщелия трубопровода в спорном сечеиии контролирова--шсь индикатора.мн часового типа. Поперечная нагрузка прикладывалась с помощью одиночных грузов, равномерно распределенных по пролету. Закрепление трубопровода на опорах против продольных перемещений проводилось в некоторых экспериментах до приложения поперечной нагрузки, а R некоторых после, что нашло отражение при расчетах. Затем с помощью ручного гидравлического насоса через ресивер в трубопроводе создавалось пнутреннее давление: до 10 МПа этапами по 2,5 МПа и ,аалее по 1 МПа. Значение давления фиксировалось образцовым манометром.

Прогибы трубопровода определялись в восьми точках по длине пролета прецизионным нивелиро*!. Деформации измерялись датчиками на бумажной и пленочной основе с базой 5 и J0 мм с помощью автоматического измерителя деформации АИ-1. Для определения больших деформаций в сеть активных н компенсационных датчиков вводилось, по мере надобности, дополнительное сопротивление, которое тарировалось также иа АИ-1. Датчики наклеивались у обеих опор, в трех сечениях на расстоянии 35, 95 и 145 мм от опоры н посередине пролета. В каждом сечеиии наклеивалось по восемь -датчиков в продольном направлении и перпендикулярно к ним (по окруж-"Ости). Датчики, расположенные по нижней и верхней образующей, дублировались.

В двух экспериментах загружение производилось до разрушения трубопровода. Разрыв трубы происходил по нижней образующей вне пролета чсжду двумя опорами, закрепляющими один из концов трубопровода, при давлениях р=27,2 МПа (=4,72 Н/см) и р=27,4 МПа (=3 Н/см).