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

ТАБЛИЦА 5.11

Коэффициент Пуассона грунта

ТАБЛИЦА 5.12

Коэффициент снижения модуля деформации грунта

ТАБЛИЦА 5.13

Обобщенный коэффициент касательного сопротивления грунта

§ 5.3. Нагрузки и воздействия

Расчетные нагрузки и воздо11ствия, возникающие при сооруженпй, испытании и эксплуатации трубопроводов равны нормативны.ч нагрузкам с учетом ко;)ффициентов нерегрузок п (табл. 5.14) при наиболее неблагоприятных сочетаниях, учитываемых коэффициентом сочетаний п. Нормативными нагрузками и воздействиями называются установленные порматива.ми илп проекто-М наибольшпе внешние нагрузки и воздействия, допустимые при нормальной эксплуатации конструкций. Коэффициенты перегрузки п учитывают возможное изменение нагрузок и воздействий при эксплуатации, приводящее к превывюнию нормативных нагрузок и воздействий. Коэффициенты сочетания учитывают вероятность одновременного воздействия нескольких нагрузок в наиболее неблагоприятном сочетании.

Нагрузки и воздействия по продолжите.тьности приложения классифицируют на постоянные и временные, а временные - на длительные, кратковременные и особые. Основные сочетания нагрузок и воздействий состоят из постоянных и временных д.тптельных нагрузок, т. е. нагрузок, постоянно действующих па трубопровод или возникающих при его эксплуатации. Дополнительные сочетания состоят из постоянных, вре.ченных длительных и кратковременных нагрузок. Особые сочетания включают все нагрузки дополнительного сочетания и одну из особых нагрузок.

Как правило, подземные, подводные и надземные трубопроводы следует рассчитывать на основные и дополнительные сочетания нагрузок. При этом значения расчетных кратковременных нагрузок следует принимать с коэффициентом сочетания нагрузок = 0,9. При расчетах трубопроводов с учетсч особых сочетаний нагрузок значения расчетных кратковременных нагрузок следует припи.чать с яс = 0,8.

ТАБЛИЦА 5.14

Расчетный коэффициент перегрузки в зависимости от нагрузок

и воздействии

Постоянные

Временные длительные

Кратковременные

Собственный вес трубвпрове-да и обустройств

Воздействия предварительного напряжения трубопровода (упругий изгиб н др.)

Давление (вес) грунта засыпки

Гидростатическое давление воды

Внутреннее давление для газопроводов

Внутреннее давление для нефтепроводов диаметром 700-1400 мм с промежу-Т0ЧПЫШ1 НПС без подключения ешостей

Внутреннее давление для нефтепроводов диаметром 700-1400 мм без промежуточных НПС или с промежуточными НПС, работа-ЮПН1ЛШ постоянно только с подключенной емкостью, а также для нефте- и нефтепродуктопроводов диаметром менее 700 мм

Вес продукта или воды

Температурные воздействия

Воздействия неравномерных деформаций грунта, не сопровождающиеся изменением его структуры (просадки, пучения и др.)

Воздействия от смещения опор

Снеговая нагрузка

Ветровая нагрузка

Гололедная нагрузка

Нагрузки и воздействия, возникающие при пропуске очистных устройств

•Нагрузки и воздействия, воз-никающ;ие при испытании трубопроводов

+ + + +

+ + +

1.1 (1) 1,0

1.2 (0,8) 1,0

1,1 1,15

1,0 (0,95)

1,4 1,2 1,3 1,2

Примечания. 1. Знан «+» обозначает, что нагрузив и воздействия учитываются; знак «-» - не учитываются. 2. Коэффициенты перегрувки, уназавные в скобках, должны приниматься при расчете трубопроводов на продольную устойчивость и устойчивость положения, а также в других случаях, когда уменьшение нагрузки ухудшает условия работы конструкции. 3. При определении гидростатического давления воды на трубопровод объемный вес воды следует принимать с учетом ее солености и наличия взвешенных частиц. 4. Если по условиям испытания илп экспл\-атации возможно в газопроводах полное или частичное заполнение внутренней полости водой или конденсатом, а в нефте- и нефтенродуктоцроводах попадание воздуха пли опорожнение трубопровода, необходимо учитывать изменение нагрузки от веса продукта, 5. Для нефте- и нефтепродуктопроводов диаметром 700-1400 мм включительно на всех промежуточных НПС, работающих без подключения емкостей, следует устанавливать устройстьа по защите лгаейной части нефте- и нефтепродуктопроводов от воздействия переходных процессов; остановки насосов, изменения режима работы, вакрытня задвижек и др.

Нормативные веса, кгс/м, равпы: трубопровода пустого на воздухе

Зтр = х(н-вн)Угр-. изоляции трубопровода на воздухе

футеровка трубопровода на воздухе

9ф = фТф;

9з=-4-1>внУв;

воды в трубопроводе

(5.3)

(5.4)

(5.5) (5,6)

трубопровода пустого в воде

?тр. в = Х ("°1н) (Ytp-Yb); изоляции трубопровода в воде

?и,.в=х(1з-) (YH.-YB); футеровки трубопровода в воде

9ф. в=ф(уф-Ye);

(5.7)

(5.8>

(5.9)

вытесненной воды при погруженип трубопровода в воду (выталкивающая сила воды)

? = ThYb;

транспвртируемого газа

"-вн

9гаэ=215уга»

для природного газа можно принять

(5.10) (5.11)

?га»

нефти X нефтепродуктов

я 2

«пред = -4" iвнYпpoд

(5.12)

(5.13)

где D„ - наружный диаметр неизолированного трубопровода, м; 2Эвн- внутренний диаметр неизолированного трубопровода, м; утр - объешый вес материала труб, кгс/м; Dh - наружный диаметр трубы, покрытой изоляцией, м; Ун» - объемный вес изоляции, кгс/м; - объем деревянной футеровки, м/м; Уф - объемный вес футеровки, кгс/м; Vb - объехшый вес воды, кгс/м*; Yraa- удельный вес газа при нормальных условиях, кгс/м; р - нормативное давление газа, кгс/см; z - коэффициент сжимаемости газа; Т - абсолютная температура газа, °К; -упрод- объемный вес нефти или нефтепродукта, кгс/м.

Нормативная нагрузка от обледенения, кгс/м,

«лед=1.761)„, (5.14)

где b - толщина слоя обледенения, >!м; принимается по табл. 5.45 в зависимости от района гололедвости,

ТА Б ЛИПА .i.15

Толщина стенки гололеда н запвсямоств от района гололедиоети

Нормативная снеговая нагрузка на горизонтальную проекцию конструкции надземного трубопровода, кгс/м,

?сн=Рвс, (5.15)

где р - вес снегового покрова, кгс/м, приходящегося на горизонтальную поверхность земли; принимается по СНиП II-6-74; с - коэффициент перехода от веса снегового покрова на горизонтальной поверхности земли к нормативной нагрузке на рассчитываемую конструкцию, принимаемый равным 0,4 для одиночно прокладываемых трубопроводов.

Нормативная ветровая нагрузка для одиночной трубы перпендикулярно к ее осевой вертикальной плоскости, кгс/м.

9вет = (дн. с + вн. д) н,

(5.16)

где 9н. с - норцативная статическая составляющая ветровой нагрузки, кгс/м; 5н. д - нормативная динамическая составляющая ветровой нагрузки, кгс/м2, ддд сооружения с равномерно распределенной массой и постоянной жесткостью; значения с и д надо принимать в соответствии со СНиП II-6-74.

Температурное воздействие - это воздействие от нормативного температурного перепада, определяемого как разница между наивысшей или наиниз-ше11 возможной температурой стенок труб в процессе эксплуатации и TCNraepa-турой стенок труб в процессе строительства (при сварке захлесточных стыков, ко.мпенсаторов, засыпки подзе.мных и фиксации в рабочем положении надземных трубопроводов) на данном участке трассы. Нормативдый температурный перепад д.тя надзе.мных трубопроводов принимается не .менее ±50, для под-" земных -"не менее ±40° С. Расчетный темнературцы!! перепад при высокоТг температуре транспортируемого продукта (подземная и надземная прокладка трубопроводов) необходимо ограничивать. Для этого строительство трубопровода ведут по те.мпературно.му графику, в котором изоляционно-укладочные работы и засыпка трубопровода спланированы таким образом, что «горячив» участки за КС и НПС сооружают в наиболее теплое время года, а в наиболее холодное время года - участки на подходах к ним. Теипературпыс графики строительства следует составлять для участков между смежными КС или НПС с учетом из.ченения температуры и внутреннего давления по длине трубопровода.

Рабочее (нор.мативное) давление транспортируемого продукта устанавливается проектом. Когда исключена возможность обратной перекачки продукта, допускается учитывать изменение рабочего (нормативного) давления по длине трубопровода. Из.менепие давления по длине трубопровода должно быть обосновано проокто.м с учето.м принятой технологии транспортирования газа, нефти и нефтепродуктов. Так, все газопроводы-отводы к ГРС от магистралей рекомендуется рассчитывать на максимально возможное давление в точке отвода, принимаемое в соответствии с гидравлическим расчетом. Так же рекомендуется устанавливать рабочее (нормативное) давление для отдельных участков газопроводов, нефте- и нефтепродуктопроводов, ограниченных узлами установки запорной арматуры. Причем для нефте- и нефтепродуктопроводов принятое рабочее давление не должно быть ниже упругости паров транспортируемого продукта при максимальной расчетной температуре для данного участка трубопровода.

Нагрузки и воздействия, связанные с осадками и- пучениями грунта, оползнями, перемещениями опор и т. д., должны определяться на основании анализа грунтовых условий и их возможного изменения при строительстве и эксплуатации трубопровода. Надземные трубопроводы следует дополнительно рассчитывать на динамическое воздействие, возникающее при пропусках очистных поршней или других устройств для очистки внутренней полости трубопроводов.

§ 5.4. Расчет толщины стенки трубопровода

Номинальная толщина стенки трубопровода, см,

npD„

2(Ri + np)

(5.17)

ари наличии продольных осевых сжимающих напряжений

прР„

- 2 (г),Л,-Ьпр)

(5.18)

где п - коэффициент перегрузки рабочего (нормативного) давления в трубопроводе (см. табл. 5.14); Ri - расчетное сопротивление металла труб, кгс/см [но формуле (5.1)]; - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб.

ф1 = /1-0,75 (а„р -0.5 (а„р д./Л,), (5.19)

где (Tjjp jy- абсолютное значение продольных осевых сжимающих напряжений кгс/см, определяемое от расчетных нагрузок и воздействий с учетом упруго-пластической работы металла труб в зависимости от принятых конструктивных решений.

Увеличение толщины стенкя труб при наличии продольных осевых сжимающих напряжений сверх значения, полученного по формуле (5.17), должно быть обосновано те.хнико-экономическимн расчетами, учитывающими конструктивные решения и температуру транспортируемого продукта, которая должна устанавливаться исходя из требований обеспечения оптимальных температурных напряжений в металле труб.

Полученное по формулам (5.17) или (5.18) значение следует округлить в большую сторону до ближайшего размера в соответствии с ГОСТ или ТУ на трубы и проверять на воздействие испытательного давления на трассе Рисп. тр- Последнее не должно быть выше испытательного давления рисп. дав, установленного для данных труб ГОСТ или ТУ на заводе-изготовителе, т. е.

причем

Рисп, тр Рнсп.зав»

Рисп тр = П11СпР

(5.20)

(5.21)

где Лисп- коэффициент превышения рабочего (нормативного) давления во время испытания трубопроводов на трассе; для участков категории В ,г„сп= 1,5; I категории - 1,25; II, III и IV категорий - 1,1. Испытательное давление на заводе-изготовителе, кгс/см.

Рисп.аав- /) 2б

2а/?н бт1п min

(5.22)

где (i коэффициент к нормативному сопротивлению, принимаемый нри определении испытательного давления на заводе в соответствии с ГОСТ или ТУ на трубы; Д„ - яор.матпвное сопротпвлонпе металла труб, равное Дц, или i?2„ (см- табл. 5.2); 6n,in - минимальная толщина стенкп трубы (с учетом минусового допуска), см.

Для труб, испытываемых на заводе под давлением, при котором кольцевые напрянсения в стенках с учетом минимального допуска составляют 90% от предела текучести Дзн (а = 0>9)»

1.8Д2нЙп1п Рисп. зав- Д 2бп,п

(5.23)

Для труб, испытываемых на заводе под давлением, нри котором кольцевые напряжения в стенках с учетом минусового допуска составляют 40% от временного сопротивления flt„ {а = 0,4),

0,8ffi„6mln

Рисп. зав- д 26

(5.24> 189

www.no-fire.ru