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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172

C, = 0,416- - 0,05- + 0,095 (4.9)

для песчаных грунтов; C, = 0,36- - 0,04- + 0,06 (4.10)

для глинистых грунтов. Здесь h - глубина заложения до верха трубопровода.

При проверке продольной устойчивости вскрытого участка нефтепровода сопротивление вертикальным поперечным перемещениям следует принять равным весу трубопровода с продуктом, а сопротивление перемещениям в горизонтальной плоскости - усилию трения о грунт трубопровода при его поперечном перемещении. Сопротивление продольным перемещениям равно сопротивлению трения о грунт трубопровода, лежащего на поверхности земли [1 ].

В трубопроводе от действия внутреннего давления возникают кольцевые и продольные напряжения. Кроме того, внутреннее давление влияет на изгиб трубопровода.

При свободных продольных деформациях нефтепровода от внутреннего давления p возникают кольцевые напряжения

Окц = -в, (4.11)

где n - коэффициент надежности по нагрузке, и продольные напряжения (при наличии поворотов, заглушек, колен труб)

Опр = 0,5Окц. (4.12)

Соответствующие этим напряжениям относительные продольные деформации равны

0,5о иоо

8 =-кц--кц = 0,, (4.13)

°Р EE E

где Е - модуль упругости (для стали Е = 2,06 • 105 МПа); - коэффициент Пуассона (для стали = 0,3).

0,5о

Здесь -кц - удлинение нефтепровода под действием

продольных напряжений апр = 0,5акц, а -- - укорочение

нефтепровода вследствие возникновения акц. На прямолинейных участках нефтепровода от внутреннего давления возникают растягивающие напряжения

апр = 0,3акц.

Действие внутреннего давления на изгиб трубопровода эквивалентно сжатию в осевом нап авлении усилием, авным

Np = (1 - 2)рРсв, (4.14)

где Рсв - площадь сечения трубы в свету.

При производстве ремонтных работ нефтепровод находится под воздействием температурного перепада, появляющегося в результате разности между температурой трубопровода во время укладки (в момент сварки захлестов) и температурой в процессе ремонта. От изменения температуры стенок т уб возникают п одольные дефо мации т убоп овода

81 = а • А t, (4.15)

где - коэффициент линейного расширения (для стали равен 0,000012); At - температурный перепад, т.е. разность между темпе ату ами металла т уб п и укладке и в п оцессе емонта.

Если продольные перемещения невозможны, в прямолинейном т убоп оводе (с защемленными концами) возникают продольные растягивающие напряжения при понижении темпе ату ы и сжимающие - п и ее повышении:

at = Ea • At = 25,2At. (4.16)

П одольное усилие от темпе ату ного пе епада оп еде-ляется по формуле

Nt = aE • At • F, (4.17)

где F - площадь поперечного сечения стенки трубопровода.

Эквивалентное п одольное усилие, кото ое должно быть принято при проверке общей продольной устойчивости т убоп овода, авно

S = Np + Nt = aE • At • F + (1 - 2)pFсв. (4.18)

П и п оизводстве емонтных абот дефо мации емонти-руемого участка нефтепровода определяют с учетом не толь-

ко изменения длины вскрываемого участка, но и продольных перемещений нефтепровода в местах выхода его из грунта.

Смещения прилегающих подземных участков нефтепровода на вскрытые участки зависят от местных грунтовых условий и продольных сил. Удлинение или укорочение участков, прилегающих к вскрытому участку нефтепровода, при слабом защемлении его грунтом и перемещения самого вскрытого участка оказывают существенное влияние на характер изменения напряжений и деформаций вскрытых участков.

Продольные усилия, действующие на изогнутом вскрытом участке,

N = N0 - E, (4.19)

где А - увеличение длины нефтепровода при изгибе; 1 - длина изогнутого (изгибаемого) участка; N0 - продольное усилие на прямом участке нефтепровода.

Воздействие предварительного напряжения нефтепровода (упругого изгиба и т.д.) определяется согласно исполнительным чертежам на строительство нефтепровода и равно

о =-н, (4.20)

где р - радиус упругого изгиба.

При подъеме и осадке основания нефтепровода происходит его удлинение. Возникающие при этом напряжения определяются по формуле

о = E, (4.21)

8 312

где f - максимальная осадка или подъем нефтепровода в средней части участка; 1 - расчетная длина участка нефтепровода, равная расстоянию между сечениями нефтепровода, где его прогиб равен нулю.

Максимальное нормативное напряжение изгиба определяется по формуле

Мм + M )2 + M2 о пах-вр-г , (4.22)

где Мщзх - максимальное значение изгибающего момента в сечениях ремонтируемого участка нефтепровода, возникаю-