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

, возникают также изгибные напряжения, равные

Сивг =

где М - изгибающий момент, возникающий в трубопроводе под действием весовой нагрузки (вес трубы, продукта и изоляции);

W - момент сопротивления поперечного сечения трубы.

прокатными заводами нового оборудования, нри Dy = 25, 32 и 40 мм применяются холоднотянутые и холоднокатаные трубы по ГОСТ 8734-58.

3. Электросварные трубы с продольным швом но ГОСТ 4015-58 и со спиральным швом по ГОСТ 8696-58 применяются для трубопроводов диаметром Dy > 400 мм, при давлении транспортируемой среды р 16 кГ/см. При этом трубы с продольным швом по ГОСТ 4015-58 применяются при всех способах прокладки технологических трубопроводов всех категорий, а трубы со спиральным швом но ГОСТ 8696-58 - только для трубопроводов II и III категорий при надземной прокладке их.

Применение труб со спиральным швом по ГОСТ 8696-58 при бесканальпой прокладке и для трубопроводов I категории не допускается.

4. Для трубопроводов диаметром Dy > 400 мм при давлении транспортируемой среды р> IQ кГ/см могут применяться электросварные трубы с продольным швом по ГОСТ 4015-58, изготовленные по специальным технически.м условиям, разработанным проектной организацией и согласованным с заводом-изготовителем.

5. Трубы со спиральным швом по ГОСТ 8696-58 долншы быть подвергнуты заводом-изготовителем испытаниям, предусмотренным ПН. 13 и 14 ГОСТ на трубы, что следует оговаривать в проектных материалах.

§ 60. Определение допускаемого пролета трубопроводов

Трубопровод, прокладываемый на отдельно стояш,их опорах, представляет собой перазрезную балку, для которой приходится различать так называемые «крайние» и «средние» пролеты (рис. 171). К «крайним» относятся пролеты, непосредственно примыкающие к компенсаторам температурных деформаций, а также концевые пролеты трубопровода. Все остальные пролеты относятся к «средним».

В таком трубопроводе, кроме кольцевых напряжений, определяемых по обычной котельной формуле Окольц = , и продольных

напряжений от давления на задвижки или заглушки Опрод = ""J =

Максимальные изгибающие моменты и крайних пролетах трубопровода весьма близки по величине к максимальным изгибающим моментам, возникающим в однопролетной опертой балке; таким об-разолг, для крайних пролетов величина максимального изгибаюхцего момента

где q - погонная весовая нагрузка; Л,р - длина крайнего пролета.

Крайние пролеты

Компенсатор

Соедние пролеты

Рис. 171. Расположение «крайних» и «средних» пролетов трубопровода.

Максимальные из1ибаюгц,ие моменты в средних пролетах близки по величине к максиА1альны.\1 изгибающи.м моментам, возникающим в однонролетно!! балке с заделанными ко}гцами; следовательно, для средних пролетов величину лгаксид1альпого изгибающего момента в сечениях над опорами можно определять по формуле

где /ср - длина среднего пролета.

Как показали эксперпментальные исследования, при испытании трубонровода, ojniparoii(ej:ocfl ira отдельно стоящие опоры, его про-гибг>1 остаются постоянными, несмотря на увеличение внутреннего давлепия, до тех нор, тюка нродольныс напряжения, вызванные изгибом и давлсниедг гга заглушки, пе достигнут предела текучести. Далыгейшее увеличение давления приводит к резко.му парастанию прогибов. Те же явления наблюдаются и при увеличении погонной весовой нагрузки на трубопровод нри постоянном давлении.

Так обстоит дело в трубопроводах с естественной компенсацией (Я-образпые, Q-образные компенсаторы и т. п.), называемых иногда «неразрезанныдш» трубопроводами в отличие от так называемых «разрезанных» трубопроводов, имеющих линзовые или сальников].! е компенсаторы.

Между ЭТИМИ двумя тинами трубоироводов имеется нринципиаль-вое различие. Для его нонпмания рассмотрим два участка трубопровода: до задвижки и после нее. При открытой задвижке как на первом, так и на вкром участках материал трубы находится в условиях сложного напряженного состояния, так как одновременно существуют как кольцевые, так и продольные напряжения. При закрытой задвижке на втором участке имеет место одноосное напряженное состояние, обусловленное продольными напряжениями, поскольку при отсутствии внутреннего давления отсутствуют и кольцевые напряжения.

Исследуем характер напряженного состояния в наиболее опасном сечении над опорой.

Если трубопровод имеет естественную )»омиепсацию температурных деформаций, то возникающие за счет внутреннего давления продольные напряжения всегда будут растягивающими, независимо от того, закрыта или открт,1та задвижка. Напряжения же изгиба для верхней части сечепия будут растягивающими, а для нижней части сечения - сжимающилги. В результате суммирования этих продольных растягиваюпщх напряжений и наиря/кепий изгиба как в верхней, так и в нижней частях сечения практически будут иметь место одни лить растягивающие продольные нанр}Г5кения и Л1атериал трубы будет находиться в условиях двухосного растяжения.

Если трубопровод имеет сальниковые или линзовые компенсаторы, то продольные напряжения в сечении над опорой, возникающие за счет внутреннего давления, нри открытой задвижке отсутствуют, а при закрытой задвижке могут быть либо с/кимающими, либо растягивающими, в зависимости от того, где расположена задвижка (до или после опоры).

Для подобных трубопроводов наиболее неблагоприятна работа при открытой задвижке. В этом случае в нижней части сечения пад опорой вследствие изгиба, вызываемого BOCoBoii нагрузкой, будут возникать одни лишь сжилгающие продольные напряжения. Следовательно, в этой части сечения материал будет находиться в условиях сложного напряженного состояния, соответствующего растяжению в одном направлении (кольцевые паиряжепия) и сжатию в другом (продольные напряжения).

Как показали последние экспериментальные исследования (В. И. Трофимов, В. Л. Балдин), для строительных сталей наступление текучести при сложном напряженном состоянии лучше всего описывается условием Сен-Венана, в соответствии с которым текучесть наступает тогда, когда разность главных напряжений Oi - - О3 становится равной пределу текучести при одноосном напряженном состоянии От (рис. 172).

Таким образом, при двухосном растяжении текучесть наступает тогда, когда большее по величине напряжение становится равным