Толщина стенки трубопровода

Исходные данные для расчета:

· наружный диаметр трубопровода D_н= 1420 мм;

· давление в трубопроводе Р= 7,36 МПа;

· тип прокладки – подземная;

· длина заболоченного участка газопровода 150 м, болото I типа, находится на участке 1466 км газопровода от ПК384+47 до ПК386+00.

Для производства ремонта выбираем трубы импортной поставки из стали марки Х70 по ТУ-75-86 со следующими характеристиками: временное сопротивление разрыву s_в=589 МПа; предел текучести s_т= 461 МПа; коэффициент надежности по металлу трубы к₁=1,34 [5].

В общем случае толщину стенки трубопровода d согласно [5] определяем по формуле

(1)

где: y₁ – коэффициент двухосного напряженного состояния металла труб;

n_р – коэффициент надежности по нагрузке от внутреннего давления, n_р=1,1 по [4];

р – внутреннее давление в трубопроводе;

D_н – наружный диаметр трубопровода.

R₁ – расчетное сопротивление материала, которое можно рассчитать по формуле

(2)

где: - нормативное сопротивление материала, зависящее от марки стали и в расчетах принимается =s_в=589 МПа;

m – коэффициент условий работы трубопровода, для третьей категории трубопроводов m=0,9 [4];

к₁ – коэффициент надежности по металлу, для данной марки стали к₁=1,34 [4];

к_н – коэффициент надежности по назначению, для трубопровода с условным диаметром 1420 мм и внутренним давлением 7,36 МПа к_н=1,1 [4].

МПа.

Коэффициент y₁=1 при растягивающих продольных осевых напряжениях s_{пр N}≥0.

При наличии сжимающих напряжений s_прN<0 коэффициент y₁ определяется по формуле

. (3)

Первоначально принимаем y₁=1.

Рассчитаем предварительную толщину стенки по формуле (1)

Уточняем значение по [5] и принимаем δ=15,7 мм.

Продольные осевые напряжения рассчитаем по формуле

(4)

где: Dt – расчетный перепад температур;

m - коэффициент Пуассона, m=0,3 [5];

a_t – коэффициент линейного расширения металла, a_t=1,2×10^-5 1/⁰С [5];

Е – модуль Юнга, Е=2,06×10⁵ МПа [5];

n_t – коэффициент надежности по температуре, n_t=1 [5];

D_вн – внутренний диаметр трубопровода рассчитывается по формуле

мм. (5)

Расчетный перепад температур Dt:

⁰ С; (6)

⁰ С. (7)

Рассчитаем продольные напряжения s_{пр N} по формуле (4):

Так как для s_{пр N(-)}>0 y₁=1 и данный случай уже рассчитан, то рассчитаем значение коэффициента двуосного напряженного состояния для s_{пр N(+)}<0 по формуле (3)

y .

Для данного значения коэффициента y₁ рассчитаем толщину стенки по формуле (1)

Окончательно принимаем трубу диаметром 1420 мм и толщиной стенки 15,7 мм, импортной поставки из стали марки Х70 по ТУ-75-86.