Материал: Технологический процесс современных способов сварки нефтепроводов

где:  - эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода, МН;

продольное критическое усилие, при котором наступает потеря продольной устойчивости трубопровода, МН.

Эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода  следует определять от расчетных нагрузок и воздействий с учетом продольных и поперечных перемещений трубопровода в соответствии с правилами строительной механики.

В частности, для прямолинейных участков трубопроводов и участков, выполненных упругим изгибом, при отсутствии компенсации продольных перемещений, просадок и пучения грунта эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода  определяется по формуле:

где: кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления, МПа;- площадь поперечного сечения трубы, см2.

Площадь поперечного сечения трубы определяется по формуле:

Значение кольцевого напряжения от расчетного внутреннего давления принимаем  272,3 МПа.

 следует определять согласно правилам строительной механики с учетом принятого конструктивного решения и начального искривления трубопровода в зависимости от глубины его заложения, физико-механических характеристик грунта, наличия балласта, закрепляющих устройств с учетом их податливости. На обводненных участках следует учитывать гидростатическое воздействие воды.

Для прямолинейных участков подземных трубопроводов в случаи пластической связи трубы с грунтом продольное критическое усилие находится по следующей формуле

где:  сопротивление грунта продольным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины, Н/м;

сопротивление поперечным вертикальным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины, обусловленное весом грунтовой засыпки и собственным весом трубопровода, отнесенное к единице длины, Н/м;- момент инерции сечения трубопровода на рассматриваемом участке, м4.

Продольное критическое усилие для прямолинейных участков подземных нефтепроводов в случаи упругой связи трубы с грунтом находим по формуле

 (2.4.2.5)

где:  коэффициент нормального сопротивления грунта (коэффициент постели грунта при сжатии), МН/м3.

Рассчитаем продольное критическое усилие

.        Сопротивление грунта продольным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины, Н/м:

где:  предельные касательные напряжения по контакту трубопровода с грунтом определим используя следующую формулу

где:  среднее удельное давление на единицу поверхности контакта трубопровода с грунтом, Н/м2;

угол внутреннего трения грунта, град.

Величину  определим по формуле

где:  коэффициент надежности по нагрузке от давления (веса) грунта, принимаемый по Таблице 13* СНиП 2.05.06-85 [4],  0,80;

 высота слоя засыпки от верхней образующей трубопровода до дневной поверхности, м;

 удельный вес грунта, ;

 нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемым продуктом, , определяемая по формуле

где:  расчетная нагрузка от массы трубы, ;

 расчетная нагрузка от изоляции трубопровода ;

 расчетная нагрузка от веса продукта, , которая учитывается при расчете газопроводов и при расчете нефтепроводов, если в процессе их эксплуатации невозможно их опустошение и замещение продукта воздухом.. Нагрузка от веса трубы, , рассчитываем по формуле:

где:  коэффициент надежности по нагрузке от действия массы (собственного веса) трубопровода и обустройств, принимаемый по Таблице 13* СНиП 2.05.06-85 [4];

 нормативное значение нагрузки от собственного веса трубы, ;

 плотность стали, ;- ускорение свободного падения, g=9,806 65 .

Принимаем значение  так как при расчете трубопроводов на продольную устойчивость и устойчивость положения, а так же в других случаях, когда уменьшение нагрузки ухудшает условия работы конструкции, должны приниматься те значения коэффициентов надежности по нагрузке которые указаны в скобках.

 . Нагрузка от веса изоляции трубопровода, .

Лента «Полилен» - четырехслойная лента на основе термосветостабилизированного полиэтилена и бутилкаучука, изготовленная методом со-экструзии - предназначена для изоляции при строительстве и ремонте подземных газонефтепродуктопроводов с целью защиты их от коррозии при температурах эксплуатации от -600С до +500С.

Размеры ленты должны соответствовать нормам, указанным в Таблице 2.4.2.1.

Таблица 2.4.2.1

Свойства ленты должны соответствовать нормам, указанным в Таблице 2.4.2.2.

Таблица 2.4.2.2

Обертка липкая полиэтиленовая Полилен-ОБ предназначена для защиты от механических повреждений изоляционных покрытий наружной поверхности подземных трубопроводов при температурах эксплуатации от -600С до +500С. Размеры обертки должны соответствовать нормам, приведенным в Таблице 2.4.2.3. Свойства обертки должны соответствовать нормам, указанным в Таблице 2.4.2.4.

Таблица 2.4.2.3

Таблица 2.4.2.4

Для изоляции трубопровода применяются импортные изоляционные липкие ленты. На нефтепроводах наиболее часто используют ленты типа «Полилен» (2 слоя ленты и 1 слой обертки).

где:  нормативное значение нагрузки от веса ленты, ;

 нормативное значение нагрузки от веса обертки, .

где:  толщина двух слоев ленты и одного слоя обертки соответственно, м;

 плотность ленты и обертки соответственно, .

 .         Нагрузка от веса продукта, .

Нормативный вес транспортируемой нефти в 1 м трубопровода , , следует определять по формуле:

где:  коэффициент надежности по нагрузке от массы продукта, ;

 плотность нефти при нормальных условиях (902,776 ), .

.

Таким образом, определим среднее удельное давление на единицу поверхности контакта трубопровода с грунтом.

Значение угла внутреннего трения и сцепления грунта принимаем по Таблице 2.4.2.5.

Таблица 2.4.2.5 Расчетные характеристики уплотненных влажных грунтов Средней полосы России