Диагностическое обследование и ремонт нефтепровода. Диагностическое обследование и ремонт нефтепровода Калтасы Уфа 2 на подводном переходе р. Калмаш

• Название: Диагностическое обследование и ремонт нефтепровода Калтасы Уфа 2 на подводном переходе р. Калмаш
• Дата: 30.08.2022
• Размер: 0.58 Mb.
• Имя файла: Диагностическое обследование и ремонт нефтепровода.docx
• Тип: Реферат; #656300
• страница: 6 из 11

3.2 Проверка толщины стенки на прочность и деформацию
Прочность в продольном направлении проверяется по условию

|σ | ψ R ,

где ψ - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевых продольных напряжениях (σ 0) ψ =1,0 , при сжимающих (σ <0) определяется по формуле

ψ = ,

где σ -кольцевые напряжения в стене трубы от расчетного внутреннего давления,

σ = ,

σ = ,

ψ = .

σ =246,4< , что удовлетворяет условию;

σ =|-5,7|< , условие выполняется.

Для предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопроводов проверку производят по условиям

| σ | ψ ,

,

где σ -максимальные продольные напряжения в трубопроводе от нормативных нагрузок и воздействий;

ψ -коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла трубы;

-кольцевые напряжения в стенках трубопровода от нормативного внутреннего давления;

-нормативное сопротивление материала, зависящее от марки стали,  =σт=360МПа;

σ = Δt± ,

где  -упругого изгиба оси трубопровода

Для проверки по деформациям находим:

1)кольцевые напряжения от действия нормативной нагрузки - внутреннего давления

;

МПа.

Коэффициент ψ  определяется по формуле

ψ ,

ψ .

Условие   выполняется 224 ;

2)продольные напряжения 

при         <0,        ψ =0,389,

>0,        ψ ,

для положительного температурного перепада 

а) = ,

б) = ,

условие        |σ | ψ , выполняется в двух случаях

МПа,

МПа,

для отрицательного температурного перепада 

а) =

б) =

условие |σ | ψ , выполняется в двух случаях

;        
3.3 Расчет устойчивости трубопровода на водном переходе
Уравнение устойчивости подводного трубопровода согласно СНиП 2.05.06-85* имеет следующий вид

,

где nб – коэффициент надежности по нагрузке, nб=1 для чугунных пригрузов [1];

кн.в - коэффициент надежности против всплытия, кн.в=1,1 для русловых участков переходов при ширине реки до 200 м [1];

qизг – расчетная нагрузка, обеспечивающая упругий изгиб трубопровода соответственно рельефу дна траншеи.

qв – расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод;

qверт – величина пригруза, необходимая для компенсации вертикальной составляющей Ру воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода, qверт=Ру;

qг – величина пригруза, необходимая для компенсации горизонтальной Рх составляющей воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода, qг=Рх /к;

к – коэффициент трения трубы о грунт при поперечных перемещениях, к=0,45 [2];

qдоп – нагрузка от веса перекачиваемого продукта, qдоп=0 т.к. рассчитывается крайний случай - трубопровод без продукта;

qтр – расчетная нагрузка от собственного веса трубопровода;

ρбит=1040 кг/м3плотность изобита, [2].

Расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод

,

где Dн.ф. – наружный диаметр футерованного трубопровода;

ρв =1100 Н/м,[2] – плотность воды.





где δип – толщина изоляционного покрытия,

δгр – толщина покрытия грунтовки,

δмас – толщина покрытия мастики,

δоб – толщина обертки.

 Н/м.

Горизонтальная составляющая гидродинамического воздействия потока

,

Сх–гидродинамический коэффициент лобового сопротивления, зависящий от числа Рейнольдса и характера внешней поверхности трубопровода.



где Vср – средняя скорость течения реки, Vср=0,9 м/с;

νв – кинематическая вязкость воды,   м2/с.



Для офутерованного трубопровода и 105
 Н/м.

Вертикальная составляющая гидродинамического воздействия потока

,

Су – коэффициент подъемной силы, Су=0,55 [10];

 Н/м.

Расчетную нагрузку от собственного веса трубопровода рассчитаем по следующей формуле

qтр=nсв⋅(qмн + qизн+qфутн),

где nсв – коэффициент надежности по нагрузкам от действия собственного веса, nсв=0,95 [1];

qмн – нормативная нагрузка от собственного веса металла трубы;

qизн -нормативная нагрузка от собственного веса изоляции;

qфутн – нормативная нагрузка от собственного веса футеровки.

Нормативная нагрузка от собственного веса металла трубы

,

γм – удельный вес металла, из которого изготовлены трубы (для стали γм=78500 Н/м3 [2]);

 Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса битумной изоляции

,

где ρбит– плотность битумной изоляции (изобита);

Dн.и. – наружный диаметр изолированного трубопровода

 Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса обертки

q =к · ·D · · · g

где к =1,09- коэффициент для двухслойной изоляции;

=0,6·10  м – толщина обертки;

=880 кг/м  - плотность обертки.

q =1,09·3,14·0,728·0,6·10 ·880·9,81=12,91 Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса изоляции

q =q +q =92,77+12,9=105,68 Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса футеровки

,

где ρфут – плотность деревянной футеровки;

Dн.ф. –наружный диаметр офутерованного трубопровода.

 Н/м.

Расчетная нагрузка от собственного веса трубопровода

qтр=0,95(1750,1+105,68+455,91)=2196,11 Н/м.

Дополнительная выталкивающая сила за счет изгиба трубопровода



где 

J- осевой момент инерции поперечного сечения трубы

,

,



Величина пригрузки трубопровода в воде

 Н/м.

Определим расстояние между пригрузами и их число.

Для балластировки трубопровода выбираем чугунные кольцевые марка СЧ1520 ГОСТ 1412-85 массой 1100 кг, объемом 0,175 м3 , толщина груза  =0,065м, ширина груза 0,96 м, наружный диаметр Dн =0,96 м [2].

Расстояние между пригрузами



где Qг – масса груза;

Vг – объем груза;



Число пригрузов

Nг=L/lг=134/1,78=75,28.

Принимаем количество пригрузов Nг=76 шт.