18 вариант. Расчет остаточного ресурса трубопровода с использованием метода оценки малоцикловой долговечности по критерию зарождения трещины

• Название: Расчет остаточного ресурса трубопровода с использованием метода оценки малоцикловой долговечности по критерию зарождения трещины
• Дата: 26.04.2022
• Размер: 23.17 Kb.
• Имя файла: 18 вариант.docx
• Тип: Документы; #497278

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа»
РАСЧЕТ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ТРУБОПРОВОДА

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА ОЦЕНКИ

МАЛОЦИКЛОВОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ

ПО КРИТЕРИЮ ЗАРОЖДЕНИЯ ТРЕЩИНЫ

Выполнил

Проверил

Уфа 2022

Цель работы:

- проверочный расчет трубопровода на прочность;

- определение остаточного ресурса по результатам диагностики;

- назначение срока безопасной эксплуатации трубопровода.

Исходные данные:

– коэффициент надежности по назначению трубопроводов (

– коэффициент надежности по материалу ( );

– коэффициент надежности по нагрузке ( );

– коэффициент несущей способности трубы (α(k)=1);

– коэффициент условий работы материала труб при повышенных температурах ;

– коэффициент условий работы трубопровода .

– относительное равномерное сужение ψ_в = 12,48%

– зависимость истинных напряжений от деформации растяжения:

– режим нагружения – мягкий, ассиметричный с коэффициентом асимметрии r=0.04

– модуль упругости стали E= 2.1*10⁵ МПа

– временное сопротивление =440

– предел текучести =305

Таблица 1 – Исходные данные

Номер варианта	18
Наружный диаметр трубопровода, мм	530
Материал трубы	10Г2
Категория трубопровода	I
Назначение трубопровода	Технолог
Число циклов нагружения в год N2	250
Коэффициент перегрузки рабочего давления в трубопроводе (n)	1
Рабочее давление, МПа	5,6
Коэффициент условий работы материала труб при разрыве (m1)	0,8
Коэффициент однородности материала труб (k1)	0,85

Таблица 2 – Характеристика трубных сталей

ГОСТ на трубы	Марка стали	, МПа	, МПа	Мпа
8731-74	10Г2	420	245	470	0,243

Расчет напряженно-деформированного состояния трубопровода

Проверочный расчет толщины стенки трубопровода

м,

где значение R определяется по формуле:



Расчет отбраковочной толщины стенки трубы

Вычисляется отношение



Отбраковочная толщина стенки определяется по формуле:



где – расчетное сопротивление материала труб и деталей трубопровода, равное



Параметр при =470)

1. Рассчитывается предел усталости:

МПа

2. Показатель мягкого цилиндрического нагружения по формуле:



3. Вычисляются максимальные кольцевые напряжения без учета концентрации напряжения:



4. Вычисляются минимальные кольцевые напряжения без концентрации напряжений:



5. Вычисляется коэффициент концентрации напряжения для риски:



6. Рассчитываются максимальные и минимальные напряжения в концентраторе дефекта (риске) по формулам:





7. Вычисляются истинные деформации при максимальном и минимальном напряжениях с использованием функции зависимости истинных деформаций от напряжений







8. Вычисление амплитуды деформации в вершине дефекта и средняя деформация цикла:





9. Вычисляется истинна деформация в вершине дефекта:



10. Определяется число циклов до зарождения трещин по формуле:



11. Определение долговечности (остаточный ресурс) по зарождению трещины по формуле :

лет
На основании выполнения условий :

t_min > t_отб и Р₀ > Р_раб,

делается вывод о возможности дальнейшей безопасной эксплуатации трубопровода.

Номинальная толщина стенки, мм	Вид дефекта	Размеры дефекта, мм				Расчетная толщина стенки, мм
		длина	ширина	глубина	диаметр
8	язва	321	38	6.24	-	1.8
8	вмятина	-	-	2.88	19	5.1

Коэффициент концентрации напряжений при одиночных язвах можно определить

= 1+3,57 =1+3.57 =0.95

Коэффициент концентрации напряжений для вмятин определяется

=

=1+2.1 =2.15