цукаывкавы. Строительство нефтепроводов на заболоченной территории Западной и Восточной

• Название: Строительство нефтепроводов на заболоченной территории Западной и Восточной
• Анкор: цукаывкавы
• Дата: 16.04.2022
• Размер: 0.59 Mb.
• Имя файла: TPU209649.docx
• Тип: Документы; #478054
• страница: 7 из 11

Полимерно-панельное балластирующее устройство (ППУ). Используется: для балластировки и обвалования трубопроводов при подземной и полузаглубленной прокладке; для погружения в грунт всплывшего участка трубопровода с образованием над ним грунтового валика.

Конструктивное решение. Устройство представляет собой две разборные рамки, собираемые в комплект устройства путем размещения элементов рамок в проушинах тканевой части устройства. Тканевая часть устройства состоит из двух неразъемных полотнищ, нижнее из которых служит иловым поясом, верхнее - площадкой для размещения грунта. Техническая ткань, применяемая для изготовления устройства, должна иметь положительное заключение АО "ВНИИСТ".

6. 
   Засыпка траншеи в болотистой местности
   

Трубопровод должен засыпаться непосредственно вслед за изоляционно- укладочными работами не позже трех суток после его укладки. Засыпка уложенного трубопровода грунтом из разровненного отвала производится поперечными проходами бульдозера [8].

Засыпку траншеи при значительной высоте отвала следует выполнять проходами бульдозера, направленными под углом к отвалу, с окончательной засыпкой и зачисткой прямыми поперечными проходами.

На болотах I и II типов засыпка траншей может выполняться бульдозерами на болотном ходу, роторными траншеезасыпателями, либо экскаватором-драглайном на уширенном или обычном ходу, перемещающимся по сланям на отвалах грунта. В зимнее время поверх мерзлого грунта устраиваться валик грунта.

2. 
   Расчетная часть
   

Таблица 11. Исходные данные:

Толщина изоляционной ленты Полилен МВ, мм Изоляция (обертка) двухслойная	0,63
Диаметр трубы, мм	530
Длина трубопровода L, км	200
Разность отметок Z, м	15
Средняя плотность р, т/м3	0,85
Давление насосной станции Р1, кг/см2	56
Давление в конце участка Р2, кг/см2	2
Толщина стенки о, мм	8
Вязкость v, см2/с	0,55
Шероховатость е, мм	0,2

2.1. Механический расчет

2.1.1. Определение толщины стенки трубопровода

Расчетная толщина стенки трубопровода 5 определяется по формуле:



(1)
_s_ ⁿ • Р • D

2 • (R + n • р) ’

где n - коэффициент надежности по нагрузке внутреннему рабочему давлению в трубопроводе;

р - рабочее давление, МПа;

D - наружный диаметр трубы, мм;

R - расчетное сопротивление растяжению, МПа.



= 6,25мм
_е 1.1-6,3 • 530

5 =—7 с

2 •(286,8 +1,1 6,3)

Полученное расчетное значение толщины стенки округляем до ближайшего большего по сортаменту, равного 5 = 8,0 мм.


При наличии продольных осевых сжимающих напряжений, толщина


стенки определяется из условий:

^П • Р • ^DH

2 • (R • ^ + n •


(2)


где ^ - коэффициент учитывающий двуосное напряженное состояние


труб, определяется по формуле:


IV

^ =. 1 - 0,75 •


l^anpN
.“RT,
k ¹ 7


где &_npN - продольное осевое сжимающее напряжение, МПа.


_ . n • p • D

а _ы = а . + а = -a,E • AZ + 0,3 —

npN npt npp t , &


(3)

(4)


где a_t - коэффициент линейного расширения металла труб;


At - расчетный температурный перепад;

E - модуль упругости стали.

a_npN =-1,2 • 10^-5 • 2,06 • 10⁵ • 50 + 0,3 •^1,1 = -56,812МПа;


1 - 0,75 •f 56812 f - 0,5 • 56812=0,8861.

k 286,8 J 286,8 ;

1,1-6,3 • 530

2 •(286,8 • 0,8861 +1,1 • 6,3)


= 7,03мм


Если мы примем эту толщину стенки трубы, то значение продольных осевых напряжений

a_npN =-1,2• 10^-5 • 2,06• 10⁵ • 50 + 0,3•^1,11,³?^515,94 = -47,3МПа


Тогда ^ =


1 -0,75Х³⁷³^ -0,5-⁴⁷³ = 0,907
k 286,8 J 286,8


S = — ,^ = 6.87мм < 8.0мм

2 •(286,8 • 0,907 + 1,Т 6,3)


1,1* 6,3 • 530



Толщину стенки труб следует принять не менее • D_M, но не менее 4мм

- для труб условным диаметром свыше 200мм:

—^ = ^^- = 3,78мм<8,0мм, 4мм<8мм.

140 140

Очевидно, что д = 8,0мм можно принять за окончательный результат.

2. 
   Проверка на прочность трубопровода в продольном направлении
   

Подземные трубопроводы проверяются на прочность в продольном направлении и на отсутствие пластических деформаций:

Прочность в продольном направлении проверяется по условию:

—_npN -продольные осевые напряжения от расчетных нагрузок и воздействий;

Т₂ - коэффициент, учитывающий двухосное напряжённое состояние металла труб, при растягивающих осевых напряжениях Т₂=1,0, при сжимающих определяется по формуле 6;

—_кц - кольцевые напряжения в стенке трубы от расчётного внутреннего




K.n| ^ ^Т2 ^{Х R}1,

(5)

(6)

(7)
давления:

1 -0,7sf—^к^'l -0,5—^к^,

IR1) R1

^ПР ^{Х P Х}Рвн

2 хд

1,1х6,3х514 _

- = 222,63МПа;

2 х 8,0





т

^А 2

1 - 0,75

222,63 Y

286,8 J

0,5222,63

286,8

= 0,352;

т Х R = 0,352 х 286,8 = 100,9536МПа

3. 
   Проверка на пластические деформации трубопровода
   

Для предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопроводов в продольном и кольцевом направлениях проверку производят по условиям:

|<| <Т₃ х ^m х ян, (8)

^{1 пр| 3} 0,9 х к_н

(9)

где ст'\. - максимальные суммарные продольные напряжения в трубопроводе от нормативных нагрузок и воздействий;

Т₃ - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при ст'_р< 0

Кольцевые напряжения от действия нормативной нагрузки - внутреннего

давления определяются следующим образом:














1 - 0,75

_н

^СТкц

P х D

вн

2х5 ’

(10)

^{6,3 х 514} = 202,4 МПа

2 х 8,0

А²

0,5

_н

^СТкц

—^m— х R Н 0,9 х к н ²

(11)

	( ^
1 - 0,75	202,4
	-АТ!, х 402 L 0,9 -1,05 )

I ^{х R2} J

2

т

¹ 3

202 4

⁰⁵ .75— =⁰,⁵¹⁸

, х 402

0,9 х1,05



где R -нормативное сопротивление металла трубы, принимаемое равным пределу текучести металла;

Условие по нормативным кольцевым напряжениям (9) выполняется:

202,4 < ^0,75 х 402 < 319,05 МПа

0,9 х1,05

Продольные напряжения а^ для полностью защемленного подземного трубопровода находятся из выражения:

где р^_п - минимальный радиус упругого изгиба оси трубопровода;

Е X D

^спр = ^^хс_И1 -^at^xExAt±- , (12)

2 x р

^pmin

Для положительного перепада температур At = 50⁰ С:

с". = 0,3 X 202.4 -1,2 X10^-5 x 2,06 x 10⁵ x 50 - ^{2,06 x10 X 530} =-131,7МПа

^пр 2 x1000

Для отрицательного перепада температур At = -50 °C

а'' = 0,3 x 202,4 +1,2 x 10^-5 x 2,06 x 10⁵ x 50 - ^{2,06 x10 x 530} = 105,5МПа;

^{пр , , , ,} 2 x1000 ^,

Условие (8) для положительного перепада температур:

131,7 < 0,445 x 402

131,7 < 178,89 - условие соблюдается.

Условие (8) для отрицательного перепада температур:

105,5 < 0,445 x 402

105,5 < 178,89 - условие соблюдается.

3. 
   Проверка устойчивости трубопровода против всплытия
   

D = D + 2 * 8 + 2 * 8 = 530 + 4 *1.26 + 4 *1.3 = 540.24 мм

из н из из

1=153900 см⁴=1.539* 10^-3 м⁴ момент инерции сечения трубы;

п₈=1.0 - коэффициент надежности по нагрузке для чугунных пригрузов;

к_{н в} = 1.15 - коэффициент надежности устойчивости положения трубопровода против всплытия для русловых участков;

q_B - расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод:

Я в = Y в * П * D 2з, ⁽¹³⁾

q_B = 10500 * ^3.14 * 0.54024² = 2405.65 ^Н;

4 м

Н

где у_в = 10500— - удельный вес воды;

м


q_H3r - расчетная нагрузка, обеспечивающая упругий изгиб трубопровода


соответственно рельефу дна траншеи и определяемая для вогнутых участков по формуле:


32 * E * I
^q изг =2 2"2 3 ’

9 * р ² * р³


(14)


q = ³²*2.¹*¹⁰¹¹М.539*^10-3 = 103.06 Н ,

9 * 0.10559² * 1000³ м


где E=2.1 * 10⁵ Мпа - модуль упругости материала трубы для стали; р=1000 м -радиус упругого изгиба трубопровода;


Р = 6°3 =0.10559 рад. - угол поворота оси трубопровода в вертикальной


плоскости на вогнутом рельефе;

q _тр - расчетный вес единицы длины трубопровода в воздухе с учетом


изоляции при коэффициенте надежности по нагрузке и_св = 0,95;


qтр = ⁽q_M + q.-)*ⁿс.в.,


q = (1030 + 98)*0.95 = 1071,6 ^Н, м


где q - нагрузка от собственного веса металла трубы;


П 9 9 х

qм = Yм *“* ^(Dk - ^Dвн ),


(15)


q = 78500*^3.14*(0.530² - 0.514²) = 1030^Н;

^Чм 4 ' ' м


Y =78500Д- - удельный вес металла, из которого изготовлены трубы ^м м³

(у_ = 78500Д- для стали); м

q - нагрузка от собственного веса изоляции;

qиз = (8и.п. * Ри.п. + 8об * Роб ) * ^kиз * ^П * ^Dн * g * ^и с.в. ,


(16)


q_ro =(1.26*10^-3 *1090 +1.3*10^-3 *1055)*2.3*3.14*0.530*9.81*0.95 = 98



к_из=2.3 - коэффициент, учитывающий величину нахлёста, при

двухслойной изоляции (обертке);

8_ИП =1.26 мм - толщина изоляционной ленты, для изоляционной ленты марки «Полилен МВ»;

р_ип = 1090 - плотность изоляционной ленты, для марки «Полилен

н.". м³

МВ»;

5_об=1.3 мм - толщина обертки, для марки «Полилен О»;

р_об=1055 — - плотность обертки, для марки «Полилен О»; м³

_ м _

g=9.81 — - ускорение свободного падения. с

Коэффициент С _x определяется в зависимости от числа Рейнольдса:


(17)
v, * D

Re = _2 ™

V


1*10 ⁶
Re = ⁰⁵⁴ * ^ft54024 = 2.92 *105

V =1.0 * 10 ⁶ м² - кинематическая вязкость воды;

v - средняя скорость течения воды в слое на уровне уложенного на дно подводной траншеи трубопровода;

^v2 = ^0.9 * ^vдон = ^0.9 * ^0.6 * Vпов ;

v₂ = 0.9 * 0.6 *1 = 0.54 ^м
с

где v ,v_n0B - донная и поверхностная скорость течения воды;

D - диаметр трубопровода с изоляцией;

С =1.0 - для офутерованных труб, при 10⁵ < Re < 10⁷;

C =0.66гидродинамический коэффициент.