Проверка на прочность подземного трубопровода в продольном направлении

Проверку на прочность следует производить из условия:

;                                                  (2.2.1)

где σ_прN - продольное осевое напряжение, МПа, определяемое от расчетных нагрузок и воздействий:

                                                                            (2.2.2)

ψ₂ - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевых продольных напряжениях (σ_прN >0) принимаемый равным единице, при сжимающих (σ_прN <0) определяемый по формуле:

,                                   (2.2.3)

где σ_кц - кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления, МПа, определяемые по формуле:

                           МПа;                                                (2.2.4)

σ_кц =  = 293,88 МПа.

ψ₂ =  = 0,32.

Вычисляем комплекс

ψ₂*R₁=0,32*362,68 =116,05 МПа.

Так как |-154,5|>116,05, то условие прочности трубопровода не выполняется.

Берем ближайшее значение толщины стенки трубы по сортаменту δ=11,4 м.

σ_кц =  = 232,01 МПа.

ψ₂ =  = 0,515

Следовательно,

ψ₂*R₁=0,515*362,68 =186,78 МПа.

Так как |-154,5|<186,78, то условие прочности трубопровода выполняется.

Проверка на предотвращение недопустимых пластических деформаций

Для предотвращения недопустимых пластических деформаций подземных трубопроводов проверку необходимо производить по условиям:

;                                         (2.3.1)

;                                             (2.3.2)

где σ_пр^н - максимальные суммарные продольные напряжения в трубопроводе от нормативных нагрузок и воздействий, МПа;

ψ₃ - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих продольных напряжениях (σ_пр^н >0) принимаемый равным единице, при сжимающих (σ_пр^н <0) определяемый по формуле:

;                       (2.3.3)

где, R₂^н - нормативное сопротивление сжатию металла труб и сварных соединений, принимается равным минимальному значению предела текучести σ_тек = R₂^н,МПа;

σ_кц^н - кольцевые напряжения от нормативного (рабочего) давления, МПа, определяемые по формуле:

 МПа;                           (2.3.4)

σ^н_кц =  = 218,18 МПа.

Максимальные суммарные продольные напряжения σ_пр^н определяются от всех (с учетом их сочетания) нормативных нагрузок и воздействий с учетом поперечных и продольных перемещений трубопровода в соответствии с правилами строительной механики. В частности, для прямолинейных и упруго-изогнутых участков трубопровода при отсутствии продольных и поперечных перемещений трубопровода, просадок и пучения грунта максимальные суммарные продольные перемещения от нормативных нагрузок и воздействий - внутреннего давления, температурного перепада и упругого изгиба определяются по формуле:

;                               (2.3.5)

где Rи, м - минимальный радиус упругого изгиба оси трубопровода.

                                           ; МПа;

                                            ; МПа.

Проверку выполняем по наибольшим по абсолютному значению продольным напряжениям σ_пр^н, МПа.

σ^н_пр1 =  = - 64,8 МПа.

σ^н_пр2=  = -312 МПа.

ψ₃=  = 0,63.

Вычисляем комплекс МПа;

 МПа;

=  = 390 МПа.

= 0,63*  = 245,7 МПа.

Так как |-64,8|<245,7 и 218,18<390, т.е. неравенство выполняется, то следовательно, недопустимые пластические деформации трубопровода отсутствуют.