на стінки труби:
, де (10.2)
- коефіцієнт надійності за навантаженням - внутрішньому тиску в газопроводі.
Поздовжні осьові напруги:
(10.3)
МПА, де
- коефіцієнт лінійного розширення металу труби, град - 1;
Е - змінний параметр пружності (модуль Юнга), МПа;
? t - розрахунковий температурний перепад, що приймається позитивним при нагріванні, 0С;
?=0,3 - змінний коефіцієнт поперечної деформації сталі (коефіцієнт Пуассона).
Знак «мінус» в результаті формули (10.2) вказує на наявність осьових стискаючих напруг, тому необхідно визначити коефіцієнт? 1, що враховує двовісне стан металу труб:
(10.4)
тоді товщина стінки труби:
, приймаємо? =0,010м
10.2 Перевірка міцності і деформації підземного газопроводу
Перевіряємо газопровід на міцність по умові:
, де (10.5)
- поздовжні осьові напруги
Кільцеві напруги, діючі тангенціально поверхні газопроводу:
МПа (10.6)
Коефіцієнт враховує двовісне напружений стан металу труб:
(10.7)
умова (10.5) виконується
Для перевірки за деформаціями знаходимо спочатку кільцеві напруги від дії нормативного навантаження - внутрішнього тиску:
МПа (10.8)
Коефіцієнт, враховує двовісне напружений стан металу труб:
(10.9)
Умова (10.10)
lt; 330 МПа умова виконується
Поздовжні напруги для повністю затисненого підземного газопроводу:
для позитивного температурного перепаду? t=+ 400С:
(10.11)
=- 88,8 МПа
для негативного температурного перепаду? t=- 400С:
(10.12)
=89 МПа
Перевіряємо виконання умови: (10.13)
Для позитивного температурного перепаду:
умова виконується
Для негативного температурного перепаду:
умова виконується.
10.3 Перевірка загальної стійкості підземного газопроводу в поздовжньому напрямку
Перевірка загальної стійкості підземного газопроводу в поздовжньому напрямку виконується за СНиП 2.05.06-85 * в площині найменшої жорсткості системи відповідно до умовою: (10.14)
Площа поперечного перерізу металу труби:
(10.15)
Еквівалентна поздовжнє осьове зусилля стиснення в прямолінійному або упругоізогнутом газопроводі, що виникає від дії двох розрахункових навантажень і впливів: внутрішнього тиску і позитивного перепаду температур:
, де (10.16)
- кільцеві напруги від розрахункового внутрішнього тиску, МПа
Осьовий момент інерції поперечного перерізу металу труби:
(10.16)
Навантаження від власної ваги металу труби:
, де (10.17)
с.в.- Коефіцієнт надійності по навантаженнях від дії власної ваги труби для підземних газопроводів
Навантаження від власної ваги ізоляції для підземних трубопроводів:
(10.18)
, де
с.в.- Коефіцієнт надійності по навантаженнях від дії ваги ізоляції; з - коефіцієнт, що враховує величину нахлеста;
? і.п.- Товщина ізолюючої плівки, мм;
? і.п.- Щільність ізолюючої плівки, кг/м3;
? об.- Товщина обгортки, мм;
? об.- Щільність обгортки, кг/м3.
Навантаження від ваги продукту, що знаходиться в газопроводі одиничної довжини: пр.=nс.в.100Р=0,95523Н/м, де (10.19) с.в.- Коефіцієнт надійності по навантаженнях від дії продукту, що знаходиться в газопроводі.
Навантаження від власної ваги газопроводу:
тр=qм + qіз + qпр=2365 + 43 + 523=2931 Н/м (10.20)
Середня питомий тиск на одиницю поверхні контакту газопроводу з грунтом:
(10.21)
, де
гр - коефіцієнт надійності за навантаженням від ваги грунту;
? гр - питома вага грунту, суглинок, кН/м3; - висота засипки від верхньої твірної газопроводу до поверхні грунту, м;
? гр - кут внутрішнього тертя грунту, град.
Граничні дотичні напруження по контакту газопроводу з грунтом:
? пр=ргрtg? гр + сГр=18999? tg200 + 15=6,93? 10-3 МПа (10.22)
Опір грунту поздовжнім переміщенням відрізка газопроводу одиничної довжини:
р0=ПДН? пр=3,14? 1,02? 6,93? 10-3=22,2? 10-3 МН/м (10.23)
Опір поперечним вертикальним переміщенням:
верт (10.24)
Для прямолінійних ділянок підземних газопроводів у разі пластичної зв'язку труби з грунтом поздовжнє критичне зусилля:
(10.25)
, де
р0 - опір грунту поздовжнім переміщенням відрізка газопроводу одиничної довжини, МН/м; - площа поперечного перерізу труби, м2;
Е - модуль пружності, МПа; - ...
