Проверка общей устойчивости трубопровода

Для глинистого грунта принимаем С_гр=20 кПа, φ_гр=16⁰, γ_гр=16800 Н/м³ по таблице 4.3 источника [1, стр.112].

Находим внутренний диаметр по формуле (2), площадь поперечного сечения металла трубы и осевой момент инерции:

 

0,04176 м² (31)

2,61·10^-3 м⁴ (32)

 

Продольное осевое усилие в сечении трубопровода найдем по формуле:

 

 (33)

6843651 Н

 

Нагрузка от собственного веса металла трубы по формуле:

 

 (34)

 

где n_{c. в.} - коэффициент надежности по нагрузкам от действия собственного веса, равный 1,1; γ_м - удельный вес металла, из которого изготовлены трубы, для стали γ_м = 78500 Н/м³; D_н, D_вн - соответственно наружный и внутренний диаметры трубы.

 

3114,17 Н/м.

 

Нагрузка от веса нефти, находящегося в трубопроводе единичной длины:

 

9615,493 Н/м; (35)

 

Нагрузка от собственного веса изоляции для подземных трубопроводов:

 

 (36)

 

где K_ип, К_об - коэффициент, учитывающий величину нахлеста, для мастичной изоляции K_ип=1; при однослойной изоляции (обертке) K_ип (K_об) =2,30;

δ_ип, ρ_ип - соответственно отлщина и плотность изоляции;

δ_об, ρ_об - соответственно отлщина и плотность оберточных материалов;

Для изоляции трубопровода лентой и оберткой “Полилен” (толщина δ_ип=δ_об=0,635 мм, плотность ленты “Полилен” ρ_ип=1046 кг/м³, плотность обертки “Полилен” ρ_ип=1028 кг/м³) имеем:

 

108,14 Н/м.

 

Таким образом, нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемой нефтью определится по формуле:

 

12837,8 Н/м;

 

Среденее удельное давление на единицу поверхности контакта трубопровода с грунтом найдем по формуле:

 

 (37)

 

где n_гр - коэффициент надежности по нагрузке от веса грунта, принимаемый равным 0,8;

γ_гр - удельный вес грунта, для глины γ_гр=16800 H/м³;

h₀ - высота слоя засыпки от верхней образующей трубопровода до поверхности грунта;

q_тр - расчетная нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода;

 

18359,15 Па;

 

Сопротивление грунта продольным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины по формуле:

 

 (38)

96782,87 Па;

 

Сопротивление вертикальным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины определим по формуле:

 

 (39)

28105,68 Па;

 

Продольное критическое усилие для прямолинейных участков в случае пластической связи трубы с грунтом находим по формуле:

 

 (40)

21,053М;

 

Находим произведение: 3,55МН;

Получили 6,84 < 21,053 MH - условие общей устойчивости выполняется. Продольное критическое усилие для прямолинейных участков трубопроводов в случае упругой связи с грунтом:

 

,

 

(41)

где k₀ = 25 МН/м³ - коэффициент нормального сопротивления грунта, или коэффициент постели грунта при сжатии.

 

256,114 МН;

230,5 МН;

6,84 < 230,5

 

В случае упругой связи трубопровода с грунтом общая устойчивость трубопровода в продольном направлении обеспечена.

Заключение

 

В процессе выполнения курсового проекта нами были решены конкретные индивидуальные задачи с привлечением комплекса знаний, полученных при изучении профильных дисциплин.

В ходе выполнения работы провели гидравлический расчет нефтепровода по исходным данным, осуществили проверку прочности и устойчивости подземного участка, определили количество и размещение насосных станций.

Список литературы

 

1. Тугунов П.И., Новоселов В.Ф., Коршак А.А., Шаммазов А.М. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. Учебное пособие для ВУЗов. - Уфа: ООО “Дизайн-ПолиграфСервис", 2002. - 658 с.

2. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 52 с.

3. Кабин Д.Д., Григоренко П.П., Ярыгин Е.Н. Типовые расчеты при сооружении трубопроводов. - М.: Недра. 1995. - 246 с.

4. Трубопроводный транспорт нефти: Учебник для вузов: В 2 т. / Г.Г. Васильев, Г.Е. Коробков, А.А. Коршак и др.; Под ред. С.М. Вайнштока. - М.: Недра, 2002.