Примеры определения напряжений в трубопроводах бесканальной прокладки от сейсмических воздействий
Для некоторых частных случаев наибольшие деформации трубопровода определяются по следующим формулам:
− для участка бесконечно длинной прямой трубы, без неподвижных опор, поворотов и ответвлений, при отсутствии проскальзывания трубы относительно окружающего грунта (рисунок К.1, а):
| (К.1) |
; 
; 
;
; 
; 
;− деформация участка бесконечно длинной трубы, без неподвижных опор, поворотов и ответвлений, с учетом проскальзывания трубы относительно окружающего грунта (трения) при прохождении продольной волны (рисунок К.1, б):
| (К.2) |
;− деформация участка бесконечно длинной прямой трубы с одной неподвижной опорой (или с одним ответвлением, поворотом трассы без учета их собственной податливости), с учетом проскальзывания трубы относительно окружающего грунта (трения) при прохождении продольной волны (рисунок К.1, в, г, д):
| (К.3) |
;− деформация участка бесконечно длинной прямой трубы с двумя неподвижными опорами (или ответвлениями, поворотами трассы), расположенными на расстоянии половины длины волны 
с учетом проскальзывания трубы относительно окружающего грунта (трения) при прохождении продольной волны (рисунок К.1, е):
| (К.4) |
,где 
. 
, 
‑ максимальные относительные деформации трубы при прохождении соответственно P, S и R-волн под наиболее невыгодным углом к оси трубопровода;
, 
, 
‑ максимальная кривизна (изгибная деформация) трубы при прохождении соответственно P, S и R-волн под наиболее невыгодным углом к оси трубопровода.
Расчеты всех остальных схем трубопровода следует производить согласно 16.5.4.
При расчете по формулам (К.3), (К.4) для схем с поворотом трассы или ответвлением (рисунок К.1, г, д) не учитываются дополнительные напряжения от изгибающих моментов, возникающих в местах поворота трассы и в ответвлениях, которые могут существенно увеличить значения напряжений. Поэтому формулы (К.3), (К.4) при практических расчетах допускается использовать исключительно для участков трубопроводов с неподвижными опорами.
В качестве примера рассмотрим трубопровод без изоляции со следующими параметрами: 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
. Максимальные напряжения будут равны:
4. для участка бесконечно длинной прямой трубы, без неподвижных опор, поворотов и ответвлений, при отсутствии проскальзывания трубы относительно окружающего грунта при прохождении продольной волны:
| (К.5) |
;5. для участка бесконечно длинной трубы, без неподвижных опор, поворотов и ответвлений, с учетом проскальзывания трубы относительно окружающего грунта (трения) при прохождении продольной волны:
| (К.6) |
;6. для участка бесконечно длинной трубы с одной неподвижной опорой (или с одним ответвлением, поворотом трассы без учета их собственной податливости) с учетом проскальзывания трубы относительно окружающего грунта (трения) при прохождении продольной волны:
| (К.7) |
;7. для участка бесконечно длинной прямой трубы с двумя неподвижными опорами (или ответвлениями, поворотами трассы), расположенными на расстоянии половины длины волны с учетом проскальзывания трубы относительно окружающего грунта (трения) при прохождении продольной волны:
| (К.8) |
.
1 Расчетные схемы трубопровода на сейсмические воздействия
Библиография
[1] | Государственный стандарт России | Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования |
[2] | Государственный стандарт России | Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер |
[3] | Государственный стандарт России | Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений |
[4] | Государственный стандарт России | Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты с рубашками |
[5] | Государственный стандарт России | Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение напряжений в местах пересечений штуцеров с обечайками и днищами при воздействии давления и внешних нагрузок на штуцер |
[6] | Государственный стандарт России | Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты, работающие с сероводородными средами |
[7] | Государственный стандарт России | Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия, Госстрой России, , М., 2004 |
[8] | Государственный стандарт России | Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на не вращающихся частях. Часть 3. Промышленные машины номинальной мощностью более 15 кВт и номинальной скоростью от 120 до 15000 мин-1. Госстандарт России, 1999 |
[9] | Государственный стандарт России | ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности |
[10] | Государственный стандарт России | ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения |
[11] | Государственный стандарт России | Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Pу от 0.1 до 20.0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Типы. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей |
[12] | Государственный стандарт России | Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Pу от 0.1 до 20.0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Общие технические требования |
[13] | Государственный стандарт России | Фланцы литые из серого чугуна на Pу от 0.1 до 1.6 МПа (от 1 до 16 кгс/см2). Конструкции и размеры |
[14] | Государственный стандарт России | Фланцы литые из ковкого чугуна на Pу от 1.6 до 4.0 МПа (от 16 до 40 кгс/см2). Конструкции и размеры |
[15] | Государственный стандарт России | Фланцы литые стальные на Pу от 1.6 до 20.0 МПа (от 16 до 200 кгс/см2). Конструкции и размеры |
[16] | Государственный стандарт России | Фланцы стальные плоские приварные на Pу от 0.1 до 2.5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2). Конструкции и размеры |
[17] | Государственный стандарт России | Фланцы стальные приварные встык на Pу от 0.1 до 20.0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Конструкции и размеры |
[18] | Государственный стандарт России | Фланцы стальные свободные на приварном кольце на Pу от 0.1 до 2.5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2). Конструкции и размеры |
[19] | Государственный стандарт России | Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов |
[20] | Методические указания | Методические указания по расчетной оценке и снижению динамических воздействий на конструкции технологического оборудования. Миннефтехимпром СССР |
[21] | Методические рекомендации | Метод расчета сложных пространственных конструкций в области низших форм колебаний, Госстандарт СССР |
[22] | Отраслевой стандарт ОСТ 86 | Техника криогенная и криогенно-вакуумная. Сосуды и камеры. Нормы и методы расчета на прочность, устойчивость и долговечность сварных конструкций |
[23] | Отраслевой стандарт ОСТ 75 | Изделия криогенного машиностроения. Общие технические требования |
[24] | Правила промышленной безопасности | Правила устройства и безопасной эксплуатации компрессорных установок с поршневыми компрессорами, работающими на взрывоопасных и вредных газах, ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», Москва, 2003 |
[25] | Правила промышленной безопасности | Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности, ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», Москва, 2004 |
[26] | Правила промышленной безопасности | Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических |
[27] | Правила промышленной безопасности | Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления, ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», Москва, 2003 |
[28] | Правила и нормы в атомной энергетике | Правила и нормы в атомной энергетике. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок, «Энергоатомиздат», Москва, 1989 |
[29] | Руководящий технический материал РД РТМ | Детали трубопроводов на давление свыше 10 до 100 МПа, 1978 |
[30] | Республиканские строительные нормы РСФСР | Инженерные изыскания для строительства. Сейсмическое микрорайонирование. Нормы производства работ |
[31] | Республиканские строительные нормы РСФСР | Инженерные изыскания для строительства. Сейсмическое микрорайонирование. Технические требования к производству работ |
[32] | Республиканские строительные нормы РСФСР | Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству геофизических работ. Сейсморазведка |
[33] | Руководящий технический материал РТМ 24.038.12-72 | Выбор упругих опор для трубопроводов тепловых и атомных электростанций |
[34] | Руководящий технический материал | Указания по расчету на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов, Минтопэнерго России, Москва, 1994 |
[35] | Руководящий документ Госгортехнадзора России | Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды, ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», Москва, 2001 |
[36] | Стандарт организации «Ростехэкспертиза» | Центробежные насосные и компрессорные агрегаты опасных производств. Эксплуатационные нормы вибрации. НПЦ «Динамика», Ассоциация «Ростехэкспертиза», Москва, 2005 |
[37] | Стандарт организации «Ростехэкспертиза» | Расчет на прочность сосудов и аппаратов |
[38] | Стандарт организации «Ростехэкспертиза» | Технологические трубопроводы нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности. Требования к устройству и эксплуатации |
[39] | Стандарт организации «Ростехэкспертиза» | Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов |
[40] | Проект национального стандарта | Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на сейсмические воздействия |
[41] | Инструкция | Инструкция по проектированию технологических трубопроводов из пластмассовых труб, Госстрой России, М., 1999 |
[42] | Пособие НПО «Пластик» Минхимпрома СССР | Пособие по проектированию трубопроводов из пластмассовых труб (к СН 550-82), 1984 |
[43] | Строительные нормы и правила | Строительная климатология |
[44] | Свод правил | Проектирование и монтаж трубопроводных систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования |
[45] | Территориальные строительные нормы Краснодарского края СНКК | Строительство в сейсмических районах Краснодарского края |
[46] | Свод правил | Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* |
[47] | Свод правил | Мосты и трубы. Актуализированная |
[48] | Свод правил | Газораспределительные системы. Актуализированная редакция |
[49] | Свод правил | Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81* |
[50] | Стандарт Американского института нефти (American Petroleum Institute) API-610 | Центробежные насосы для нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности (Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries) |
[51] | Справочное пособие | Айнбиндер магистральных и промысловых трубопроводов на прочность и устойчивость |
УДК | МКС | |
Ключевые слова: технологические трубопроводы, полимерные трубопроводы, криогенные трубопроводы, трубопроводы высокого давления, расчеты на прочность, сейсмические воздействия | ||
Председатель МТК | ||
Ответственный секретарь МТК | ||
Руководитель разработки: заместитель директора Трубопровод» | ||
Исполнитель: старший научный сотрудник Трубопровод» |
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 |
