Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

1де / - момент инерции трубы и см; Д". - иеличнна выпучивания опоры в см; а - коэффициент (дли опорного сечения а = 4,3924, для сечоння в середине второго прилета от дефорлпгрующейся опоры а = 1,0192).

При расчете трубопровода по предельному состоянию (по пределу текучести металла) должно удовлетворяться следующее условие:

%р + „ + % + д<2. (11.5)

где A.j - расчет1Гое сопротивление металла трубы в кГ/см-.

Подставляя в формулу (11. 5) соответствующие значения а, получим

(11.6)

Отсюда допускаемая величина выпучивания опоры определяется формулой

1 -

2nji W

(11.7)

Обычно при надземной прокладке трубопровод в вертикальной плоскости на отдаленных участках делают прямым, а необходимые повороты, диктуемые рельефом местности, выполн.чют с помощью вставки гнутых труб или устройства косых стыков. В этом случае допускаемая величина выпучивания определяется формулой

2/?, - р

2т1 W

(11.8)

Если трубопровод на все виды вертикальных нагрузок работает как неразрезная конструкция, то максимальные изгибающие моменты возникают в опорных сечениях (рис. 11. 1, б). В этом случае расчетным является сечение на опоре 1, так как в нем будет такн;е максимальный момент при выпучивании опоры (рнс. И. 1, а).

Для такого случая коэффициент а принимают равным 4,3924, а грузовой коэффициент т) = 0,0833 q. Здесь q - полная расчетная равномерно распределенная вертикальная нагрузка. На рис. (И. 1, г) показана суммарная эпюра изгибающггх моментов от пучения опоры 1 и вертикальной нагрузкп.

Когда трубопровод при восприятии нагрузки от собственного веса работает как разрезная балка, а при действии остальных нагрузок как неразрезная конструкция с защемленными концами, мо-и;ет оказаться, что наибольшими будут пролетные моменты (рис. И. 1, в). При этом следует иметь в виду, что онорный момент от пучения опоры 1 Ma значительно больше пролетного момента Мер (рис. И. 1, а), поэтому сечение в середине пролета может оказаться расчетным лишь при большом значении пролетного изгибающего момента от вертикальных нагрузок. Вследствие этого максимальное значение суммарного пролетного момента получается по-

середине второго пролета, считая от деформируемой опоры 1, (рис. 11. 1, д). В этом случае коэффициент а принимают равным 1,0192, а грузовой коэффициент

П = 0,125 дтр + 0,0417 (<7из + <?прод 4- 0,9 длед),

где дтр, gus, 9прод. ?лед - расчетные нагрузки от собственного веса трубы, изоляции, веса продукта и обледенения. Второй расчет-

7-ццщщр " Г"

iiilliliiii

Рис. 11. 1. Эшорь! моментов в миогопролетной системе трубопровода. а-от выпучивания опоры 1: б-от вертикальных нагрузок при обеспечении неразрезности спстемы; в - от вертикальных нагрузок при разрезносгн системы на восприятие нагрузки от собственного веса и неразрезности системы для остальных нагрузок; г - от суммы нагрузок, указанных на риг. а и б; д -от суммы нагрузок, указанных на рис. айв.

ный случай будет иметь место при значительном собственном весе трубы по сравнению с остальными вертикальными пагрузкалга. Поэтому при расчете трубопровода как разрезного на восприятие нагрузок от собственного веса, так и неразрезного для остальных нагрузок его следует проверять также по онорному моменту (рис. 11. 1, д).

В этом (третьем расчетном) случае коэффициент а нрннимают равным 4,3924, а грузовой коэффициент

ц = 0,0833 (из + ?прод + 0,9длсд).

Если же допустить развитие пластических деформаций в опорных сечениях трубопровода, то последнюю проверку можно не делать. 14 Заказ 2185. 209

§ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЛЕТА МЕЖДУ ОПОРАМИ

Проанализируем формулу (11. 6). Изменение пролета между опорами I не оказывает влияния на величины напряжений от внутреннего давления вр и изгиба труб в вертикальной плоскости а о-Однако с увеличением пролета / возрастает напряжение в расчетном сечении от вертикальных нагрузок а и и уменьшаются напряжения от выпучивания опоры а д. Для определения оптимального расстояния между опорами, при котором величина выпучивания опоры Д имеет наибольшее значение, выпишем уравнение (11.7) в следующем виде:

a£Da aED„ [ 2б

aEUaW aEUQ

Приравниваем первую производную функцию А - f (1) нулю:

откуда

aED„

aED,i

8Г] /3

aED„W

aED,:

aED \ 26

S- - 1

2ED„

2ED„l a Q EDh

= 0,

так как 10, то

-1 -

oqEDk aEDaW 2ED„ 81

= 0,

Окончательно оптимальный пролет

опт -

В случае, когда Oq = О,

/опт =

2Л2-Р

/ Он [ 26

(11.9)

(И. 10)

Зная опт, по формуле (11. 11) можно определить максимально допустимую величину выпучивания опоры.

Дщах -

2Т1 пт aEUaW

(И. И)

Для облегчения расчетов построены различные графики. На рис. И. 2 приведены графики зависимости допустимых деформаций пучения опоры от пролета в многоиролетных системах трубопроводов при Од = 1 для труб различных диаметров. Зная диаметр тру-

«опровода, пролет между опорами I и напряжение, которое мож„ допустить от выпучивания опоры в данной системе! пользуясь Гр"

Рис. и. 2. Графики зависимости допустимых деформаций опор в многоиролетных системах трубопроводов для различных диаметров труб и пролетов при

о - при монтаже с обеспечением неря.з-резности конструкции; б - при монтаже, обеспечивающем разрезность конструкции на восприятие собственного веса.

slTis 20 2530J5 lo Issririoss

t;T.zZoiu

A = Aa,.

Сравнивая рпс. И. 2, а и П. 2, б, легко обнаружить, что при одинаковых пролетах трубопровода из одппх и тех же труб и при равных значениях напряжений, которые возникают от пучения опоры, деформация пучения опоры в многопролетнон системе трубопровода с обеспечением разрезности может быть значительно больше, чем в неразрезной системе.

= 720>9 --82010 = 920x11 =l020t?

Рис. И. 3. Графики зависимости продольных напряжений от внутреннего да

системах трубопроводов для раз

а - для газопроводов при монтаже с обеспечением нераареаности нонструипии; б - для га ного веса; в - для продуктопроводов при монтаже с обеспечением неразрезности кпнструк

восприятие соб

Для определения напряжения, которое может быть допущено в трубопроводе (работающем при давлении 55 кГ/см, от выпучивания опоры Од), можно воспользоваться графиками рис. И. 3. Зная диаметр трубопровода и пролет между опорами, в зависимости от конструктивной схемы газопровода (неразрезной или разрезной) (Гд определяется по формуле

б,кГ/см ШО

б,кГ/си чооо

S to 15 20 25 30 35 W IS 50 55

20 25

to 45 50 55 60

JO 35

вления в 55 kFjcm и вертикальных весовых нагрузок в MHOrjuponeTHHX личных диаметров труб и пролетов.

зопровпдов пр» монтаже, обеспечивающем разрезность конструкции на восприятие собствен-Цпи. г - для продуктопроводов при монтаже, обеспечивающем разрезюсть конструкции на ственного веса.