Нагружение - трубопровод
Cтраница 4
 |
Типы трубрпроводов. [46] |
В настоящее время оценка прочности трубопроводов при совместном действии нагрузок производится по данным упругого расчета, предполагающего упругое поведение материала. Такой расчет справедлив, строго говоря, при упругом деформировании трубопровода. Между тем, в ряде случаев нагружение трубопровода за предел упругости допустимо. [47]
Не существует резкой границы между двумя состояниями стали: упругим и пластическим. Например, напряжение ОШСЕ, вызывающее остаточную деформацию 0 002 %, составляет значение, сравнимое с напряжением при рабочих режимах. Такая малая деформация не играет особой роли при статических режимах нагружения трубопроводов, но при количестве циклов нагружения более 1000 начинают накапливаться и оказывать разрушающее действие. [48]
Конструктивная схема линейной части стального трубопровода представляет собой тонкостенную цилиндрическую оболочку большой длины, ось которой - пространственная кривая. В общем случае, отдельные части оболочки могут находиться в грунте, имеющем разнообразные свойства по ее длине, на опорах, в виде провисающей нити, быть пригру-женными или закрепленными анкерами. Трубопровод может иметь на отдельных участках большие перемещения. В процессе нагружения трубопровода проявляется конструктивная нелинейность системы, например наличие или отсутствие связи с грунтом, а также физическая нелинейность грунта и материала трубы. [49]
Количество циклических изменений давления ( нагружений) нефтепровода главным образом зависит от количества переключений магистральных перекачивающих агрегатов на НПС. В первый ( начальный) период эксплуатации производительность перекачки нефти по нефтепроводу нарастает и возрастает количество вводимых в работу НПС и работающих агрегатов. Соответственно увеличивается количество переключений агрегатов по различным причинам. При этом качественно меняется режим нагружения трубопровода: сначала работают на НПС одиночные агрегаты, затем включаются вторые. Поэтому сначала перекачка по нефтепроводу прерывается чаще и отключения - только одиночные. Затем перерывов в перекачке становится все меньше, несмотря на увеличение одиночных отказов, так как перерывы возникают в основном только при двойных отключениях агрегатов на НПС. Количество таких отключений значительно меньше, чем одиночных. В конце начального периода одиночные отключения агрегатов практически не прерывают существенно процесс перекачки нефти по трубопроводу. Рабочее давление на выходе НПС равно 4 5 - 5 5 МПа и при двойном отключении агрегатов становится равным проходному от действия впереди работающей НПС. При одиночных отключениях агрегатов чаще становится падение давления от верхнего уровня до среднего ( 2 0 - 2 5 МПа), чем от среднего до нижнего. Последний случай, как правило, возникает при полной остановке перекачки нефти. [50]
Проведем исследование напряженно-деформированного состояния ( НДС) газопровода, который проходит над карстовой полостью и изгибается под действием собственного веса, веса содержащегося в нем газа и давления грунта, находящегося на трубе. Физико-механические свойства грунта, расположенного по краям полости, идентичны. Высота засыпки грунта на трубе в пределах карстовой полости и на прилегающих участках может быть переменной вследствие проседания или обрушения грунта в карстовую полость и просадки самой трубы по ее продольной координате. На рис. 7.1 изображены схемы нагружения трубопровода для трех случаев изменения вертикальной составляющей нагрузки. В них прямая СОА соответствует продольной оси трубы, находящейся над карстовой полостью, а прямые CD и АВ продольным осям трубы, расположенной в грунте. Так как нагружение газопровода вертикальной составляющей нагрузки симметрично относительно точки О, то достаточно решить задачу на участках ОА и АВ. Для каждого участка ОА и АВ введем локальную прямоугольную систему координат, начало отсчета находится в точках О и В, горизонтальная ось х совпадает с продольной осью трубы. Ось OY направлена по вертикали вверх трубы, а ось ОХ - перпендикулярно плоскости чертежа. Оси OX, OY, OZ образуют правую тройку векторов. [51]
Проведем исследование напряженно-деформированного состояния ( НДС) газопровода, который проходит над карстовой полостью и изгибается под действием собственного веса, веса содержащегося в нем газа и давления грунта, находящегося на трубе. Физико-механические свойства грунта, расположенного по краям полости, идентичны. Высота засыпки грунта на трубе в пределах карстовой полости и на прилегающих участках может быть переменной вследствие проседания или обрушения грунта в карстовую полость и просадки самой трубы по ее продольной координате. На рис. 7.1 изображены схемы нагружения трубопровода для трех случаев изменения вертикальной составляющей нагрузки. В них прямая СО А соответствует продольной оси трубы, находящейся над карстовой полостью, а прямые CD и АВ - продольным осям трубы, расположенной в грунте. Так как нагружение газопровода вертикальной составляющей нагрузки симметрично относительно точки О, то достаточно решить задачу на участках ОА и АВ. Для каждого участка ОА и АВ введем локальную прямоугольную систему координат, начало отсчета находится в точках О и В, горизонтальная ось х совпадает с продольной осью трубы. Ось OY направлена по вертикали вверх трубы, а ось ОХ - перпендикулярно плоскости чертежа. Оси OX, OY, OZ образуют правую тройку векторов. [52]
Различные нагрузки на магистральный трубопровод возникают при прокладке его в горах, так как в этом случае на напряженно-деформированное состояние его участков помимо Q06m и Qrp влияет и способ прокладки ( сверху вниз или снизу вверх), а также свойства грунта, который может воспринимать либо полностью, либо только частично вес труб, продукта и засыпки. Эти свойства грунта определяются прежде всего его максимальными углами трения. Эти условия нагружения трубопроводов относятся к случаям нарушения их эксплуатации и должны предупреждаться в ходе строительства. Поэтому в прочностном проектировании особые случаи нагружения трубопровода обычно не рассматриваются. [53]
При испытании на прочность строящихся трубопроводов выполняют два полных цикла нагружения трубопровода. Время выдержки трубопровода под регламентируемым давлением испытания на прочность составляет 1 ч в каждом цикле. При испытании на прочность действующих трубопроводов выполняют один полный цикл нагружения трубопровода. [54]
Страницы: 1 2 3 4