ВЫБОР КОНКУРИРУЮЩИХ ДИАМЕТРОВ ТРУБ ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 7Следующая ⇒ Утечки перекачиваемой нефти даже через небольшие трещины, образующиеся в трубопроводе, загрязняют окружающую среду и приводят к экономическому ущербу. Разрывы трубопроводов больших диаметров могут нанести значительный экономический и социальный ущерб. Поэтому к трубам предъявляются жесткие требования. По способу изготовления трубы для магистральных трубопроводов подразделяются на бесшовные, сварные с продольным швом и сварные со спиральным швом. Бесшовные трубы применяются для трубопроводов диаметром до 426 мм. Обычная область применения сварных труб – трубопроводы диаметром 530 мм и выше. Трубы диаметром до 530 мм изготавливают из спокойных и полуспокойных углеродистых сталей. Для изготовления труб диаметром до 1020 мм применяют спокойные и полуспокойные низколегированные стали. Трубы больших диаметров изготавливают из низколегированных сталей в термически или термомеханически упрочненном состоянии. Металл труб не должен иметь трещин, расслоений, закатов. Наиболее часто используемые марки сталей для трубопроводов: 17Г1С, 17ГС, 14ХГС, 17ХГС и др. Трубы выбираем согласно ГОСТ 20295-85 «Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов» и ТУ 14-3-1573-96. Для нахождения оптимального диаметра трубопровода кроме диаметра, рекомендованного [1] для заданной пропускной способности, принимается еще два диаметра (соседних) - больший и меньший рекомендуемого. Для каждого из них производится технологический и экономический расчет, по которым после сопоставления вариантов выбирается оптимальный.   Ориентировочные значения диаметров трубопровода и давлений на станциях в зависимости от пропускной способности трубопроводов Таблица 4 НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДЫ	НЕФТЕПРОВОДЫ
Наружный диаметр мм	Давление МПа	Производительность млн. т/год	Наружный диаметр мм	Давление МПа	Производительность млн. т/год
219 273 325 377 426 529	9-10 7, 5-8, 5 6, 7-7, 5 5, 5-6, 5 5, 5-6, 5 5, 5-6, 5	0, 7-0, 9 1, 3-1, 6 1, 8-2, 2 2, 5-3, 2 3, 5-4, 8 6, 5-8, 5	529 720 820 920 1020 1220	5, 4-6, 5 5-6 4, 8-5, 8 4, 6-5, 6 4, 6-5, 6 4, 4-5, 4	6-8 14-18 22-26 32-36 42-50 70-78

 

Используя таблицу 4, принимаем:

Конкурирующие диаметры труб

Таблица 5

Наружный диаметр, мм	Давление, МПа
D1 = 720	5-6
D2 = 820	4, 8-5, 8
D3 = 1020	4, 6-5, 6

 

МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

 

По каждому из выбранных диаметров мы определяем расчетную толщину стенки  по следующей формуле

                                                (7)

где n – коэффициент надежности по нагрузке (внутреннему рабочему давлению в трубопроводе);

р – рабочее (нормативное) давление, МПа;

D_н – наружный диаметр трубы, см;

R₁ – расчетные сопротивления растяжению, МПа.

В соответствии с [1] толщину стенки труб следует принимать не менее 1/140 D_н, но не менее 3 мм для труб условным диаметром 200 мм и менее, и не менее 4 мм - для труб условным диаметром свыше 200 мм.

Увеличение толщины стенки при наличии продольных осевых сжимающих напряжений по сравнению с величиной, полученной по формуле (7), должно быть обосновано технико-экономическим расчетом, учитывающим конструктивные решения и температуру транспортируемого продукта.

Полученное расчетное значение толщины стенки трубы округляется до ближайшего большего значения, предусмотренного государственными стандартами или техническими условиями. При этом минусовой допуск на толщину стенки труб не учитывается.

В соответствии с диаметром трубы, выбираем марку стали, из которой эти трубы изготавливают (таблица 6).

 

Марка стали для труб имеющихся диаметров

Таблица 6

Наружный диаметр труб, мм	Марка стали	Предел прочности, не менее, МПа
720	17ГС	510
820	17Г2СФ	540
1020	16Г2САФ	590

 

Коэффициент надежности по нагрузке выбирается в соответствии с [1]:

-  для нефте- и нефтепродуктопроводов, работающих по системе из «насоса в насос»;

- – во всех остальных случаях.

 

В нашем случае принимаем .

Расчётное сопротивление металла трубы и сварных соединений R₁ определяем по формуле:

                                      (8)

где R₁^н – нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений, определяемое из условия работы на разрыв, равное минимальному пределу прочности ;

m – коэффициент условий работы трубопровода, принимаемый по таблице 7.1 с учётом классификации таблицы 7.2;

k₁ – коэффициент безопасности по материалу, принимаемый по таблице 7.3.

k_n - коэффициент надёжности.

 

В соответствии с [1] выбираем коэффициент условия работы по следующим таблицам:

 

Значения коэффициентов условий работы трубопровода m

Таблица 7.1

Категории магистральных трубопроводов	I	II	III	IV
Значения коэффициента m	0, 75	0, 75	0, 9	0, 9

 

Классификация магистральных трубопроводов по категориям

Таблица 7.2

Назначение магистрального трубопровода	Категория трубопровода
Для транспортировки природного газа: Диаметром менее 1200 мм Диаметром 1200 мм и более	IV III
Для транспортировки нефти или нефтепродуктов: Диаметром менее 700 мм Диаметром 700 мм и более	IV III

 

Принимаем .

 

Значения коэффициента безопасности по материалу k₁

Таблица 5.3

Характеристика труб	k1
Термически упрочнёные трубы (закалённые и отпущенные в трубе или листе); из низколегированной стали, прокатанной по регулируемому режиму	1, 34
Горячеправленые (по режиму нормализации), термически упрочнённые (закалённые и отпущенные в трубе или листе), из нормализованной улучшенной низколегированной стали, из стали, прокатанной по регулируемому режиму	1, 4
Спиральношовные из горячекатанной низколегированной стали, сваренные в три слоя, и прямошовные экспандированные трубы из нормализованной листовой стали, сваренные двусторонним швом дуговым методом	1, 47
Прямошовные экспандированные и спиральношовные из горячекатанной низколегированной и углеродистой стали. Бесшовные трубы.	1, 57

 

Соответственно коэффициент безопасности по материалу принимаем:

- для D₁ = 720 мм – k₁ = 1, 47

- для D₂ = 820 мм – k₁ = 1, 47

- для D₃ = 1020 мм – k ₁ = 1, 47

Коэффициент надежности принимаем по [1]

 

Значение коэффициента надежности по назначению

Таблица 5.4

Условный диаметр трубопровода, мм

Значение коэффициента надежности по назначению трубопровода kн ⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒ Поделиться:

Последнее изменение этой страницы: 2019-04-09; Просмотров: 360; Нарушение авторского права страницы