СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

 

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

СНиП 2.04.12-86

ИЗДАНИЕ ОФИЦИАЛЬНОЕ

 

РАЗРАБОТАНЫ ВНИИСТ Миннефтегазстроя (канд. техн. наук В. В. Рождественский-руководитель темы канд. техн. наук В./7 Черний )

ВНЕСЕНЫ Миннефтегазстроем

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главтехнормированием Госстроя СССР (И. В. Сессин)

С введением в действие СНиП 2.04.12-86 "Расчет на прочность стальных трубопроводов"  утрачивают силу "Указания по расчету стальных трубопроводов различного назначения" (СН 373-67),

При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале „Бюллетень строительной техники", „Сборника изменений к строительным нормам и правилам" Госстроя СССР и информационном указателе „Государственные стандарты СССР" Госстандарт.

Государственный комитет СССР	Строительные нормы и правила	СНиП 2.04.12-86
по делам строительства (Госстрой СССР)	Расчет — прочность стальных трубопроводов	Взамен СН 373-67

 

Настоящие нормы распространяются на стальные трубопроводы (в дальнейшем — трубопроводы) различного назначения условным диаметром до 1400 мм включ., предназначенные для транспортирования жидких и газообразных сред давлением до 10 МПа (100 кгс/см²) и температурой от минус 70 до плюс 450 °С включ., и устанавливают требования к расчету их на прочность.

Настоящие нормы не распространяются на магистральные и промысловые газо и нефтепроводы, технологические и шахтные трубопроводы на трубопроводы, работающие под вакуумом и испытывающие динамические воздействия транспортируемой среды, трубопроводы особого назначений (атомных установок, передвижных агрегатов, гидро и пневмотранспорта и др. ), а также на трубопроводы, для которых проектирование или расчет на прочность регламентируется "Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды", утвержденными Госгортехнадзором СССР, и другими нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1 .1 . Для трубопроводов следует применять трубы и соединительные детали, отвечающие требованиям государственных стандартов и технических условий, утвержденных в установленном порядке, что должно быть подтверждено сопроводительным документом (паспортом или сертификатом). При отсутствии указанного документа соответствие труб и сое­динительных деталей требованиям государственных стандартов или технических условий должно быть подтверждено испытанием их образцов в объеме, определяемом нормативными документами на соответствующие трубопроводы.

1.2 . Расчет трубопроводов на прочность производится по методу предельных состояний и включает определение толщин стенок труб, тройников, переходов, отводов и заглушек, определение допустимых пролетов трубопроводов, проведение поверочного расчета принятого конструктивного решения трубопровода.

1 .3. Поверочный расчет трубопроводов следует производить на неблагоприятные сочетания нагрузок и воздействий для конкретно принятого конструктивного решения с оценкой прочности и устойчивости продольных и поперечных сечений рассматриваемого трубопровода.

1.4 . Буквенные обозначения величин в формулах, приведенных в настоящих нормах указаны в обязательном приложении 1.

 

НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

 

2 .1 . Расчет трубопроводов на прочность следует выполнять с учетом нагрузок и воздействий, возникающих при их сооружении, испытании и эксплуатации.

Расчетные нагрузки, воздействия и их возможные сочетания необходимо принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

2.2 . Коэффициенты надежности по нагрузке g_fi, следует принимать по табл.1.

2.3 . Нормативные нагрузки от собственного веса трубопровода, арматуры и обустройств изоляции, от веса и давления грунта необходимо принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

2 .4. Нормативное значение воздействия от предварительного напряжения трубопровода (упругий изгиб по заданному профилю, предварительная растяжка компенсаторов при надземной прокладке и др. ) надлежит определять по принятому конструктивному решению трубопровода.

2.5 . Нормативное значение давления транспортируемой среды устанавливается проектом.

2.6 . Нормативную нагрузку от веса транспортируемой среды на единицу длины трубопровода следует определять по формулам:

для жидкой среды

 

                                          (1)

 

для газообразной среды

 

                                         (2)

 

2.7 . Нормативный температурный перепад в трубопроводе надлежит принимать равным разнице между максимально или минимально возможной температурой стенок трубопровода в процессе эксплуатации и наименьшей или наибольшей температурой, при которой фиксируется расчетная схема трубопровода.

2.8. Нормативную снеговую нагрузку на единицу длины горизонтальной проекции надземного трубопровода n_sn надлежит определять по формуле

                                      (3)

 

Внесены Миннефтегазстроем

Утверждены постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 7 апреля 1986 г. № 41

Срок введения в  действие 1 января 1987 г.

 

 

Нагрузка  и воздействия			Способ прокладки трубопровода		Коэффициент надежности по нагрузке
вид	шифр i	характеристика	подзе-мный	надземный	gfi
Постоянные	1	Собственный вес трубопровода, ар­матуры и обустройств	+	+	1,1 (0,95)
	2	Вес изоляции	+	+	1,2
	3	Вес и давление грунта (засыпки, насыпи)	+	—	1,2 (0,8)
	4	Предварительное напряжение трубо­провода (упругий изгиб по задан­ному профилю, предварительная растяжка компенсаторов и др.) и гидростатическое давление воды	+	+	1,0
Временные длитель­ные	5	Внутреннее давление транспортиру­емой среды: газообразной	+	+	1.1
	6	жидкой	+	+	1,15
	7	Вес транспортируемой среды: газообразной	+	+	1,1 (1,0)
	8	жидкой	+	+	1.0 (0.95)
	9	Температурный перепад металла стенок трубопровода	+	+	1,1
	10	Неравномерные деформации грунта, не сопровождающиеся изменением его структуры (осадки, пучения и др.)	+	+	1,5
Кратковре- менные	11	Снеговая	—	+	1,4
	12	Гололедная	—	+	1,3
	13	Ветровая	—	+	1,2
	13а	Транспортирование отдельных сек­ций. сооружение трубопровода, ис­пытание и пропуск очистных уст­ройств	+	+	1,0
Особые	14	Сейсмические воздействия	+	+	1,0
	15	Нарушение технологического про­цесса, временные неисправности или поломка оборудования	+	+	1,0
	16	Неравномерные деформации грунта, сопровождающиеся изменением его структуры (селевые потоки и ополз­ни; деформации земной поверхнос­ти в районах горных выработок и карстовых районах; деформации просадочных грунтов при замачива­нии или вечномерзлых при оттаива­нии и др.)	+	+	1,0

 

Примечания: 1. Знак „+" означает, что нагрузки и воздействия следует учитывать, знак „—" — не учитывать.

2. Значения коэффициентов надежности по нагрузке, указанные в скобках, должны приниматься в тех случаях, когда уменьшение нагрузки ухудшает условия работы трубопровода.

3. Когда по условиям испытания или эксплуатации в трубопроводах, транспортирующих газообразные среды, возможно полное или частичное заполнение внутренней полости их водой или конденсатом, а в трубопроводах, транспортирующих жид­кие среды, — попадание воздуха или опорожнение их, необходимо учитывать изменение нагрузки от веса среды.

 

Вес снегового покрова s следует принимать по СНиП 2.01.07-85.

2.9. Нормативную нагрузку от обледенения на единицу длины надземного трубопровода n_in сле­дует определять по формуле

 

                              (4)

 

где t_i— толщину слоя и g_i — объемный вес гололеда необходимо принимать по СНиП 2.01.07-85.

2.10. Нормативную ветровую нагрузку на еди­ницу длины надземного трубопровода w_n дейст­вующую перпендикулярно его осевой вертикаль­ной плоскости, следует определять по формуле

 

                           (5)

 

где статическую w_stc и динамическую w_dyn состав­ляющие ветровой нагрузки следует определять по СНиП 2.01.07-85, при этом значение w_dyn необхо­димо определять как для сооружения с равномерно распределенной массой и постоянной жесткостью.

2.11. Нормативные значения нагрузок и воздейст­вий, возникающих при транспортировании отдель­ных секций, при сооружении трубопровода, испыта­нии и пропуске очистных устройств, следует уста­навливать проектом в зависимости от способов про­изводства этих работ и проведения испытаний.

2.12. Сейсмические воздействия на надземные и подземные трубопроводы надлежит принимать со­гласно СНиП ІІ-7-81.

2.13. Нагрузки и воздействия, вызываемые рез­ким нарушением процесса эксплуатации, временной неисправностью и поломкой оборудования, следует устанавливать проектом в зависимости от особен­ностей технологического режима эксплуатации.

2.14. Нагрузки и воздействия от неравномерных деформаций грунта (осадок, пучения, селевых пото­ков, оползней, воздействий горных выработок, карстов, замачивания просадочных грунтов, оттаи­вания вечномерзлых грунтов и т. д.) надлежит оп­ределять на основании анализа грунтовых условий и их возможного изменения в процессе строительст­ва и эксплуатации трубопроводов.

2.15. Нормативные нагрузки и коэффициенты на­дежности по нагрузке от подвижного состава желез­ных и автомобильных дорог следует определять со­гласно СНиП 2.05.03-84.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

 БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН

А, А_u, А_y— коэффициенты нагруженности по­перечного сечения трубопровода;

Е_t — модуль упругости материала трубо­провода при температуре эксплуа­тации;

М₁, М₂, М_1y,M_2y —расчетные изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в рассматриваемом по­перечном сечении трубопровода;

N, N_u, N_y — расчетные продольные усилия в рас­сматриваемом сечении трубопрово­да;

R_g- газовая постоянная;

R_un, R_yn— нормативные сопротивления мате­риала труб и соединительных дета­лей соответственно по временному сопротивлению и пределу текучес­ти;

R_u, R_y—расчетные сопротивления материа­ла труб и соединительных деталей соответственно по временному соп­ротивлению и пределу текучести;

Т, Т_u, Т_y — расчетные крутящие моменты в рассматриваемом поперечном сече­нии трубопровода;

Т_t— температура транспортируемой га­зообразной среды, К;

b_mai, b_lat— ширина накладок соответственно магистральной части и ответвления тройникового соединения;

d— условный диаметр трубопровода;

d_e — наружный диаметр труб и соеди­нительных деталей;

d_e1, d_e2— наружный диаметр соответственно магистральной части и ответвления тройникового соединения;

d_mt— средний диаметр труб и соедини­тельных деталей;

g — ускорение силы тяжести;

g_dwn— нормативная нагрузка от веса еди­ницы длины трубопровода;

g_insn—нормативная нагрузка от веса изо­ляционного покрытия единицы дли­ны трубопровода;

h — высота эллиптической части заг­лушки;

k_p — коэффициент повышения гибкости гнутых и сварных отводов;

l, l_bf— средние пролеты надземного трубо­провода, определяемые соответст­венно из условий прочности и про­гиба;

l_tst— расстояние между опорами надзем­ного трубопровода из условия его гидравлического испытания;

m_l, n_l— расчетные изгибающий момент и усилие на единицу длины продоль­ного сечения трубопровода;

m_s— коэффициент интенсификации нап­ряжений;

p_n — рабочее (нормативное) давление транспортируемой среды;

р_tst — испытательное давление;

q — расчетная нагрузка на единицу дли­ны надземного трубопровода;

q_tst— нагрузка на единицу длины тру­бопровода при его испытании;

r — радиус кривизны отвода;

r_tee— радиус закругления тройника;

t— расчетная толщина стенки труб и соединительных деталей;

t_nom— номинальная толщина стенки труби соединительных деталей;

t_ins— толщина изоляционного покрытия трубопровода;

n_l(g)n— нормативная нагрузка от веса транспортируемой среды;

n_s(i)n — нормативная снеговая или гололедная нагрузка;

n_wn— нормативная нагрузка от веса воды в единице длины трубопровода;

w_n — нормативная ветровая нагрузка на единицу длины надземного трубо­провода;

z — коэффициент сжимаемости газа;

а — угол наклона перехода;

g_c— коэффициент условий работы тру­бопровода;

g_fi— коэффициент надежности по наг­рузке;

g_g, g_l — объемный вес соответственно газо­образной и жидкой среды;

g_m— коэффициент надежности по мате­риалу труб и соединительных дета­лей при нормальной температуре;

g_n — коэффициент надежности по назна­чению трубопровода;

g_tu— поправочный коэффициент надеж­ности по материалу труб и соеди­нительных деталей при расчетной температуре эксплуатации в рас­четах по временному сопротивле­нию;

g_ty— поправочный коэффициент надеж­ности по материалу труб и соеди­нительных деталей при расчетной температуре эксплуатации в расче­тах по пределу текучести;

g_u — коэффициент надежности для труб и соединительных деталей в рас­четах по временному сопротивле­нию;

h— коэффициент несущей способности труб и соединительных деталей;

l₁, l₂, l₃— геометрический параметр соответ­ственно отвода, магистральной час­ти и ответвления тройникового соединения;

j — центральный угол отвода;

y— коэффициент уклона трубопро­вода;

w₁, w₂, w_b— параметр внутреннего давления соответственно отвода, магистраль­ной части и ответвления тройни­кового соединения.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

ПРИЛОЖЕНИЕ

Обязательное

 

1. Значения пролетов надземных трубопроводов, определяемые настоящим приложением, следует принимать для трубопроводов, укладываемых на опоры с самокомпенсацией температурных удлине­нии (например, путем установки П-образных или W-образных компенсаторов) , и для трубопроводов с линзовыми компенсаторами.

2. При определении пролетов трубопроводов раз­личаются средние и крайние пролеты (см. чертеж) .

3. Средний пролет трубопровода l при отсутст­вии резонансных колебаний трубопровода следует определять по формуле

 

                (1)

 

Для трубопроводов, подлежащих гидравлическо­му испытанию, расстояние между опорами трубо­провода во время испытания l_tst должно быть не больше величины

 

                      (2)

 Для газопроводов, в которых возможно образо­вание конденсата при их отключении, средний про­лет газопровода l_bf не должен превышать величины

                           (3)

 

4. Значения величин расчетных нагрузок на еди­ницу длины трубопровода q и  q_tst необходимо оп­ределять по формулам:

                  (4)

 

                       (5)

 

 Нормативные нагрузки в формулах (4) и (5) следует принимать:

от веса единицы длины трубопровода q_dwn и от веса единицы длины изоляционного покрытия трубопровода q_insn— по СНиП 2.01.07-85;

от веса транспортируемой среды n_l(g)n жидкости - по формуле (1), для газа — по фор­муле (2) настоящих норм;

 

Схема прокладки трубопровода на опорах

1 — средние пролеты; 2 — крайние пропеты; 3 — компенсирующие устройства

 

от снега или гололеда n_s(i)n— по формулам (3) или (4) настоящих норм, при этом принимается нагрузка, для которой величина произведения g_f11n_sn  или g_f12n_in больше;

от веса воды в единице длины трубопровода n_wn—по формуле (1) настоящих норм.

5. Значения коэффициента уклона трубопрово­да Y следует принимать по таблице.

6. При скоростях ветра, когда частота срыва вихрей совпадает с собственной частотой изгибных колебаний трубопровода, необходимо произво­дить поверочный расчет трубопровода на вихревое возбуждение в направлении, перпендикулярном вет­ровому потоку, согласно СНиП 2.01.07-85.

 

Уклон трубопровода	Коэффициент для условных диаметров трубопровода, мм
	100	300	500	700	1000	1400
0,000	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
0,001	1,33	1,26	1,23	1,21	1,19	1,16
0,002	1,54	1,44	1,39	1,37	1,34	1,30
0,003	1,72	1,58	1,53	1.50	1,46	1,40
0,004	1,86	1.72	1,66	1,62	1,56	1,48

 

 

 

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

 

123456Следующая ⇒

Поделиться: