Расчет на прочность трубопроводов

На рис. 7.1 показана расчетная схема трубопровода 1, который заканчивается фланцем 2, закрепленным сварным соединением. Труба имеет внутренний диаметр D с толщиной стенки . Наружный диаметр трубы . Расчетная длина трубы равна внутреннему диаметру . Величина распределенного давления Р указывается в Н/м².

Расчет трубы на прочность сводится к определению ее толщины при необходимом запасе прочности [51]. Стенка трубы деформируется, когда напряжение растяжения (сжатия) превысит допустимое. Обычно в справочной литературе указывают предел прочности материала стенок трубы при растяжении (временное сопротивление) и предел текучести .

В таблице 7.2 приведены пределы прочности материалов, из которых изготавливаются трубы [6, 53]. Предел текучести – напряжение, при котором остаточная деформация образца больше предела упругости. При расчетах труб предел упругости принимается равным пределу текучести. Предел прочности при растяжении (разрушение с образованием трещин) превышает примерно в 1,5 раза предел текучести .

Рис. 7.1. Расчетная схема трубопровода

В марке стали 10Г2 цифра 2 и буква Г обозначают 2 % легирующей добавки марганца. Легирующая добавка улучшает качество стали. Сталь 10 содержит 0,1 % углерода.

При расчете труб ориентировочный внутренний диаметр трубопровода находят по формуле

, (7.11)

где – объемный расход жидкости, м³/с; – рекомендуемая средняя скорость перекачки нефтепродуктов, м/с (для линии нагнетания 1 – 2,5); – площадь сечения трубопровода, м².

Полученное значение округляют до ближайшего наружного диаметра бесшовных труб, выполненных по ГОСТ – 550-75 (48, 60, 76, 89, 108, 114, 127, 133, 146, 152, 159, 168, 194, 219 мм).

Таблица 7.2