Расчет газопроводов на прочность и устойчивость
Основные проектные расчеты:
При расчете прочности газопровода учитывается его устойчивость к нагрузкам и внешним воздействиям следующих типов:
силовым (внутреннему давлению газа, массе газопровода, давлению грунта, нагрузкам при испытаниях, гидростатическому давлению);
деформационным (воздействию температур, просадкам и другим изменениям грунта, напряжениям газопровода, связанным с изгибами и другими конструкционными особенностями);
сейсмическим. Для расчета прочности трубопроводов обязательно должны учитываться свойства материала:
Химические:
Окисляемость
Растворимость
Коррозионная стойкость
Механические: (нас интересует на занятии этот раздел)
Прочность – прочностью металла называют его способность сопротивляться действию внешних сил не разрушаясь.
Твердость - твердостью называется способность тела противостоять проникновению в него другого, более твердого тела.
Упругость - упругостью металла называется его свойство восстанавливать свою форму после прекращения действия внешних сил, вызывавших изменение формы(деформацию.)
Вязкость - способность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) внешним силам. Вязкость – свойство, обратное хрупкости.
Пластичность - пластичностью называется свойство металла деформироваться без разрушения под действием внешних сил и сохранять новую форму после прекращения действия сил. Пластичность – свойство, обратное упругости.
Технологические:
Прокаливаемость -Способность стали воспринимать закалку. Характеризуется глубиной проникновения закалочного слоя в объем закаливаемого изделия. Прокаливаемость определяется критической скоростью закалки, зависящей от состава стали.
Текучесть - свойство пластичных металлов и тел при постепенном увеличении давления уступать действию сдвигающих сил и течь подобно вязким жидкостям.
Величина текучести обратна величине вязкости.
Ковкость - технологическое свойство материалов, характеризующее их способность к обработке деформированием: ковкой, вальцеванием, штамповкой без разрушения. Уровень ковкости зависит от многих параметров. Теснее ковкость связана с пластичностью и деформируемостью материала, свойствами, противоположными хрупкости
Свариваемость - свойство металлов или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки неразъемное соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.
Обрабатываемость резанием - обрабатываемость материалов резанием - эго способность материалов поддаваться обработке резанием или, иначе, комплекс свойств материалов, обеспечивающих (при их обработке резанием) достижение следующих технологических показателей:
скорости резания Vr при заданной стойкости Т (например, V60, т.е. скорость резания при стойкости Т= 60 мин);
качества обработанной поверхности (шероховатость, наклеп, остаточные напряжения);
силы резания и потребляемой мощности;
формы стружки, ее транспортабельности и г.д.
Для механического расчета учитываются так же следующие расчеты:
Минимальное значение длительной нагрузки.
Рабочее давление газа определяется непосредственно проектом.
Температурный перепад в материале используемых труб при расчете
устанавливается в виде разницы между температурами установки и эксплуатации трубопровода.
Значения гидростатического давления, собственный вес газопровода, давление грунта на трубы и другие параметры силовых нагрузок вычисляются по специальным формулам.
Расчет напряжения газопровода в соответствии с технологией сварки стыковых соединений и его конструктивными особенностями.
Определение нагрузок, возникающих из-за вспучивания, просадки и других деформаций грунта, понадобится комплексный анализ структуры грунта на участке, где будет укладываться трубопровод.
Так же в рамках произведения расчетов рекомендуется сразу определить величину необходимой балластировки и ее тип: грунт обратной засыпки с нетканым материалом, пригруз из минерального грунта и синтетических тканей или слой из материалов высокой плотности (чугуна, железобетона).