Эксплуатация оборудования нефтеперекачивающей станции и расчет её основных характеристик
3.2 Выбор труб и расчёт толщины стенки
Методика расчета данного раздела взята из источника [3] и исходя из заданной производительности газопровода Q = 10 млрд.м3/год условный диаметр для линейной части принят DУ = 1220 мм. Трубы выбраны в соответствии с "Инструкцией по применению труб в нефтяной и газовой промышленности".
По ТУ 14-3-1464-78 трубы для линейной части магистрального газопровода диаметром 1220 мм и на давление 5,8 МПа изготавливаются из стали 09Г2ФБ.
Сталь имеет следующие свойства:
- временное сопротивление разрыву вр = 549,2 МПа;
- предел текучести т = 421,4 МПа;
- коэффициент надежности по материалу К1 = 1,55;
- коэффициент надежности по назначению Кн = 1,1.
Проверку на прочность трубопроводов в продольном направлении производят по условию:
,
гдепродольное осевое напряжение от расчётных нагрузок и воздействий, МПа,
, (8)
гдекоэффициент линейного расширения металла труб , ; [3]
модуль упругости металла, МПа, ; [3]
расчётный температурный перепад, ,
, (9)
гдетемпература окружающей среды, , ;
минимальная температура грунта, , ,
Так как , то принимаем . [3]
коэффициент перегрузки, ; [3]
рабочее давление в трубопроводе, МПа, ;
внутренний диаметр трубопровода, м,
, (10)
гденаружный диаметр трубопровода, м, ;
толщина стенки трубопровода, м,
д = , (11)
где n коэффициент надежности по нагрузке в трубопроводе, n =1,1; [3]
Р рабочее давление в трубопроводе, МПа; Р = 5,8 МПа ;
Dн наружный диаметр трубопровода, мм; DH = 1220 мм;
R1 расчётное сопротивление растяжению, МПа,
R1 =, (12)
Где Rнормативное сопротивление растяжению металла трубы, МПа; R= 549,2 МПа; [3]
K1 коэффициент надёжности по материалу трубы; К1 = 1,55; [3]
Кн коэффициент надёжности по назначению трубопровода; Кн = 1,1; [3]
M коэффициент условий работы трубопровода; m = 0,9. [3]
R1 = = 290 МПа,
д = = 13,71 мм.
Полученную расчётную толщину стенки трубопровода округляем до ближайшего большего значения. Она будет равна =16 мм. [3]
м,
Так как , то возможны осевые сжимающие напряжения, поэтому определяем коэффициент , учитывающий двухосное напряженное состояние труб:
, (13)
Уточняем значение толщины стенки, м,
, (14)
м
Уточненное значение толщины стенки практически не отличается от ранее принятого, поэтому принимаем сталь 09Г2ФБ с толщиной стенки 16 мм. - коэффициент, учитывающий двухосное напряжённое состояние металла труб,
, (15)
где- кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления, МПа,
, (16)
МПа,
Условие выполняется. Следовательно, прочность трубопровода обеспечена.