Расчет устойчивости трубопроводов
Устойчивость против всплытия трубопроводов, прокладываемых на обводняемых участках трассы. Применение балластировки с помощью пригрузов и анкеров. Расчет глубины заложения лопастей от дна траншеи. Определение устойчивости трубопроводов против всплытия.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.01.2016 |
| Размер файла | 69,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Расчет устойчивости трубопроводов против всплытия
Устойчивость против всплытия трубопроводов, прокладываемых на периодически обводняемых участках трассы, а также на болотах, обеспечивается применением балластировки с помощью пригрузов и анкеров.
Нормативный вес балластировки в воде рассчитывается по формуле:
, (1)
где - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным: для железобетонных грузов - 0,9, для чугунных - 1;
- коэффициент надежности устойчивости против всплытия, принимаемый по табл. 1;
- расчетная выталкивающая сила воды, действующая на единицу длины трубопровода;
- расчетная интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе трубопровода;
- расчетная нагрузка от 1 п.м. трубы, заполненной продуктом, если в процессе эксплуатации невозможно ее опорожнение и замещение продукта воздухом.
Таблица 1 Величины коэффициента
|
Характеристика обводненного участка |
||
|
1. Нефтепродуктопроводы, для которых возможно опорожнение и замещение продукта воздухом |
1,03 |
|
|
2. Через болота, поймы, водоемы при отсутствии течения, обводненные и заливаемые участки в пределах ГВВ 1%-ной обеспеченности |
1,05 |
|
|
3. Русловые, через реки шириной до 200 м по среднему меженному уровню, включая прибрежные участки в границах производства подводно-технических работ |
1,10 |
|
|
Через реки и водохранилища шириной свыше 200 м, а также горные реки |
1,15 |
Параметры, входящие в формулу (1), рассчитываются по зависимостям:
; (2)
, (3)
где - плотность воды, с учетом содержания солей и мех.примесей, =1100 - 1150 кг/м3;
- наружный диаметр футеровки;
- постоянный коэффициент: для выпуклых кривых =8, для вогнутых =32;
- угол поворота оси трубопровода, рад;
- радиус кривизны рельефа дна траншеи, который должен быть больше или равен минимальному радиусу упругого изгиба оси трубопровода из условия прочности.
(4)
Нагрузка от собственного веса металла трубы:
, (5)
где - коэффициент надежности по нагрузкам от действия собственного веса (при расчете на продольную устойчивость =0,95),
- удельный вес металла, из которого изготовлена труба, для стали =78500 Н/м3.
Нагрузку от собственного веса изоляции принимаем равной 10% от
.
Нормативный вес балластировки в воздухе:
, (6)
где - плотность материала балластировки: для бетонных грузов =2300кг/м3, для чугунных - =7450 кг/м3.
Расстояние между центрами одиночных грузов, используемых для балластировки, определяется по формуле
, (7)
где - масса одного груза, (табл. 2).
Таблица 2 Масса грузов, используемых для балластировки
|
Наружный диаметр трубопровода, мм |
Масса одного груза, кг |
||||
|
Железобетонный седловидный |
УБО |
Кольцевые |
|||
|
Железобетонный |
Чугунный |
||||
|
325 |
300 |
- |
- |
||
|
426 |
500 |
- |
- |
- |
|
|
529 |
1500 |
1725 |
628 |
450 |
|
|
720 |
3000 |
3346 |
2024 |
1100 |
|
|
820 |
3000 |
3346 |
2300 |
1100 |
|
|
1020 |
3000 |
3346 |
4048 |
1100 |
|
|
1220 |
4000 |
4238 |
5658 |
2000 |
Общее число грузов, необходимых для участка трубопровода длиной , составляет
, (8)
При балластировке трубопроводов анкерными устройствами расстояние между ними находят по формуле:
,
(9)
где - расчетная несущая способность устройства
, (10)
где - количество анкеров в одном анкерном устройстве;
- коэффициент условий работы анкеров;
- их расчетная несущая способность.
Для винтовых анкеров (типов ВАУ, АС, АЛ) с диаметром винтовой лопасти при =1, а также когда ?2 и ?3 принимают = 1,0. Если же ?2, но 1?<3, то величину коэффициента условий работы находят по формуле:
. (11)
Сведения о стандартных диаметрах лопастей винтовых анкеров и области их применения приведены в табл. 3.
Таблица 3 Область применения винтовых анкеров
|
Диаметр лопасти анкера, м |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
|
|
Рекомендуемые диаметры трубопровода, мм |
273-530 |
426-820 |
720-1020 |
1020-1220 |
1220 |
Для анкеров раскрывающегося типа (АР) в формулу (9) вместо подставляется расчетное значение диаметра:
, (12)
где - суммарная площадь проекций лопастей на горизонтальную плоскость (табл. 4).
Таблица 4 Площадь лопастей раскрывающегося анкера
|
Тип анкера |
АР-401 |
АР-401-2Л |
АР-401-2Л-У |
АР-401-2Л-УМ |
АР-403 |
АР-403-Д |
АР-403-М |
АР-403-АМ |
АР-403-А |
АР-404 |
|
|
, м2 |
1,0 |
0,5 |
1,0 |
0,98 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Расчетная несущая способность анкера вычисляется по формуле:
, (13)
где - коэффициент условий работы анкера при выдергивающей нагрузке (табл. 5);
- коэффициент надежности анкера, =1,4;
, - числовые коэффициенты, величина которых зависит от угла внутреннего трения (табл. 6);
- средневзвешенный удельный вес грунтов, залегающих от дна траншеи до отметки заложения лопастей анкера (табл. 3);
- глубина заложения лопастей от дна траншеи.
Площадь лопастей винтового анкера вычисляется по формуле
. (14)
Требуемое число анкеров находится по формуле
(15)
Таблица 5 Значения коэффициентов
|
Тип грунтов, их вид и состояние |
Величина |
|
|
Глинистые: |
||
|
- твердые, полутвердые и тугопластичные |
0,7 |
|
|
- мягкопластичные |
0,7 |
|
|
- текучепластичные |
0,6 |
|
|
Пески: |
||
|
- маловлажные |
0,7 |
|
|
- влажные |
0,6 |
|
|
- водонасышенные |
0,5 |
|
|
Супеси: |
||
|
твердые |
0,7 |
|
|
пластичные |
0,6 |
|
|
текучие |
0,5 |
|
|
Суглинок |
0,5 |
Таблица 6 Величины коэффициентов и в формуле (43)
|
Угол внутреннего трения, градусы |
Угол внутреннего трения, градусы |
|||||
|
10 |
6,2 |
2,1 |
24 |
13,5 |
7,0 |
|
|
12 |
6,6 |
2,4 |
26 |
16,8 |
9,2 |
|
|
14 |
7,1 |
2,8 |
28 |
21,2 |
12,3 |
|
|
16 |
7,7 |
3,2 |
30 |
26,9 |
16,5 |
|
|
18 |
8,6 |
3,8 |
32 |
34,4 |
22,5 |
|
|
20 |
9,6 |
4,5 |
34 |
44,5 |
31,0 |
|
|
22 |
11,1 |
5,5 |
36 |
59,6 |
44,4 |
Задача 1. Рассчитать количество бетонных пригрузов участка нефтепродуктопровода диаметром Dн, толщиной стенки д и длиной данной по варианту (таблица 7), прокладываемого через болото. Угол поворота оси трубопровода принять равным по варианту (таблица 7), радиус кривизны рельефа дна траншеи =1000 м, толщину противокоррозионной битумной изоляции =0,006 м, а толщину футеровки =0,004 м. Плотность воды, с учетом содержания солей и мех. примесей, =1100 - 1150 кг/м3.
Таблица 7 Варианты заданий
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
Dн |
530 |
630 |
720 |
820 |
1020 |
1220 |
530 |
820 |
|
|
3000 |
3500 |
4000 |
4500 |
5000 |
5500 |
6000 |
5300 |
||
|
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
10 |
||
|
д |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
14 |
6 |
9 |
|
Пример 1. Рассчитать количество бетонных пригрузов участка нефтепродуктопровода диаметром Dн = 530 мм, толщина стенки 8 мм и длиной =5000 м, прокладываемого через болото. Угол поворота оси трубопровода принять равным =10°, радиус кривизны рельефа дна траншеи =1000 м, толщину противокоррозионной битумной изоляции =0,006 м, а толщину футеровки =0,004 м. Плотность воды, с учетом содержания солей и мех. примесей, =1100 - 1150 кг/м3.
Решение
1. Наружный диаметр футеровки:
м.
2. Расчетная выталкивающая сила воды по формуле (4.34):
Н/м.
3. Пересчитываем величину угла поворота оси в радианы:
рад.
4. Расчетная интенсивность нагрузки от упругого отпора при вог-
нутом изгибе по формуле (3):
Н/м.
5. Нагрузка от собственного веса металла трубы:
Нагрузку от собственного веса изоляции принимаем равной 10% от
, Н/м.
5. Нормативный вес балластировки в воде по формуле (4.33):
6. При использовании грузов типа УБО в соответствии с табл. 2
=1725 кг. Принимая =2300 кг/м3, по формуле (5) вычисляем
расстояние между отдельными грузами:
м.
7.Общее необходимое число грузов по формуле (6)
=1137 шт.
трубопровод всплытие анкер устойчивость
Задача 2. Для условий примера 1 определить необходимое количество винтовых анкеров. Принять вид грунт, удельный вес грунта, коэффициент сцепления грунта , угол внутреннего трения - по варианту (таблица 8), глубина заложения лопастей от дна траншеи =1,5 м.
Таблица 8 Варианты заданий
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
Грунт |
Глина твердая |
Глина мягко-пластич. |
Глина текуче-пластич. |
Песок мало-влажн. |
Песок влажн. |
Песок водо-насыщ. |
Супесь твердая |
|
|
16,8 |
16,8 |
16,8 |
20,5 |
21,2 |
23 |
19,7 |
||
|
30 |
20 |
12 |
2 |
4 |
1 |
10 |
||
|
14 |
16 |
18 |
28 |
30 |
32 |
22 |
Пример 2. Для условий примера 1 определить необходимое количество винтовых анкеров. Принять =15 кН/м3; =1,5 м; грунт - суглинок коэффициент сцепления грунта =8 кПа; угол внутреннего трения грунта =18 град; коэффициент условий работы анкера при выдергивающей нагрузке =0,5.
Решение
1. В соответствии с табл. 3 для трубопровода диаметром
530 мм могут быть использованы анкеры с диаметром лопастей 0,2 и
0,3 м. Принимаем =0,3 м.
2. Коэффициент условий работы винтовых анкеров по формуле (11):
3. Площадь лопастей винтового анкера по формуле (14):
м2.
По табл. 6 для угла внутреннего трения =18 град находим коэффициенты =8,6;
=3,8,
после чего вычисляем расчетную несущую способность анкера по формуле (13):
кН.
5.Так как в нашем случае =2, то расчетная несущая способность анкерного устройства по формуле (8):
кН.
6. Расстояние между анкерными устройствами по формуле (9):
м.
7. Необходимое количество анкеров по формуле (15):
шт.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Инженерные решения по обеспечению надежности эксплуатируемых подводных переходов. Методы прокладки подводных переходов трубопроводов. Определение устойчивости против всплытия трубопровода с учетом гидродинамического воздействия потока воды на трубу.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.01.2013Общие сведения о вибрации. Параметры, характеризующие вибрационное состояние трубопроводов. Причины вибрации трубопроводов. Обзор методов защиты от вибрации. Конструкция и расчет высоковязкого демпфера. Расчет виброизолятора для устранения проблемы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.11.2017Испытания смонтированного оборудования трубопроводов. Гидравлическое, пневматическое испытание стальных трубопроводов. Промывка, продувка. Методы неразрушающего контроля качества сварных соединений. Охрана труда при изготовлении и монтаже трубопроводов.
курсовая работа [39,7 K], добавлен 19.09.2008Анализ корреляционного течеискателя Т-2001, преимущества: высокая чувствительность, независимость результатов от глубины прокладки трубопроводов. Знакомство с особенностями корреляционного метода поиска утечек жидкостей из трубопроводов под давлением.
презентация [719,7 K], добавлен 29.11.2013Категорирование трубопроводов, их классификация по параметрам среды. Окраска и надписи на трубопроводах. Типовые режимы изменения состояния технологического оборудования ТЭС. Остановка оборудования с расхолаживанием трубопроводов, основные операции.
реферат [49,6 K], добавлен 15.04.2019Общие сведения о трубопроводах. Технологические трубопроводы. Сложность изготовления и монтажа технологических трубопроводов. Технологическая последовательность монтажа внутрицеховых и межцеховых трубопроводов. Метод крупноблочного монтажа конструкций.
курсовая работа [19,5 K], добавлен 19.09.2008Определение расчетной подачи насосной станции. Выбор схемы гидроузла и подбор основных насосов. Проектирование и расчет подводящих трубопроводов, водозаборных сооружений и напорных трубопроводов. Характеристика электрооборудования насосной станции.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 14.01.2011Определение расчетных расходов воды. Гидравлический расчет подающих и циркуляционных трубопроводов. Разработка схемы трубопроводов системы горячего водоснабжения и теплового пункта. Подбор оборудования теплового пункта. Определение потерь теплоты.
курсовая работа [80,3 K], добавлен 05.01.2017Общие сведения о трубопроводах. Технологические трубопроводы. Сложность изготовления и монтажа технологических трубопроводов. Трубы и детали трубопроводов из цветных металлов и их сплавов, их конфигурация, техническая характеристика, области применения.
курсовая работа [17,6 K], добавлен 19.09.2008Классификация и применение электросварных и асбестоцементных труб. Достоинства и недостатки, применение фланцевых соединений трубопроводов и арматуры. Прокладка трубопроводов в каналах. Классификация трубопроводной арматуры по технологическому назначения.
контрольная работа [2,2 M], добавлен 18.01.2010Назначение свайных опор при сооружении магистральных трубопроводов. Выбор и расчет параметров бурильно-сваебойной машины, устройство ее рабочего органа. Анализ потребности в эксплуатационных материалах. Организация и технология работ по бурению скважин.
курсовая работа [160,7 K], добавлен 08.11.2013Особенности геологического строения и коллекторские свойства пластов Ромашкинского нефтяного месторождения. Анализ методов борьбы с коррозией трубопроводов, а также мероприятия по охране недр и окружающей среды, применяемые в НГДУ "Лениногорскнефть".
дипломная работа [3,6 M], добавлен 26.06.2010Знакомство со строительными работами, связанными с оборудованием и технологиями бестраншейной прокладки трубопроводов инженерных коммуникаций. Расчет объёмов котлована и земляных работ, выбор экскаватора. Технологии бестраншейной прокладки трубы-кожуха.
курсовая работа [843,7 K], добавлен 13.03.2013Основные этапы диагностирования трубопроводов. Анализ методов диагностики технического состояния: разрушающие и неразрушающие. Отличительные черты шурфового диагностирования и метода акустической эмиссии. Определение состояния изоляционных покрытий.
курсовая работа [577,3 K], добавлен 21.06.2010Инженерные расчеты трубопроводов разных диаметров, балластных насосов разных типов, применяющихся на судах. Классификация судовых систем, перспективы их развития. Составные части систем. Основные требования к балластной системе. Требования МАРПОЛ 73/78.
курсовая работа [577,1 K], добавлен 10.12.2013Классификация нефтеналивных причалов по назначению, расположению, характеру крепления к грунту и способу соединения с береговыми нефтехранилищами. Конструкция хранилищ и трубопроводов. Способы укладки, заглубления и обваловывания подводных трубопроводов.
реферат [491,0 K], добавлен 30.09.2014Выбор гидродвигателей по заданным нагрузкам. Расчет гидроцилиндров, гидромоторов, потерь давления в гидросистеме, диаметров трубопроводов для контуров. Проверочный расчет гидросистемы, определение КПД. Расчет гидропривода и поверхности теплоотдачи.
курсовая работа [261,0 K], добавлен 14.01.2014Расчет диаметров трубопроводов, напора в трубопроводе, потерь на местные сопротивления. Выбор стандартной гидравлической машины. Потери напора на трение. Регулирование насоса дросселированием, изменением числа оборотов, изменением угла установки лопастей.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.11.2011Анализ причин коррозии трубопроводов, происходящей как снаружи под воздействием почвенного электролита, так и внутри, вследствие примесей влаги, сероводорода и солей, содержащихся в транспортируемом углеводородном сырье. Способы электрохимической защиты.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 21.06.2010Применение аэрируемых песколовок для удаления из сточных вод песка. Расчет песковых площадок и бункеров. Гидравлический расчет трубопроводов. Материальный баланс, выбор конструкционного материала. Подбор устройства для удаления осадка из песколовки.
реферат [201,5 K], добавлен 16.06.2012
