4.2.2 Расчёт несущей способности мн

Магистральный трубопровод рассчитывают по методу предельных состояний, при этом рассматривается такое напряжённое состояние, характеризуемое величиной σ_max, по достижении которого дальнейшая эксплуатация становится невозможной. Первое предельное состояние наступает при разрушении трубопровода под действием внутреннего давления. Согласно [22] несущая способность МН – максимальное внутреннее давление, которое может выдержать трубопровод без разрушений и отказов при нормативных нагрузках. Характеристикой несущей способности МН в этом случае является расчётное сопротивление R₁, которое назначается по пределу прочности металла, т.е. σ_K=σ_maxR₁.

Для обеспечения надёжной работы МН при определении расчетного сопротивления вводят ряд коэффициентов, отражающих вероятный характер различных факторов, влияющих на несущую способность магистрального трубопровода [4, 19]

, (4.4)

где m_у – коэффициент условий работы трубопровода, зависящий от его категории: (m_у=0,9 для трубопроводов III и IV категорий, m_у=0,75 для трубопроводов I и II категорий, m_у= 0,6 для трубопроводов категории В (краткие сведения о распределении участков по категориям даны в табл. 2.1, более подробные в [4]);

k₁ – коэффициент надежности по материалу;

k_н – коэффициент надежности по назначению трубопровода, зависящий от его диаметра (для нефте- и нефтепродуктопроводов при D_н £ 1000 мм k_н = 1, при D_н =1200 мм k_н = 1,05).

Учитывая, что конструкция должна иметь некоторый запас прочности, в формуле (4.2) заменим величину p произведением n_р·p (n_р – коэффициент надежности по нагрузке), σ_к – расчетным сопротивлением металла трубы и сварных соединений R₁, а внутренний диаметр выразим через наружный (D_н–2), тогда получим

, (4.5)

Величина коэффициента надежности по нагрузке принимает следующие значения: n_р=1,15 для нефте- и нефтепродуктопроводов, работающих по системе «из насоса в насос»; n_р = 1,1 – во всех остальных случаях.

Из уравнения (4.5) получим несущую способность секции трубопровода

(4.6)

или переходя к единицам напора – максимально допустимый напор

. (4.7)