Механический расчёт магистрального трубопровода
Автор: Reeqt • Октябрь 28, 2023 • Практическая работа • 1,610 Слов (7 Страниц) • 76 Просмотры
Практическая работа
Тема: «Механический расчёт магистрального трубопровода»
Цель: освоить методику выполнения прочностных расчётов магистрального трубопровода, используя справочные материалы.
Выполните механический расчёт магистрального трубопровода по вариантам (таблица 1).
Таблица 1 - Исходные данные для расчёта
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Наружный диаметр Dн, мм | 1020 | 1220 | 1420 | 1020 | 1220 | 1420 |
Давление р, МПа | 6,8 | 7,0 | 7,5 | 6,8 | 7,2 | 7,7 |
Максимальный перепад температур Δt, °С | 40 | 45 | 50 | 55 | 40 | 45 |
Категория участка | III | II | I | III | II | I |
Марка стали труб | 09Г2С | 12ГСБ | 10Г2ФБ | К56 | 12ГСБ | 13Г1С-У |
Предел прочности стали, σвр, МПа | 470 | 510 | 590 | 520 | 510 | 540 |
Завод-изготовитель | ХТЗ | ЧМЗ | ХТЗ | ВМЗ | ХТЗ | ЧМЗ |
Методика расчёта
1 Определение толщины стенки трубопровода
- Расчётное сопротивление металла труб определяем по формуле (1):
(МПа), (1)[pic 1]
(σв) – нормативное сопротивление металла растяжению (сжатию);[pic 2]
m – коэффициент условий работы трубопровода (табл.1); [pic 3]
k1 - коэффициент надёжности по материалу (табл.2);
kн - коэффициент надёжности по назначению (табл.3).
- Толщина стенки газопровода с коэффициентом надёжности по нагрузке от внутреннего давления nр=1,1 определяется по формуле (2):
(м) (2)[pic 4]
Полученное расчётное значение толщины стенки округляем до ближайшего большего по сортаменту.
Внутренний диаметр по формуле (3):
Dвн=Dн - 2δн (м) (3)
1.3 Продольные осевые напряжения по формуле (4):
, (4)[pic 5]
где - коэффициент линейного расширения металла, для стали (1/град);[pic 6][pic 7]
Е – модуль упругости, для стали Е=2,1·105 МПа;
где μ – коэффициент Пуассона, для стали μ=0,3.
- Знак «минус» значения продольных напряжений указывает на наличие осевых сжимающих напряжений, поэтому необходимо определить коэффициент ψ1, учитывающий двухосное напряжённое состояние по формуле (5):
(5)[pic 8]
- Пересчитываем значение толщины стенки по формуле (6):
(6)[pic 9]
Находим ближайшее большее номинальное значение толщины стенки по сортаменту δн.
Принятая толщина стенки труб должна быть не менее 1/140 наружного диаметра труб Dн, минимальная толщина стенки должна быть не менее 4мм.
Пример расчёта
Исходные данные:
Наружный диаметр Dн=1020мм;
Рабочее давление р=7,4 МПа;
Перепад температур Δt=60°С;
Участок категории IV;
Способ прокладки – подземный.
Решение:
По сортаменту для газопровода выбираем трубы, выпускаемые Выксунским металлургическим заводом из стали марки 10Г2ФБЮ с пределом прочности σв=589 МПа, пределом текучести σт=461 МПа; по таблицам (2.4, 2.5, 2.6 стр. 89-90) находим значения коэффициентов: условий работы трубопровода m=0,9; коэффициент надёжности по материалу k1=1,34; коэффициент надёжности по назначению kн=1,0.
...