44914

Нагрузки и воздействия на трубопровод

Доклад

Производство и промышленные технологии

Поэтому учитывая продолжительность сроков эксплуатации трубопроводов и высокую изменчивость нагрузок и воздействий исходная информация о нагрузках и воздействиях должна быть подготовлена с учетом фактора времени. Для нестандартных условий работы должна быть применена расширенная процедура анализа нагрузок и воздействий на трубопровод и расчета напряженнодеформированного состояния. Для каждой из позиций должна быть реализована специализированная методика анализа нагрузок и воздействий на трубопровод. Перечень и уровень функциональных...

Русский

2013-11-15

15.03 KB

50 чел.

5 Нагрузки и воздействия на трубопровод

Трубопровод во время эксплуатации испытывает нагрузки и воздействия, которые, в общем случае, представляют собой пространственные функции. Поэтому, учитывая продолжительность сроков эксплуатации трубопроводов и высокую изменчивость нагрузок и воздействий, исходная информация о нагрузках и воздействиях должна быть подготовлена с учетом фактора времени.

Различают стандартные и нестандартные условия работы трубопровода. В первом случае для расчета параметров проектируемого трубопровода реализуют базовую упрощенную процедуру исследования и расчета напряженно-деформируемого состояния трубопровода. Для нестандартных условий работы должна быть применена расширенная процедура анализа нагрузок и воздействий на трубопровод и расчета напряженно-деформированного состояния.

К нестандартным относятся условия, при которых прокладка трассы трубопровода планируется по территориям со следующими характерными особенностями:

- заболоченные и подтопленные территории;

территории с поверхностными пустотами различного происхождения (подрабатываемые территории в зонах шахтного строительства, территории с карстовыми пустотами и т. п.);

- зоны вечномерзлых грунтов;

- оползневые зоны;

- сейсмоопасные зоны.

Перечень особых зон является открытым. По выбору проектировщика он может быть дополнен новыми позициями. Для каждой из позиций должна быть реализована специализированная методика анализа нагрузок и воздействий на трубопровод.

Нагрузки и воздействия на трубопровод разделим на две группы: функциональные и природно-климатические. Перечень и уровень функциональных нагрузок обеспечивается и регулируется конструктивной схемой трубопровода и реализованными на практике режимами эксплуатации. К функциональным нагрузкам относится внутреннее давление перекачиваемого продукта, регулируемые температурные воздействия и др. Данные о типах и уровнях функциональных нагрузок должны быть получены из проектной и эксплуатационной документации.

Природно-климатические нагрузки обусловлены взаимодействием трубопровода с окружающей средой. Данные о типах и уровнях природно-климатических нагрузок могут быть получены на основе изучения принятых конструктивных решений. Анализа информации о планируемой трассе, включающей основные природно- климатические характеристики регионов и принятых физических, механических и математических моделей рассматриваемых явлений. Содержание, форма и объем представления данных о природно-климатических нагрузках и воздействиях зависит от принятой к реализации расчетной модели.

Реальные совокупные нагрузки и воздействия на трубопровод представляют собой сложную комбинацию двух рассмотренных типов. Оценка реального воздействия на трубопровод должна быть получена с учетом взаимного влияния и сочетаемости нагрузок и воздействий различного происхождения. Выявление возможных комбинаций и сочетаний нагрузок с учетом их развертывания во времени и пространстве – обязательный и неотъемлемый этап анализа нагрузок и воздействий.

При анализе нагрузок и воздействий на трубопровод помимо расчетных нагрузок, регламентированных СНиП, необходимо учитывать дополнительные нагрузки и воздействия, появление которых вызвано реализацией непроектных режимов функционирования конструкции. Такие нагрузки и воздействия будем называть непроектными нагрузками и воздействиями. К числу непроектных нагрузок и воздействий отнесем следующие позиции:

- редкие, а потому не учитываемые в регулярных расчетах, сочетания известных нагрузок и воздействий;

- аномально высокие уровни нагрузок, учитываемых регулярным расчетом;

- действие номинальных нагрузок на частично работоспособную конструкцию с характерными для данного типа конструкций повреждениями.

Анализ непроектных режимов функционирования конструкции необходим для обеспечения уже на этапе проектирования ее устойчивости и живучести по отношению к критическим и катастрофическим отказам. В настоящее время расчетные нагрузки и воздействия на конструкцию трубопровода регламентируются СНиП. В зависимости от выбранной конструктивной схемы и способа прокладки трубопровода учитывают следующие группы нагрузок и воздействий.

Для подземных трубопроводов, продолженных в траншее:

- внутреннее давление перекачиваемого продукта;

- температурные нагрузки, вызванные несовпадением эксплуатационной температуры стенок трубопровода и температуры замыкания конструкции при монтаже;

- нагрузки, вызывающие искривление продольной оси трубопровода;

- весовые нагрузки от грунта засыпки.   

Для надземных трубопроводов, проложенных на свайном основании:

- внутреннее давление перекачиваемого продукта;

- собственный вес конструкции;

- вес транспортируемого продукта с учетом различных технологических режимов эксплуатации трубопровода;

- дополнительные весовые нагрузки от размещенного на трубопроводе оборудования и строительных конструкций;

- нагрузки, вызванные обледенением и налипанием снега;

- температурные нагрузки, вызванные несовпадением эксплуатационной температуры стенок трубопровода и температуры замыкания конструкции при монтаже;

- ветровые нагрузки.

Для нестандартных условий приведенные выше перечни нагрузок в могут быть дополнены рядом позиций:

Для трубопроводов на опорах должно быть исследовано поведение трубопровода при выпучивании, просадке или разрушении одной из промежуточных опор. В результате таких повреждений происходит изменение кривизны продольной оси, а, следовательно, возрастают изгибные напряжения; увеличение длины пролета приводит к понижению собственных частот упругих колебаний и возможности возникновения ветрового резонанса с последующим динамическим или усталостным разрушением; в случае просадки опоры при определенных режимах возможно возникновение ударного взаимодействия трубы с просевшей опорой, что может привести к ускоренному усталостному разрушению трубы в зоне контакта. К аналогичным последствиям может приводить сброс трубопровода с одной или нескольких опор.

В случае подземных трубопроводов к нестандартным условиям следует отнести варианты прокладки трубопроводов в зоне пучинистых грунтов и на участках, подверженных морозобойному растрескиванию. В этих условиях дополнительные нагрузки от грунта могут привести к разрыву или чрезмерному деформированию трубопровода. К непроектным режимам следует отнести ситуации, при которых происходит обводнение траншеи и размыв засыпки с частичной или полной потерей балластирующей способности. В этом случае возможен выброс трубопровода из траншеи на ослабленном участке с последующим разрушением или возникновением повреждений в зонах с местной потерей устойчивости.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21925. ЖИВУЧЕСТЬ КОРАБЛЯ 151 KB
  ЛЕКЦИЯ: ЖИВУЧЕСТЬ КОРАБЛЯ. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ: Понятие о живучести корабля и ее элементах. Обеспечение живучести корабля Организация борьбы за живучесть корабля ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Устройство и живучесть надводного корабля.
21926. ПОНЯТИЕ ОБ УСТРОЙСТВЕ ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ 127.5 KB
  Подводная лодка ПЛ представляет собой боевой корабль способный вести боевые действия как в надводном так и в подводном положении. Ввиду того что при нахождении ПЛ в подводном положении легкий корпус не испытывает гидростатического давления воды его конструкция определяется главным образом соображениями прочности при погружении всплытии и плавании в надводном положении. а Плавучесть подводной лодки Плавучестью ПЛ называется ее способность плавать по заданную ватерлинию в надводном положении и на определенных глубинах не...
21927. БОЕВЫЕ И МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА КОРАБЛЯ 140.5 KB
  ЛЕКЦИЯ: БОЕВЫЕ И МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА КОРАБЛЯ. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ: Понятие о боевых качествах корабля. Основные сведения о мореходных качествах корабля. Понятие об эксплуатационной прочности корабля.
21928. Устройство надводного корабля 102.5 KB
  Тема: Устройство надводного корабля. Основные сведения по геометрии корпуса корабля. Составные части корпуса корабля и их общая характеристика. Назначением боевого корабля является ведение боевых действий на море.
21929. Общекорабельные системы и корабельные устройства 88.5 KB
  Боевая и повседневная деятельность обуславливает необходимость оборудование кораблей различными техническими средствами при помощи которых могли бы эффективно решаться следующие задачи: Борьба за непотопляемость корабля путем удаления воды из затопленных отсеков а также приемом и перекачиванием жидкого балласта для спрямления поврежденного корабля. Противоатомная защита корабля от радиоактивного заражения. Удаление с корабля трюмной воды различных нечистот и грязной воды. Корабельными системами называется совокупность специализированных...