Файл: Технологический расчет магистрального нефтепровода.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 28
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
– допустимое давление, для диаметра 
, равное 5,9 МПа;
– то же, что и в формуле (1).
Подставив значения в формулу (8), получаем
Условие выполняется.
Принимаем насосы:
- магистральный насос НМ 5000-210 со сменным ротором на подачу 1 от номинальной с диаметром рабочего колеса
;
- подпорный насос НПВ 5000-120 диаметром рабочего колеса
Результаты выбора насосного оборудования НПС и расчёта рабочего давления представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Результаты выбора насосного оборудования НПС и расчёта рабочего давления
3 Определение толщины стенки трубопровода
Для сооружения магистральных трубопроводов применяют стальные бесшовные горячекатаные трубы из углеродистых и легированных сталей, а также электросварные прямошовные или спирально-шовные сварные трубы из низколегированных сталей с более высокими механическими свойствами по сравнению с углеродистыми сталями, что позволяет уменьшить толщину стенок.
Примем для сооружения нефтепровода трубы из низколегированной стали Волжского трубного завода, изготавливаемые по ТУ 1104-138100-357-02-96 марки 17Г1С (временное сопротивление на разрыв стали
МПа, коэффициент надёжности по материалу 
) [Приложение В].
Расчетную толщину стенки трубопровода определяют по формуле
(9)
где
– то же, что и в формуле (8);
– наружный диаметр трубы, мм;
– коэффициент надежности по нагрузке, для нефтепроводов, работающих по схеме перекачки «из насоса в насос» 
;
– расчетное сопротивление металла трубы и сварных соединений, МПа.
Находим расчетное сопротивление металла
(10)
где
– нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений, определяемое из условия работы на разрыв, равное минимальному пределу прочности
;
– коэффициент условий работы трубопровода, для трубопроводов III и IV, 
;
– коэффициент надежности по материалу;
– коэффициент надежности по назначению трубопровода, зависящий от его диаметра, 
.
Подставив значения в формулу (10), получаем
Подставив значения в формулу (9), получаем
Полученное значение округляем в большую сторону до стандартного значения и принимаем толщину стенки равной
Внутренний диаметр нефтепровода по формуле
(11)
Подставив значения в формулу (11), получаем
Результаты расчёта толщины стенки трубопровода представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Результаты расчёта толщины стенки трубопровода
4 Проверка толщины стенки трубы нефтепровода
Абсолютные значения максимального положительного и максимального отрицательного температурных перепадов определяются по формулам
(12)
(13)
где
– коэффициент линейного расширения металла трубы,
– модуль упругости металла, 
– коэффициент Пуассона, 
;
– то же, что и в формуле (10).
Подставив значения в формулу (12), получаем
Подставив значения в формулу (13), получаем
К дальнейшему расчету принимаем большую из величин
Находим величину продольных осевых сжимающих напряжений по формуле
(14)
где – то же, что и в формуле (13);
– то же, что и в формуле (13);
– то же, что и в формуле (13);
– то же, что и в формуле (9);
– то же, что и в формуле (9);
– то же, что и в формуле (11);
– то же, что и в формуле (9).
Подставив значения в формулу (14), получаем
Знак «минус» указывает на наличие осевых сжимающих напряжений. Поэтому необходимо вычислить коэффициент
, учитывающий двухосное напряженное состояние металла по формуле
(15)
где – то же, что и в формуле (10);
– то же, что и в формуле (14).
Подставив значения в формулу (15), получаем
Уточним толщину стенки нефтепровода по следующей формуле
(16)
где – то же, что и в формуле (9);
– то же, что и в формуле (9);
– то же, что и в формуле (9);
– то же, что и в формуле (15);
– то же, что и в формуле (10).
Подставив значения в формулу (16), получаем
Примем толщину стенки 10,5 мм.
В таблице 5 представлена проверка толщины стенки трубы нефтепровода.
Таблица 5 – Проверка толщины стенки трубы нефтепровода
, равное 5,9 МПа; – то же, что и в формуле (1).Подставив значения в формулу (8), получаем
Условие выполняется.
Принимаем насосы:
- магистральный насос НМ 5000-210 со сменным ротором на подачу 1 от номинальной с диаметром рабочего колеса
;- подпорный насос НПВ 5000-120 диаметром рабочего колеса
Результаты выбора насосного оборудования НПС и расчёта рабочего давления представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Результаты выбора насосного оборудования НПС и расчёта рабочего давления
| Показатель | Значение |
 ,  (6) | 4378 |
 , м (7) | 174 |
 , м (7) | 126,4 |
 , МПа (8) | 5,2 |
| Магистральный насос | НМ 5000-210 |
| Подпорный насос | НПВ 5000-120 |
3 Определение толщины стенки трубопровода
Для сооружения магистральных трубопроводов применяют стальные бесшовные горячекатаные трубы из углеродистых и легированных сталей, а также электросварные прямошовные или спирально-шовные сварные трубы из низколегированных сталей с более высокими механическими свойствами по сравнению с углеродистыми сталями, что позволяет уменьшить толщину стенок.
Примем для сооружения нефтепровода трубы из низколегированной стали Волжского трубного завода, изготавливаемые по ТУ 1104-138100-357-02-96 марки 17Г1С (временное сопротивление на разрыв стали
МПа, коэффициент надёжности по материалу ) [Приложение В].Расчетную толщину стенки трубопровода определяют по формуле
(9)где
– то же, что и в формуле (8); – наружный диаметр трубы, мм; – коэффициент надежности по нагрузке, для нефтепроводов, работающих по схеме перекачки «из насоса в насос» ; – расчетное сопротивление металла трубы и сварных соединений, МПа.Находим расчетное сопротивление металла
(10)где
– нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений, определяемое из условия работы на разрыв, равное минимальному пределу прочности ; – коэффициент условий работы трубопровода, для трубопроводов III и IV, ; – коэффициент надежности по материалу; – коэффициент надежности по назначению трубопровода, зависящий от его диаметра, .Подставив значения в формулу (10), получаем
Подставив значения в формулу (9), получаем
Полученное значение округляем в большую сторону до стандартного значения и принимаем толщину стенки равной
Внутренний диаметр нефтепровода по формуле
(11)Подставив значения в формулу (11), получаем
Результаты расчёта толщины стенки трубопровода представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Результаты расчёта толщины стенки трубопровода
| Показатель | Значение |
 ,  (10) | 312 |
 , мм (9) | 10 |
 , мм (11) | 1000 |
4 Проверка толщины стенки трубы нефтепровода
Абсолютные значения максимального положительного и максимального отрицательного температурных перепадов определяются по формулам
(12) (13)где
– коэффициент линейного расширения металла трубы, – модуль упругости металла, – коэффициент Пуассона, ; – то же, что и в формуле (10).Подставив значения в формулу (12), получаем
Подставив значения в формулу (13), получаем
К дальнейшему расчету принимаем большую из величин
Находим величину продольных осевых сжимающих напряжений по формуле
(14)где
– то же, что и в формуле (13); – то же, что и в формуле (13); – то же, что и в формуле (13);
– то же, что и в формуле (9); – то же, что и в формуле (9); – то же, что и в формуле (11); – то же, что и в формуле (9).Подставив значения в формулу (14), получаем
Знак «минус» указывает на наличие осевых сжимающих напряжений. Поэтому необходимо вычислить коэффициент
, учитывающий двухосное напряженное состояние металла по формуле (15)где
– то же, что и в формуле (10); – то же, что и в формуле (14).Подставив значения в формулу (15), получаем
Уточним толщину стенки нефтепровода по следующей формуле
(16)где
– то же, что и в формуле (9); – то же, что и в формуле (9); – то же, что и в формуле (9); – то же, что и в формуле (15); – то же, что и в формуле (10).Подставив значения в формулу (16), получаем
Примем толщину стенки 10,5 мм.
В таблице 5 представлена проверка толщины стенки трубы нефтепровода.
Таблица 5 – Проверка толщины стенки трубы нефтепровода
| Показатель | Значение |
 ,  (12) | 37,864 |
 , (13) | 88,349 |
 ,  (14) | -39 |
| , мм (16) | 10,5 |
 , (15) | 0,932 |
