УДК 622.692.4
В. А. К о т л я р е в с к и й, А. А. А л е к с а н д р о в,
В. И. Л а р и о н о в
АНАЛИЗ ПРОЧНОСТИ ЗАГЛУБЛЕННЫХ
В ГРУНТ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ
В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ НАГРУЖЕНИЯ
Рассмотрены нагрузки, действующие на линейную часть маги-
стральных нефтепроводов, и внутренние силы в материале трубы
при сложных условиях нагружения.
E-mail:
;
Ключевые слова
:
магистральный нефтепровод, грунт, нагрузки, вну-
тренние силы, температурный перепад.
Заглубленные в грунт линейные части (ЛЧ) магистральных нефте-
проводов (МН) на участках трасс с вертикальной кривизной рельефа
статически нагружены массой засыпки, а также изгибающими момен-
тами от искривлений рельефа. Кроме того, при эксплуатации оболочка
МН растягивается под действием гидростатического давления транс-
портируемого продукта. Температура заглубленных труб отличается
от начальной температуры при прокладке в грунт, такой температур-
ный перепад вызывает осевое нагружение труб. На трубы с продуктом
также может действовать вертикальное выталкивание от водоизмеще-
ния и внешнее гидростатическое давление (для случая обводненной
среды). В сейсмически активных регионах на МН действуют волновые
сейсмические нагрузки.
В общем случае условия, вызывающие статическое нагружение и
напряженно-деформированное состояние (НДС) МН, включают в се-
бя: литостатические давления; выталкивающие силы водоизмещения
и внешнее градиентное гидростатическое давление; кривизну МН в
условиях местного рельефа; температурный перепад; внутреннее ги-
дростатическое давление транспортируемого продукта.
Рассмотрим методы и некоторые результаты определения НДС и
ресурса прочности трубопроводов при возможных сочетаниях компо-
нент тензора напряжений в реальных комплексных условиях статиче-
ского и сейсмического нагружений.
Нагрузки на МН и внутренние силы.
Действие погонной силы
G
1
от массы грунта над трубой определяется по формуле
G
1
= 2
ρghD,
а выталкивающей силы водоизмещения
G
2
из выражения
G
2
=
πρ
в
gR
2
,
где
D
— внешний диаметр МН;
ρ
и
ρ
в
— плотности грунта и воды;
h
—
толщина грунтовой засыпки;
g
— ускорение свободного падения.
24 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 4
