Файл: Контрольная работа по дисциплине Сооружение и ремонт трубопроводов Вариант 8 Проверил Самара, 2023 Задача 1.docx

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «СамГТУ»)

Институт заочного образования

Кафедра «Трубопроводный транспорт»


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Сооружение и ремонт трубопроводов»
Вариант 8

Выполнил:

Проверил:


Самара, 2023

Задача 1

Расчет напряженного состояния трубопровода при изоляционно-укладочных работах

Рассчитать расстояние между трубоукладчиками и усилия на крюки трубоукладчика, если при изоляционно-укладочных работах используются три трубоукладчика, расчетная схема принята симметричная. Определить напряженное состояние трубопровода при укладке.

Исходные данные:

наружный диаметр трубы - =820 мм;

толщина стенки – =8 мм;

высота (max) подъема трубопровода при укладке - =2,1 м;

высота, на которой работает очистная машина = 1,0 м;

высота, на которой работает изоляционная машина =1,9 м;

вес очистной машины = 4,1 тс;

вес изоляционной машины = 2,6 тс;

категория участка – II, =0,75

Марка стали – 13Г1СБ-У, =540 МПа, =390 МПа

---

Коэффициент надежности по нагрузкам от действия собственного веса

Коэффициент надежности по материалу =1,15

Коэффициент надежности по назначению трубопровода =1,0

Удельный вес стали =78500 Н/м³

Модуль Юнга



Решение:

Определим значения и по формулам:









По номограмме (рис. 2) определяем



Рис. 2. Номограмма для определения рациональной расстановки групп
трубоукладчиков в изоляционно-укладочной колонне



Внутренний диаметр трубопровода:



Осевой момент инерции поперечного сечения трубы:



Нагрузка от веса трубы:



Расстояния между трубоукладчиками (по первому варианту расчета):









Расстояния между трубоукладчиками (по второму варианту расчета):

---

Усилия на крюках трубоукладчика (по первому варианту расчета)











Усилия на крюках трубоукладчика (по второму варианту расчета):







Из двух вариантов расчета выбираем первый, т.к. в этом случае усилия на крюки трубоукладчика меньше.

Напряжения от изгиба трубопровода при подъеме на высоту h



Расчетное сопротивление материала трубы:



→ условие выполняется, т.е. изломов трубы не произойдет.

Задача 2

Определение шага расстановки пригрузов при укладке трубопровода в обводненной местности

Рассчитать шаг расстановки железобетонных пригрузов при укладке нефтепровода через болото. Шаг расстановки пригрузов рассчитывать с учетом опорожнения нефтепровода.

Исходные данные для расчета:

наружный диаметр трубы - =820 мм;

толщина стенки – =8 мм;

пригруз-железобетонный седловидный,

масса пригруза =3000 кг

размеры пригруза =1640 мм, =1210 мм, =1100 мм, =346 мм, =480 мм,

---

=40 мм, =390 мм

Нагрузка от веса трубы (из задачи 1)

=1,05 (для железобетонных пригрузов)

=1,05
Решение

Необходимую дополнительную пригрузку на 1 метр трубы Б определяем по формуле:



где: – нагрузка от веса продукта в трубе

Выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод:



Расчет проводим с учетом опорожнения трубопровода, вес продукта



→ трубу необходимо пригружать.
Для трубы диаметром 820 мм размеры железобетонного пригруза

=1640 мм, =1210 мм, =1100 мм, =346 мм, =480 мм, =40 мм, =390 мм





Тогда вес пригруза в воде:



Таким образом, шаг расстановки пригрузов равен:

Задача 3

Расчет надземного перехода трубопровода на прочность и продольную устойчивость

Определить допустимое расстояние между опорами надземного балочного перехода газопровода, произвести расчет данного участка на прочность и продольную устойчивость.

Исходные данные для расчета:

наружный диаметр трубы -

---

=820 мм;

толщина стенки – =8 мм;

внутреннее давление – Р=6,5 МПа,

категория участка – II, =0,75

Марка стали – 13Г1СБ-У, =540 МПа, =390 МПа

температура стенки трубы при эксплуатации – tэ = 18⁰С,

температура фиксации расчетной схемы трубопровода tф = -34⁰С,

коэффициент надежности по материалу трубы k1 = 1,34

Нагрузка от веса трубы (из задачи 1)

α= 0,000012 – коэффициент линейного расширения металла трубы, град^-1

μ=0,3 – переменный коэффициент поперечной деформации стали;

Переход - двухпролетный.
Решение

Расчет допускаемого пролета.

Вес продукта:



Суммарный вес трубы и продукта:



Осевой момент сопротивления поперечного сечения трубы:



Кольцевые напряжения от расчётного внутреннего давления



Расчетное сопротивление материала трубы:


Допускаемый пролет



Выполним проверку на продольную устойчивость.



Площадь поперечного сечения трубы:



Сжимающее продольное усилие в трубопроводе:





Осевой момент инерции поперечного сечения трубы:



Критическая продольная сила:





→ условие продольной устойчивости выполняется

---