La determinarea stării de stres a peretelui principal al conductei, se iau în considerare numai acele tensiuni care afectează fractura. S-a stabilit experimental că acestea includ tensiunile inelului din presiunea internă și tensiunile longitudinale (Figura 26).
Figura 26. Starea de stres în peretele conductei conductei principale.
Ca schemă de proiectare a conductei, este adoptată o carcasă cilindrică cu pereți subțiri. Pentru structurile cu pereți subțiri, se presupune că tensiunile sunt egale în grosimea peretelui secțiunii transversale în cauză.
Tensiunile inelare sunt determinate din starea de echilibru a unei părți a conductei tăiate printr-un plan care trece prin axul conductei (Figura 27).
Figura 27. Schema de calcul pentru determinarea tensiunilor inelului.
Starea de echilibru a porțiunii de tăiere în proeminențele forțelor pe axa orizontală x va fi formulată ca fiind egalitatea forțelor de la presiunea internă în conducta p la forțele interne din secțiunea transversală Ncc
unde Ncu este forța normală în secțiunea axială pe unitatea de lungime a carcasei cilindrice, N / m;
p - presiunea internă în conductă, Pa;
Dvn - diametrul interior al țevii, m.
Forța normală pentru o distribuție uniformă a tensiunii de-a lungul grosimii peretelui este dată de
unde este grosimea peretelui conductei, m;
- inel de stres, Pa.
Înlocuind expresia (8.33) în (8.32), obținem o formulă pentru calcularea tensiunilor inel standard
Tensiunile calculate ale inelului vor fi calculate luând în considerare factorul de fiabilitate pentru presiunea internă în conducta n
Tensiunile longitudinale apar în secțiunile transversale ale tubului, adică sunt distribuite de-a lungul unui inel delimitat de circumferința exterioară și interioară și, în special, de presiunea internă p, vor fi calculate ca o funcție a schemei de proiectare date. Figura 28 prezintă schema de proiectare a cazului în care presiunea din conducta p acționează asupra secțiunii transversale a țevii, ca și în cazul unei ștecări.
Figura 28. Schema de calcul pentru determinarea eforturilor longitudinale.
În acest caz, pentru a determina tensiunile longitudinale, luați în considerare starea de echilibru a elementului de țeavă împotriva forțelor direcționate de-a lungul axei sale. Proiecția forțelor din P presiunea internă este egală cu forța longitudinală ciot Npr o secțiune transversală a tubului
Forța longitudinală cu o distribuție uniformă a tensiunii de-a lungul grosimii peretelui este dată de
Substituind (8.35) în (8.36) se obține expresia pentru eforturile longitudinale
sau având în vedere că diametrul interior al țevii este mult mai mare decât grosimea sa
Astfel, tensiunile inelului de la presiunea internă din țeavă (8.34) sunt aproape de două ori mai mari decât tensiunile longitudinale (8.39)
În cazul particular în porțiunea rectilinie conducte subterane, care pot fi considerate blocate, adică atunci când nici o mișcare longitudinală a secțiunilor transversale ale conductei, tensiunile longitudinale vor apărea din efectele temperaturii și a presiunii interne care, acționând pe peretele interior, tubul tinde să crească în direcția radială și de a reduce lungimea sa în direcția axială.
În SNiP 2.05.06-85, se dă o formulă pentru determinarea unui astfel de caz special, ținând seama de natura elastoplastică a deformărilor conductei
unde este coeficientul de temperatură de expansiune liniară;
- diferența de temperatură în peretele țevii.
În această formulă, având în vedere elastoplastia materialului, este necesar să se folosească modulul plastic de deformări Епл și coeficientul de deformări transversale. care sunt determinate, ținând cont de starea de stres biaxial din peretele conductei, intensitatea tensiunilor și deformărilor
E0 și # 956; 0 - modul de elasticitate și raportul lui Poisson față de material.
Intensitatea tensiunilor se calculează prin formula
Intensitatea tensiunii este determinată din diagrama de tensiuni a materialului (Figura 29)
Figura 29. Schema de determinare a intensității deformării
pe diagrama de stres a materialului
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: