ГОСТ Р 55990-2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Месторождения нефтяные и газонефтяные. Промысловые трубопроводы. Нормы проектирования

12.4. Прочность и жесткость отводов и тройниковых соединений

12.4.1. При проверке прочности отводов необходимо учитывать продольные напряжения от действия внутреннего давления, а также от изменения длины трубопровода под действием внутреннего давления продукта и от изменения температуры стенок труб и изгиба при компенсации продольных деформаций.

12.4.2. При определении жесткости и напряженного состояния отводов следует учитывать условия их сопряжения с трубой и влияние внутреннего давления.

12.4.3. При расчете трубопровода жесткость участков на длине отводов (E₀I)_p.b., МН·м², должна вычисляться по формуле

 

(12.20)

 

где E₀I - изгибная жесткость сечения отвода, МН·м²;

k_p - коэффициент повышения гибкости отвода.

12.4.4. Значения коэффициента повышения гибкости отводов k_p следует вычислять в зависимости от центрального угла отвода и коэффициента гибкости длинных отводов:

- при следует вычислять по формуле

 

(12.21)

 

- при следует вычислять по формуле

 

(12.22)

 

где - коэффициент гибкости длинных отводов, который следует определять с учетом действия внутреннего давления;

f₁ - параметр перемещений срединной поверхности отвода.

Радиус средней линии сечения отвода r, м, следует вычислять по формуле

 

r = (D - t_nom)/2, (12.23)

 

где D - диаметр отвода наружный, м;

t_nom - номинальная толщина стенки отвода, м.

12.4.5. Входящий в формулу (12.22) параметр перемещений f₁, а также другие параметры перемещений f_i, необходимые для определения коэффициента увеличения напряжений в отводах, находятся на основании следующих рекуррентных формул:

 

(12.24)

 

12.4.6. В формулы (12.24) входят вспомогательные коэффициенты , которые вычисляют по формулам, в которые входит параметр кривизны отвода и параметр внутреннего давления p^*:

 

(12.25)

 

(12.26)

 

(12.27)

 

где P_d - давление расчетное, МПа;

E₀ - модуль упругости материала отвода, МПа;

- коэффициент Пуассона материала отвода.

12.4.7. Коэффициент гибкости тройниковых соединений следует принимать равным единице.

12.4.8. При расчете на прочность отводов расчетный момент M, МН·м, вычисляется в зависимости от изгибающих моментов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и от коэффициента увеличения продольных напряжений по формуле

 

(12.28)

 

где m_s - коэффициент увеличения напряжений;

M_i - изгибающий момент, действующий в плоскости отвода, МН·м;

M_o - изгибающий момент, действующий из плоскости отвода, МН·м.

12.4.9. Коэффициент увеличения напряжений в отводах m следует вычислять в зависимости от центрального угла отвода :

- при коэффициент увеличения напряжений следует вычислять по формуле

 

(12.29)

 

- при коэффициент увеличения напряжений следует вычислять по формуле

 

(12.30)

 

где - коэффициент увеличения напряжений в длинных отводах.

12.4.10. Коэффициент увеличения напряжений в длинных отводах следует определять с учетом действия внутреннего давления по формуле

 

(12.31)

 

где - коэффициент гибкости принимается по формуле (12.22);

f_i - значения параметров перемещений по формулам (12.24).

12.4.11. Результирующий изгибающий момент M, МН·м, действующий на ответвление тройника, следует вычислять по формуле

 

(12.32)

 

где M_i - изгибающий момент на ответвление тройника, действующий в плоскости тройника, МН·м;

M_o - изгибающий момент на ответвление тройника, действующий из плоскости тройника, МН·м;

m_i, m_o - коэффициенты увеличения напряжений при изгибе, соответственно в плоскости и из плоскости тройника, вычисляемые по формулам:

 

(12.33)

 

m_i = 0,75·m_o + 0,25, (12.34)

 

где d, D - соответственно диаметры наружного ответвления и магистрали тройника, м.

12.4.12. Входящий в формулу (12.33) безразмерный параметр тройника h следует вычислять:

- для ТС без усиливающих элементов по формуле

 

(12.35)

 

- для ТШ и ТШС по формулам:

 

(12.36)

 

r = [D - (T_h)_n]/2, (12.37)

 

где D - диаметр наружный основной трубы (магистрали) тройника, м;

(T_h)_n - номинальная толщина стенки магистрали тройника, м;

r₀ - радиус закругления наружной поверхности сечения тройника в продольной плоскости симметрии, м.