,

где y1 – коэффициент двухосного напряженного состояния металла труб;

nр – коэффициент надежности по нагрузке от внутреннего давления, nр=1,1 [1];

р – внутреннее давление в трубопроводе;

Dн – наружный диаметр трубопровода;

R1 – расчетное сопротивление материала и его можно рассчитать по формуле

,

где - нормативное сопротивление материала, зависящее от марки стали, =sв=520МПа;

m – коэффициент условий работы трубопровода, для первой категории трубопроводов m=0,75 [1];

к1 – коэффициент надежности по металлу, для данной марки стали к1=1,47 [1];

кн – коэффициент надежности по назначению, для трубопровода с условным диаметром 720 мм и внутренним давлением 6,4 МПа кн=1 [1];

МПа;

Коэффициент y1=1 при сжимающих продольных осевых напряжениях sпр N>0.

При sпр N<0 y1 определяется по формуле

.

Первоначально принимаем y1=1.

Рассчитаем предварительную толщину стенки

Уточняем это значение по ГОСТ и принимаем δ=10 мм [31].

Продольные осевые напряжения рассчитаем по формуле

,

где Dt – расчетный перепад температур;

m - коэффициент Пуассона, m=0,3 [1];

at – коэффициент линейного расширения металла,

at=1,2×10-5 1/0С [1];

Е – модуль Юнга, Е=2,06×105 МПа [1];

nt – коэффициент надежности по температуре, nt=1 [1];

Dвн – внутренний диаметр трубопровода.

мм;

Расчетный перепад температур Dt

0 С,

0 С.

Рассчитаем продольные напряжения sпр N

Так как для sпр N(-)>0 y1=1 и данный случай уже рассчитан, то рассчитаем значение коэффициента двуосного напряженного состояния для sпр N(+)<0

y

Для данного значения коэффициента y1 рассчитаем толщину стенки

Окончательно принимаем трубу 720×10.

3.2 Проверка толщины стенки на прочность и деформацию

Прочность в продольном направлении проверяется по условию

çsçyR,

где y- коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевых продольных напряжениях (s0) y=1,0 , при сжимающих (s<0) определяется по формуле

y=,

где s-кольцевые напряжения в стене трубы от расчетного внутреннего давления,

s=,

s=,

y=.

s=246,4<, что удовлетворяет условию;

s=ç-5,7ç<, условие выполняется.

Для предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопроводов проверку производят по условиям

ç sçy,

,

где s-максимальные продольные напряжения в трубопроводе от нормативных нагрузок и воздействий;

y-коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла трубы;

-кольцевые напряжения в стенках трубопровода от нормативного внутреннего давления;

-нормативное сопротивление материала, зависящее от марки стали, =sт=360МПа;

s=Dt±,

где -упругого изгиба оси трубопровода

Для проверки по деформациям находим:

1)кольцевые напряжения от действия нормативной нагрузки - внутреннего давления

;

МПа.

Коэффициент y определяется по формуле

y,