Đường ống chính dẫn và sản phẩm dầu - Tiêu chuẩn thiết kế - Phần 7

8.2.4. Chênh lệch nhiệt độ tiêu chuẩn trong kim loại ống cần lấy bằng hiệu giữa nhiệt độ thấp nhất hoặc cao nhất của thành ống trong quá trình vận hành và nhiệt độ thấp nhất hoặc cao nhất khi lập sơ đồ tính toán đường ống.

8.2.5. Nhiệt độ thấp nhất hoặc cao nhất của đường ống trong quá trình vận hành cần xác định tuỳ theo nhiệt độ của sản phẩm được bơm, nhiệt độ đất, nhiệt độ không khí, cũng như vận tốc gió, bức xạ mặt trời và sự trao đổi nhiệt giữa đường ống và môi trường xung quanh.

Nhiệt độ cao nhất hoặc thấp nhất dùng để lập sơ đồ tính đường ống cần được chỉ rõ khi thiết kế.

Đối với đường ống ngầm, sự chênh lệch nhiệt độ không lấy nhỏ hơn:

Đường ống đặt nổi:

8.2.6. Lực đầy nổi của nước q_n (N/m) lên một đơn vị chiều dài đường ống đặt ngầm dưới nước ở chỗ không có dòng chảy được tính theo công thức:

Trong đó:

D_ng: Đường kính ngoài của ống có tính cả lớp bọc chống gỉ và lớp gổ bọc (m):

y_n: Khối lượng nêng của nước có tính cả lượng muối tan trong nước (kg/m³)

Chú thích: Đường ống vượt qua khu vực đất quá nhão, lỏng thì khi tính cần lấy khối lượng riêng của đất nhão lỏng đó (xác định theo số liệu khảo sát) thay cho khối lượng riêng của nước.

8.2.7. Tải trọng gió lên lm chiều dài đường ống qg (N/m) nằm vuông góc với chiều gió được tính theo công thức:

Trong đó:

D_ng: Đường kính ngoài của ống (m)

q^T_tc: Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió (N/m² ) được xác định theo TCVN 2737: 1978.

qĐ_tc: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió (N/m²) được xác định theo TCVN 27S7: 1978.

8.2.8. Xác tải trọng và lực tác dụng xuất hiện do sự biến dạng của đất (lún, nở) do các trụ đỡ bị trượt, bị dịch chuyển v.v... phải được xác định trên cơ sở phân tích các điều kiện của đất và các biến dạng có thể có trong quá trình xây dựng và vận hành đường ống.

8.2.9. Khi thiết kế các đường ống nổi cần tính thêm các tác dụng động lực do các thiết bị rửa ống và vật cách sinh ra khi làm sạch mặt trong của ống.

8.3. Xác định chiều đày thành ống

8.3.1. Độ dày thành ống G (cm) được tính theo công thức:

Nếu có ứng suất dọc trục thì độ dày thành ống tính theo công thức:

Trong đó:

D_ng: . Đường kính ngoài của ống (cm)

P: áp suất bơ m tiêu chuẩn (N/cm²)

n: Hệ số quá tải của áp suất bơm lấy theo bảng 13

R₁: Cường độ tính toán theo công thức (8), (9) (N/cm²)

₁: Hệ số tính tới trạng thái ứng suất hai trục của đường ống tính theo công thức:

Trong đó:

σ dN: Giá trị tuyệt đối của các ứng suất ép dọc trục (N/cm²) được xác định theo các tải trọng và lực tác dụng tính toán có tính đến tính đàn hồi dẻo của kim loại ống tuỳ theo cấu trúc đã chọn.

Việc tăng chiều dày thành ống khi có các ứng suất nén dọc trục so với giá trị tính theo công thức (15) cần được lí giải về kinh tế kĩ thuật có tính đến các giải pháp cấu trúc về nhiệt độ của sản phẩm dầu mỏ được bơm.

8.3.2. Độ dày thành ống tính theo công thức (15) và (16) phải lấy không nhỏ hơn 1/140 đường kính ngoài cửa ống và không nhỏ hơn 4mm.

8.4. Kiểm tra độ bền và tính ổn định của đường ống ngầm và đường ống đặt ở mặt đất (trong dải đất đắp).

8.4.1. Các đường ống ngầm và đường ống đặt ở mặt đất trong dải đất đắp) cần được, kiểm tra độ bền, các biến dạng, tính ổn định chung theo chiều dọc và tính toán chống trôi, nổi.

8.4.2. Cần kiểm tra độ bền của đường ống ngầm và đường ống đặt ở mặt đất theo điều kiện:

σ dN, R₁ như chú thích ở công thức (16), (17) và điều 8.1.2. (18)

₂: Hệ số tính tới trạng thái ứng suất 2 trục trong kim loại ống, khi có các ứng suất kéo dọc trục (V dN > 0) thì₂ lấy bằng 1, còn có các ứng suất ép dọc trục (σ dN < 0) thì j₂ xác định theo công thức:

Trong đó:

σ_v: ứng suất vòng sinh ra áp suất bên trong tính bằng (N/cm²)

và được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

σ: Độ dày thành ống (cm)

n: Hệ số quá tải của áp suất bơm tiêu chuẩn lấy theo bảng 13

p: áp suất bơm tiêu chuẩn (N/cm²)

D_tr: Đường kính trong của ống (cm).

8.4.3. Các ứng suất dọc trục σ dN(N/m²) xác định theo các tải trọng và lực tác dụng cần nêu rõ điều kiện làm việc của đường ống và tác dụng tương hỗ của chúng với đất.

Trong trường hợp riêng, đối với các đoạn ống đặt ngầm và đặt ở mặt đất thẳng và cong đàn hồi dẻo của kim loại ống. Trong sơ đồ tính toán đất thì các ứng suất dọc trục sinh ra do tác dụng của nhiệt độ và áp suất bên trong được tính theo công thức sau:

Trong đó:

∆t: Chênh lệnh nhiệt độ tính bằng (⁰C) khi ống bị đun nóng thì mang dấu

α: Hệ số dãn nở dài của kim loại ống (1/độ)

E: Mô đun đàn hồi của kim loại ống (N/cm²).

P, D_tr δ: Như trong công thức (20)

8.4.4. Đối với đường ống đặt qua vùng khai thác mỏ thì ứng suất kéo dọc trục V dN (N/cm2) sinh ra do sự biến dạng bề mặt trái đất tính theo công thức:

Trong đó:

δ: Độ dày thành ống tiêu chuẩn (cm) .

l_k: Độ dải của dải đất bị gián đoạn so với độ dài của đường ống trong vùng đất bị kéo (cm)

l: Độ dài vùng đất bị kéo (cm)

Q_c: Cường độ tác dụng do các biến dạng của đất sinh ra (N/cm²)

Cần kiểm tra sự biến dạng của đường ống đặt ngầm và ở mặt đất theo điều kiện:

 

Trong đó:

σ_d^tc: Tổng các ứng suất dọc lớn nhất trong đường ống sinh ra do các tải trọng và lực tác dụng tiêu chuẩn xác định theo các yêu cầu của Điều 8.4.5; (N/cm²).

σ_v^tc : Các ứng suất vòng sinh ra do áp suất bơm tiêu chuẩn (N/cm² ) xác định theo công thức:

C: Hằng số lấy bằng l đối với các đường ống loại III và lV lấy bằng 0,85 đối với đường ống loại I và II, lấy bằng 0,65 đối với đường ống loại III.

K_H: Hệ số tin cậy lấy theo bảng 11.

R₂^tc: Cường độ tiêu chuẩn xác định theo yêu cầu của Điều 8.1.1.

₃: Hệ số tính đến trạng thái ứng suất 2 trục của kim loại ống. Khi có ứng suất kéo dọc trục (σ_d^tc = 0) thì ₃ lấy bằng 1, còn khi có ứng suất ép dọc trục (σ_v^tc = 0) thì ₃ xác định theo công thức:

8.4.5. Tổng các ứng suất dọc trục lớn nhất σ_d^tc max (N/cm²) được tính theo tải trọng và lực tác dụng tiêu chu.ẩn có tính đến tổ hợp của chúng trong giai đoạn đàn hồi của kim loại ống, các dịch chuyển dọc và ngang của đường ống phù hợp với phương pháp cơ học kết cấu.

Trong trường hợp riêng: Đối với các đoạn ống thang và cong đàn hồi, khi không có các dịch chuyển dọc và ngang của đường ống, các sự lún và nở của đất thì tổng các ứng suất dọc lớn nhất sinh ra do các tải trọng và lực tác dụng tính toán tiêu chuẩn như áp dụng áp suất bơm sự thay đổi nhiệt độ và sự uốn dài đàn hồi thì được tính theo công thức sau:

Trong đó:

p: Bán kính uốn cong đàn hồi của trục đường ống (cm)

P, D_tr, D_ng, δ, α, E, ∆t: như trong công thức (15) đến (21)

8.4.6. Cần kiểm tra độ bền chung của đường ống theo chiều dọc ở tiết diện yếu nhất theo điều kiện.

Trong đó:

m: Hệ số điều kiện làm việc lắy theo bảng l.

N_d.gh: Lực dọc giới hạn (N) khi ống bắt đầu mất tính ổn định dọc được xác định theo chỉ đẫn của Điều 8.4.7 l

a: Lực kéo dọc trục tương đương trong tiết diện ống (N) xác định theo điều 8.4.7.

Cần kiểm tra tính ổn định dọc cho các đoạn đường ống cong trong mặt phẳng của uốn của đường ống.

Xem lại: Đường ống chính dẫn và sản phẩm dầu - Tiêu chuẩn thiết kế - Phần 6

Xem tiếp: Đường ống chính dẫn và sản phẩm dầu - Tiêu chuẩn thiết kế - Phần 8