3. Критерии предельных состояний

В расчете на прочность секции труб используются двухпараметрические критерии предельной прочности и предельной пластичности:

1. Критерий предельной прочности определяется по формуле:

. (42)

Предельная прочность достигается при значении , равном единице, в неравенстве:

. (43)

2. Критерий предельной пластичности определяется по формуле:

. (44)

Предельная пластичность достигается при значении , равном единице, в неравенстве:

. (45)

Коэффициенты являются механическими характеристиками металла и определяются в соответствии с приложением N 3 Руководства.

Значения параметров определяются в соответствии с формулами (32), (38), (40) по компонентам деформаций - (26), которые связаны с размерами трубы D_*, и давлением p.

Решение системы уравнений (26) - (29) достигается последовательными вычислениями давления p = p_f, при котором выполняется равенство единице хотя бы одного из критериев: - условие достижения предельной прочности (43); - условие достижения предельной пластичности (45):

. (46)

Решением систем уравнений является значение разрушающего давления p_f.

Предельное давление g-той секции трубы без дефектов определяется по разрушающему давлению p_f с учетом коэффициента запаса прочности k_тр:

. (47)

Коэффициент запаса прочности k_тр рекомендуется принимать в зависимости от наличия данных по фактическому нагружению трубопровода, соответствию расчетной схемы фактическому напряженно-деформированному состоянию трубопровода, наличию достаточного количества экспериментальных данных по механическим характеристикам труб и сварных соединений, типов и размеров дефектов, не обнаруживаемых при ВТД, но не менее значений, приведенных в таблице N 3.

Таблица N 3

Условием безопасной эксплуатации g-той секции трубы, для которой определено предельное давление, является его непревышение максимальным расчетным давлением в трубопроводе (при стационарном или нестационарном режиме перекачки):

, (48)

где - максимальное расчетное давление в g-той секции труб при нестационарных (переходных) процессах, МПа.

Альтернативно, при отсутствии данных по расчетным давлениям в переходных процессах (в этом случае возможное повышение давления относительно проектного значения в переходных процессах учитывается коэффициентом надежности по нагрузке, а отсутствие превышения нормативного давления гарантируется работой системы защиты трубопровода), условие безопасной эксплуатации g-той секции трубы, для которой рассчитано предельное давление, допускается определять по формуле:

, (49)

n - коэффициент надежности по нагрузке со СНиП 2.05.06-85*, СП 36.13330.2012 (или коэффициент перегрузки по внутреннему давлению по СНиП II-Д.10-62).

Эксплуатация рассматриваемой g-той трубной секции при давлении, не превышающем предельное давление (условие (48) или (49) выполняется), при величине давления на выходе НПС, не превышающей проектное значение, возможна при соблюдении следующих условий:

отсутствие ограничений по предельному давлению и предельному сроку эксплуатации дефектов, выявленных на рассматриваемой g-той трубной секции;

периодическое проведение ВТД для контроля возможного появления и развития дефектов.