Таблица 3

ГОСТ и диаметр труб, мм

Группы

Марки, виды сталей по степени раскисления и категории

Требования ГОСТ по величине гидравлического испытательного давления

Прочностные характеристики сталей труб

обязательное

по заказу или по требованию потребителя

ГОСТ 8696-74*, от 159 до 1620

А

Ст2, Ст3, категория 3 с нормированием механических свойств

при

-

См. табл. 4

В

ВСт2 категория 2, ВСт3 категорий 2-5 низколегированные (17Г1С и др.) по химическому составу и с нормированием механических свойств

То же

По требованию при

"

Б

БСт2, БСт3 категорий 1, 2; по химическому составу

То же, при МПа; не более 3,5 МПа

-

Не нормированы

Д

Не нормированы

"

-

"

ГОСТ 10705-80*, до 530

А

Ст2, Ст3, Ст4 всех степеней раскисления, категорий 1-3 с нормированием механических свойств

МПа для до 102 мм; МПа для мм и более; МПа для от 402 до 530 мм при толщине 4-5,5 мм

По требованию потребителя при или , но не более 20 МПа

См. табл. 3

Б

БСт2, БСт3, БСт4 08, 10, 15, 20 всех степеней раскисления с нормированием химического состава

То же

-

Не нормированы

В

ВСт2, ВСт3, ВСт4 (категорий 1, 2) всех степеней раскисления: ВСт3сп и ВСт3пс категорий 3-6 08, 10, 15, 20 всех степеней раскисления с нормированием механических свойств и химического состава

"

То же, что и для группы А

См. табл. 3

Д

Не нормированы

"

-

Не нормированы.

Для групп А и В предел текучести труб без термической обработки определяется по согласованию с потребителем, а термически не обработанных труб по требованию потребителя

ГОСТ 10706-76*, от 426 до 1620

А

Ст2 и СТ3 всех степеней раскисления категории 1 и 3 с нормированием механических свойств. Допускается изготовлять трубы из низколегированной стали

при

По заказу потребителя

См. табл. 4

Б

Стали те же, что и для группы А, категории 1 и 2, но с нормированием химического состава

МПа; а для труб 920х7; 1020х8; 1120х8; 1120х9; 1220х9; 1220х10; 1320х9; 1320х10; 1320х11; 1420х10; 1420х11, величина МПа

-

Не нормированы

В

Стали те же, что и для группы А категорий 1-4, но с нормированием механических свойств и химического состава

при

-

См. табл.4

Д

Не нормированы

, то же, что и для группы Б

-

Не нормированы

Примечание. Величины, входящие в формулу, принимаются в единой размерности.

Таблица 4

ГОСТ или ТУ

Марки сталей

, МПа

, МПа

ГОСТ 10706-76*

Ст2кп, ВСт2кп

324

216

Ст2пс, Ст2сп, ВСт2пс, ВСт2сп

333

225

Ст3кп, ВСт3кп

363

235

Ст3пс, Ст3сп, ВСт3пс, ВСт3сп

373

245

ГОСТ 8696-74*

ВСт2кп, Ст2кп

324

216

ВСт2сп, ВСт2пс, Ст2сп, Ст2пс

334

225

ВСт3сп, ВСт3пс, Ст3сп, Ст3пс

372

245

ВСт3кп, Ст3кп

363

235

17ГС при толщине стенки 5-9 мм (по классу К52)

510

353

ТУ 14-3-377-75

ВСт3сп

372

235

10

333

206

20

412

245

ТУ 14-3-684-77

ВСт3пс, ВСт3сп

372

245

20

412

245

К34

333

206

К38

372

235

К45

441

294

К52

510

353

К60

588

412

ТУ 14-3-943-80

ВСт3пс, ВСт3сп

372

225

10сп

333

206

ТУ 14-3-1209-83

Ст2

324

216

Ст3

372

245

09Г2ФБ, 10Г2Ф

441

372

14ХГС, 12Г2С

421

294

4. РАСЧЕТ ТРУБ НА ПРОЧНОСТЬ, ДЕФОРМАЦИЮ И УСТОЙЧИВОСТЬ

4.1. Толщину стенки труб , мм, при расчете на прочность от воздействия внешних нагрузок на опорожненный трубопровод следует определять по формуле

(3)

где - расчетная приведенная внешняя нагрузка на трубопровод, определяемая по прил. 3 как сумма от всех действующих нагрузок в их наиболее опасном сочетании, кН/м; - коэффициент, учитывающий совместное действие отпора грунта и внешнего давления; определяется по п. 4.2.; - общий коэффициент, характеризующий работу трубопроводов, равный ; - коэффициент, учитывающий кратковременность испытания, которому подвергаются трубы после их изготовления, принимаемый равным 0,9; - коэффициент надежности, учитывающий класс участка трубопровода по степени ответственности, принимаемый равным: 1 - для участков трубопроводов 1 класса по степени ответственности, 0,95 - для участков трубопроводов 2 класса, 0,9 - для участков трубопроводов 3 класса; - расчетное сопротивление стали, определяемое в соответствии с разд. 3 данного Пособия, МПа; - наружный диаметр трубы, м.

4.2. Значение коэффициента следует определять по формуле

(4)

где -.параметры, характеризующие жесткость грунта и трубы, определяются согласно прил. 3 данного Пособия, МПа; - величина вакуума в трубопроводе, принимаемая равной до 0,8 МПа; (значение задается технологическими отделами), МПа; - величина внешнего гидростатического давления, учитываемого при прокладке трубопроводов ниже уровня грунтовых вод, МПа.

4.3. Толщину трубы , мм, при расчете на деформацию (укорочение вертикального диаметра на 3% от воздействия суммарной приведенной внешней нагрузки) следует определять по формуле

(5)

4.4. Расчет толщины стенки трубы , мм, от воздействия внутреннего гидравлического давления при отсутствии внешней нагрузки следует производить по формуле

(6)

где - расчетное внутреннее давление, МПа.

4.5. Дополнительным является расчет на устойчивость круглой формы поперечного сечения трубопровода при образовании в ней вакуума, производимый исходя из неравенства

(7)

где - коэффициент приведения внешних нагрузок (см. прил. 3).

4.6. За расчетную толщину стенки подземного трубопровода следует принимать наибольшее значение толщины стенки, определенное по формулам (3), (5), (6) и проверенное по формуле (7).

4.7. По формуле (6) построены графики выбора толщин стенок в зависимости от расчетного внутреннего давления (см. разд. 5), позволяющие без проведения расчетов определять соотношения между величинами: для от 325 до 1620 мм.

4.8. По формулам (3), (4) и (7) построены таблицы допустимых глубин заложения труб в зависимости от толщины стенки и других параметров (см. разд. 6).

По таблицам можно без проведения расчетов определять соотношения между величинами: и для следующих наиболее часто встречающихся условий: - от 377 до 1620 мм; - от 1 до 6 м; - от 150 до 400 МПа; основание под трубы грунтовое плоское и спрофилированное (75°) с нормальной или повышенной степенью уплотнения грунтов засыпки; временная нагрузка на поверхности земли - НГ-60.

4.9. Примеры расчета труб по формулам и подбора толщин стенок по графикам и таблицам даны в прил. 4.

4.10. Для наиболее часто встречающихся условий укладки, рекомендуемых марок сталей и сортамента в табл. 5 приведены расчетные величины толщин стенок. Эта таблица является сокращенным вариантом таблиц разд. 6.

Таблица 5

Толщина стенки , мм, при засыпке грунтом

Наружный диаметр , мм

песками (кроме пылеватых)

песками пылеватыми

супесями, суглинками

глиной

Глубина заложения, м (до верха труб)

1-1,5

2,5

3,5

1-1,5

2,5

3,5

1-1,5

2,5

3,5

1-1,5

2,5

3,5

Трубопроводы 1 класса

273

3/-

3/-

3/-

3/-

3/-

4/-

3/-

4/-

5/-

3/-

4/-

5/3

325

3/-

3/-

3/-

3/-

4/-

5/-

3/-

5/-

6/-

4/-

5/3

6/4

377

3/-

3/-

4/-

4/-

5/3

6/4

3/-

4/3

5/4

5/-

6/4

-/5

426

3/-

3/-

4/3

4/-

5/4

7/5

4/-

5/4

6/4

6/4

7/5

-/6

530

4/-

4/-

5/4

5/-

6/5

8/6

4/-

6/4

7/5

7/5

9/6

-/8

630

4/-

5/-

6/5

6/5

8/6

10/7

5/-

7/5

9/6

6/5

8/6

9/7

720

5/-

6/-

7/6

7/6

10/7

-/8

6/-

8/6

11/7

7/-

9/6

11/8

820

5/-

6/-

8/7

9/7

11/7

-/9

7/6

9/7

12/8

8/-

10/7

12/9

920

6/-

7/-

9/8

11/8

-/8

-/10

8/7

10/8

14/9

9/7

11/8

-/10

1020

7/-

8/7

11/9

12/8

-/9

-/11

9/8

11/9

-/10

10/8

12/9

-/11

1220

8/-

9/8

13/10

-/10

-/11

-/14

11/9

14/10

-/12

12/10

-/11

-/13

1420

10/-

12/10

15/12

9/-

10/-

13/11

9/-

10/9

12/10

15/11

-/13

-/16

1620

12/-

14/12

-/14

10/-

11/-

15/12

10/-

12/11

16/13

-/13

-/14

-/-

-

Плоское основание с нормальной степенью уплотнения грунтов засыпки

Плоское основание с повышенным уплотнением грунтов засыпки

Профилированное основание (75°) с повышенной степенью уплотнения грунтов засыпки

Трубопроводы 2 класса

273

3/-

3/-

3/-

3/-

3/-

4/-

3/-

4/-

5/-

3/-

4/-

5/3

325

3/-

3/-

3/-

3/-

4/-

5/-

3/-

5/-

6/-

4/-

5/3

6/4

377

3/-

3/-

4/-

4/-

5/3

6/4

3/-

4/3

5/4

5/-

6/4

-/5

426

3/-

3/-

4/3

4/-

5/4

7/5

4/-

5/4

6/4

6/4

7/5

-/6

530

4/-

4/-

5/4

5/-

6/5

8/6

4/-

5/4

7/5

7/5

8/6

-/7

630

4/-

5/-

6/5

6/5

8/6

9/7

5/-

6/5

8/6

6/5

7/6

9/7

720

5/-

5/-

7/6

7/6

9/7

-/8

6/-

7/6

10/7

7/-

8/6

10/7

820

5/-

6/-

8/7

8/7

10/7

-/8

7/6

8/7

12/8

8/-

9/7

11/8

920

6/-

7/-

9/7

10/8

-/8

-/9

8/7

9/8

13/9

9/7

10/8

-/9

1020

7/-

8/7

10/8

11/8

-/9

-/11

9/8

10/9

-/10

10/8

12/9

-/10

1220

8/-

9/8

12/10

-/10

-/11

-/13

10/9

13/10

-/12

12/10

-/11

-/12

1420

9/-

11/10

14/12

9/-

10/-

12/11

9/-

10/9

12/10

15/11

-/13

-/15

1620

11/-

13/12

17/14

10/-

11/-

14/12

10/-

12/11

15/13

17/13

-/14

-/17

-

Плоское основание с нормальной степенью уплотнения грунтов засыпки

Плоское основание с повышенным уплотнением грунтов засыпки

Профилированное основание (75°) с повышенной степенью уплотнения грунтов засыпки

Трубопроводы 3 класса

273

3/-

3/-

3/-

3/-

3/-

4/-

3/-

4/-

5/-

3/-

4/-

5/3

325

3/-

3/-

3/-

3/-

4/-

5/-

3/-

5/-

6/-

4/-

5/3

6/4

377

3/-

3/-

4/-

4/-

5/3

6/4

3/-

4/3

5/4

5/-

6/4

-/5

426

3/-

3/-

4/3

4/-

5/4

6/5

4/-

5/4

6/4

6/4

7/5

-/6

530

4/-

4/-

5/4

5/-

6/5

8/6

4/-

5/4

7/5

7/5

8/6

-/7

630

4/-

5/-

5/-

6/5

8/6

9/7

5/-

6/5

8/6

6/5

7/6

8/7

720

5/-

5/-

6/-

7/6

9/7

11/8

6/-

7/5

9/7

7/-

8/6

10/7

820

5/-

6/-

7/-

8/6

9/7

-/8

6/-

8/6

11/8

7/-

9/7

11/8

920

6/-

7/-

8/-

9/7

11/8

-/9

7/-

9/7

12/9

8/7

10/8

-/9

1020

6/-

7/-

9/8

10/7

-/9

-/10

8/-

10/8

-/10

9/7

11/9

-/10

1220

8/-

9/8

11/10

-/10

-/11

-/13

10/9

12/9

-/12

11/10

-/11

-/12

1420

9/-

10/-

13/12

9/-

10/-

11/-

9/-

10/9

12/10

14/11

-/13

-/14

1620

10/-

12/-

16/14

10/-

11/-

13/12

10/-

11/-

14/13

15/13

-/14

-/16

-

Плоское основание с нормальной степенью уплотнения грунтов засыпки

Плоское основание с повышенным уплотнением грунтов засыпки

Профилированное основание (75°) с повышенной степенью уплотнения грунтов засыпки