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 |
|
Ст2кп, ВСт2кп
|
324 |
216 |
|
Ст2пс, Ст2сп, ВСт2пс, ВСт2сп
|
333 |
225 |
|
Ст3кп, ВСт3кп
|
363 |
235 |
|
Ст3пс, Ст3сп, ВСт3пс, ВСт3сп
|
373 |
245 |
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
|