Определение толщины стенки трубопроводов и резервуаров

Рассмотрим силу давления жидкости на стенки труб. Пусть имеется участок трубопровода длиной l с внутренним диаметром d и толщиной стенок δ (рис. 2.33). Трубопровод заполнен жидкостью с гидростатическим давлением р, которое действует на внутреннюю поверхность трубы. Под влиянием этого давления труба стремится разорваться по образующим.

Рис.2.33. Разрез трубопровода

Разрывающее усилие Р представляет собой горизонтальную со­ставляющую силы давления на криволинейную цилиндрическую стенку, которая, согласно формуле (2.45), будет равна силе давления на вертикальную проекцию стенки:

(2.45).

При этом силой тяжести жидкости пренебрегаем, так как она мала по сравнению с силой Р.

Из условия прочности имеем

(2.46)

где [σ] - допускаемое напряжение на разрыв; S - площадь сечения стенок трубы, по которому возможен разрыв.

Так как разрыв стенок трубы возможен одновременно по двум противоположным образующим aa и bb, то .

(2.47)

Подставляя полученное значение f в уравнение (2.46), с учетом формулы (1.41) получим:

откуда необходимая толщина стенок трубы

(2.48)

Толщину стенок трубы увеличивают по сравнению с вычис­ленной по формуле (1.44) на величи­ну запаса а, тогда

(2.49)

где а - запас на коррозию, неточность отливки и т.п., принимаемый равным 1–3 мм.

Зависимость (2.49) применима при расчете толщины поясов резервуара, однако при расчете в качестве давления учитывается величина избыточного гидростатического давления.