[发明专利]一种热油埋地管道最小约束力的确定方法

摘要

本发明提供一种热油埋地管道最小约束力的确定方法，先通过引入“允许锚固墩产生微量位移”的概念进行计算，将锚固墩的尺寸降低至原尺寸的一半，然后考虑到锚固墩处的弯头还受到土壤的推力，再加以计算使锚固墩的尺寸再次减半；经过两步推算，固定墩的尺寸减小至原来的四分之一，所以固定墩对管线的约束力也减小至四分之一，由此可以推断出管线的最小约束力；优点为本发明能够满足对管线的保护，同时又极大降低了管线锚固墩的施工难度和施工成本。

主权项

一种热油埋地管道最小约束力的确定方法，埋地热油管道运行时，随着运行温度的提升，管道本身由于热胀冷缩产生轴向应力，为抵消轴向应力，通过设置锚固墩的方式将管线约束起来，锚固墩对管线产生的保护作用力即管线的约束力，其特征在于包括以下几个步骤：1）锚固墩的尺寸越大，管线所受的约束力越大，所确定埋地热油管道最小约束力即确定锚固墩的最小尺寸，其埋地管线管墩推力计算公式为：式中：2）允许管线发生微量位移，实际需要的锚固墩推力应远小于计算推力，当管线自由端稍微产生位移之后，推力迅速减小，锚固墩微量变形后推力的变化，由嵌固段最大轴向力公式：F max=（α EΔ−υσtan）A根据推导，如果该管段允许端部锚固墩产生微量位移△L，则此时：FmaxΔ=（α EΔ−υσtan‑EΔL/L）Aσtan——环向应力（kg/cm2）；Δt——工作温度与安装温度的温差（℃）；υ——泊松系数（0.3）；E——管材的弹性模量（E=2.1×10‑6m/m/℃）；L——实际安装长度（m）；A——管材截面积（cm）；3）在工艺条件允许的条件下，加入管线微量位移进行计算，可有效减少锚固墩推力的大小，进而减小锚固墩的尺寸，经2）计算，假设管线自由端位移为L，锚固墩产生微量位移△L=0.5L，则计算出的推力约减小至原来的一半；4）考虑到土壤推力的锚固墩计算，管道伸长时，除了受到土壤的摩擦力及锚固墩的推力外，弯头还受到土壤的推力，力的方向与管线的轴向应力相反，锚固墩用于保护弯头时，受到的管道总推力P总是小于锚死直管自由端时所需承受的推力Q，小的程度和弯头夹角及锚固墩位移有较大关系，两者的管线如下公式：。