Eine neue Methode bestimmt die Kräfte und Rohrverformung durch interne und externe Drücke und Steifigkeit der Stahlbetonummantelung. Als Resultat kann es zu Reduzierungen der Rohrabmessungen kommen. Der Einfluß des hydrostatischen Druckes ist bei Pipelines im Tiefwasserbereich sehr stark. Bei Pipelines im Meer wird die Betonummantelung zur Gewichtserhöhung eingesetzt. Die Wirkung des Betongewichtes auf Verbiegung sowie Daten für den Druck bei Zusammenbruch werden berechnet. Die Bestimmung beruht auf den klassischen Methoden der Materialfestigkeitsbestimmung und berücksichtigt nicht-lineare Eigenschaften des Zementes. Durch die vorgestellte Methode kann der Effekt des Betons auf die Verbiegungsausbreitung abgeschätzt werden. Das lineare elastoplastische Verhalten des Stahls wird iterativ berechnet. Nach jedem Schritt wird die Steifigkeit geändert, so daß jeder Schritt eine Elastizitätsanalyse ist und elastische und plastische Spannung und Dehnung nicht getrennt betrachtet werden müssen. Der Sekantkoeffizient jedes Schrittes ist wie eine elastische Konstante. Aus den aufgestellten Gleichungen werden 4 Integrationskonstanten über Grenzbedingungen, bei denen die Spannung gleich dem Druck ist, berechnet. Über die Konstanten wird die Spannungsverteilung in der Wand bestimmt. Für die Berechnung der nichtlinearen elastischen Betonparameter wird die Methodik des ACI Codes für den Stahlbetoneinsatz in Gebäuden angewandt. Ein Beispiel einer 24-in Pipeline mit einer Betondicke von 3,7 in wird vorgestellt. Das Elastizitätsmodul beträgt 3000 ksi und das Poisson-Verhältnis 0,2. Die maximale ringförmige Spannung ist etwa 10fach kleiner als die von Stahl. Das effektive Elastizitätsmodul verringert sich um 13 % und die Poissonzahl steigt um 15 %, wenn der externe Druck von 700 auf 1100 psi steigt. Die Berechnung der Biegefestigkeit erfolgt mit der Methode von Timoshenko, die eine Sektion mit 2 verschiedenen Materialien und Elastizitätsmodulen betrachtet. Aus den Gleichungen wird die Gleichung für die Berechnung des Zusammenbruchdruckes abgeleitet. Damit können die Spannungen, Drücke, Versetzungen und Dehnungen in der Betonummnantelung bestimmt und dadurch Kosten gespart werden.


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    Title :

    New method determines effect of concrete coating on pipe-collapse pressure


    Additional title:

    Eine neue Methode bestimmt die Auswirkungen der Betonummantelung der Pipelines auf den Zusammenbruchdruck


    Contributors:

    Published in:

    Oil and Gas Journal ; 95 , 43 ; 57-63


    Publication date :

    1997


    Size :

    5 Seiten, 5 Bilder, 1 Tabelle, 8 Quellen



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    English




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