Этапы полного расчета трубопровода

5.2.3.1. Для оценки прочности трубопровода, а также для определения передаваемых им усилий на оборудование и перемещений его сечений при нагре­ве производится полный расчет трубопровода. Он складывается из ряда расчетов (этапов), каждый из которых выполняется на совместное действие опре­деленного частного сочетания нагружающих факто­ров (табл. 5.4).

Как видно из табл. 5.4, оценка прочности не требу­ется:

Для высокотемпературного трубопровода в расче­те по этапу III;

Для низкотемпературного трубопровода в расче­тах по этапам II и IV.

5.2.3.2. На этапах I, II, III полного расчета внут­реннее давление на участке трубопровода принима-

Таблица 5.4 Этапы полного расчета трубопровода

Обо­

Содержа­

Учитываемые нагру­

Назначение этапа для

Значе­

Ние этапа

Жающие факторы для

Трубопроводов

Ние

Трубопроводов

Низкотем­

Высокотем

Низкотем­

Высокотем­

Пературных

Пературных

Пературных

Пературных

1

2

3

4

5

6

I

Расчет па

Внутреннее давление;

Оценка статической

Действие

Весовая нагрузка;

Прочности на совме­

Весовой

Усилия промежуточ­

Стное действие

Нагрузки

Ных опор в рабочем

Указанных нагру­

Состоянии (рабочие

Жающих факторов

Нагрузки опор)

П

Расчет

Внутреннее давлепие;

Оценка

Для ра­

Весовая нагрузка;

Статичес­

Бочего

Усилия промежу­

Кой проч­

Состояния

Точных опор в рабо­

Ности на

На совме­

Чем состоянии;

Совмест­

Стное дей­

Температурное рас­

Ное дей­

Ствие всех

Ширение (самоком­

Ствие всех

Нагру­

Пенсация); «соб­

Нагружа­

Жающих

Ственные» смещения

Ющих

Факторов

Защемленных кон­

Факторов

Цевых сечений

Монтаж­

Саморас­

Определение уси­

Ная рас­

Тяжка

Лий воздействия

Тяжка

Или

Трубопровода на

Монтаж­

Оборудование

Ная рас­

Тяжка

1

2

3

4

5

6

III

Расчет на действие темпера­турного расшире­ния (на самоком­пенса­цию)

Внутреннее давле­ние; температурпое расширение; «соб­ственные» смещения защемленпых кон­цевых сечений; усилия сопроти­вления промежу­точных опор

Оценка усталост­ной про­чности

Определение темпе­ратурных перемеще­ний (т. е. перемеще­ний при переходе трубопровода из холодного состоя­ния в рабочее)

IV

Расчет для хо­лодного (нерабо­чего) состоя­ния на совмест­ное дей­ствие всех нагружа­ющих факторов

Весовая нагрузка; усилия промежуточ­ных опор(нагрузки опор в холодном состоянии)

Оценка Йрочпости

Монтаж­ная рас­тяжка

Саморас­тяжка

Определение уси­лий воздействия трубопровода на оборудование

Ется равным максимальному рабочему давлению транспортируемой среды на этом участке.

5.2.3.3. Рабочая температура стенки участка тру­бопровода Tp принимается равной максимальной ра­бочей температуре транспортируемой среды в преде­лах этого участка.

5.2.3.4. В расчете по этапу III в качестве темпера­туры нагрева участка трубопровода принимается раз­ность его температур в рабочем и холодном состоя­нии, т. е. tu = tp-ty. Значение коэффициента лилейно­го расширения металла в расчете по этапу III прини­мается в зависимости от рабочей температуры <р.

5.2.3.5. Расчет по этапу I производится при нуле­вом значении температуры нагрева трубопровода (или при нулевом значении коэффициента линейного расширения) и нулевых значениях «собственных» смещений концевых защемленных сечений (эти сме­щения вызываются температурным расширением корпуса оборудования).

5.2.3.6. Расчет низкотемпературных трубопрово­дов по этапу II производится при введении значений действительной температуры нагрева участков tu.

При расчете высокотемпературных трубопрово­дов по этапу II в целях оценки прочности допускается учет саморастяжки, обусловленной релаксацией на­пряжений самокомпенсации. В этом случае вместо значений действительной температуры нагрева вво­дятся значения фиктивной (условно заниженной) тем­пературы нагрева, определяемые по формуле

Где х ~ коэффициент усреднения компенсационных напряжений, принимаемый по рис. 5.5 в за­висимости от рабочей температуры tp.

При этом вводимые в расчет значения «собствен­ных» смещений концевых сечений также должны быть уменьшены умножением на коэффициент 0,5%.

Во всех случаях расчет по этапу II производится при значениях коэффициента линейного расшире­ния, соответствующих рабочей температуре участ­ков t . Р

5.2.3.7. Расчет по этапу IV низкотемпературных трубопроводов выполняется при нулевом значении температуры нагрева (или нулевом значении коэффи­циента линеиного расширения).

Этапы полного расчета трубопровода

Рис. 5.5. Коэффициент усреднения компенсационных напряжений: 1 — сталь 20; 15ГС; 16ГС; 2 — 12Х1МФ; 15Х1М1Ф; 15ХМ; 12МХ; 3 — Х18Н10Т; Х18Н12Т

Расчет по этапу IV высокотемпературных трубо­проводов производится при введении в качестве значе­ний температуры нагрева участков фиктивной отри­цательной температуры, определяемой по формуле

Где 6 — коэффициент релаксации компенсационных напряжений принимается по рис. 5.6, а так­же при введении значений фиктивпых «соб­ственных» смещений концевых сечений, полу­чающихся в результате умножения значений действительных смещений на величину 6 со зна­ком «минус». При этом принимаемые значения коэффициента линейного расширения должны соответствовать рабочей температуре fp.

5.2.3.8. Расчет по этапам I и II производится при модулях упругости материала, соответствующих ра­бочей температуре £р, а расчет по этапам III и IV — при модулях упругости, соответствующих температуре холодного состояния tx. Значение модуля упругости следует принимать согласно приложению.

5.2.3.9. Коэффициент линейного расширения ма­териала следует принимать согласно приложению.

5.2.3.10. Расчеты по этапам І, П, IV выполняются при введении соответствующих значений усилий промежу­точных упругих опор (их нагрузок в рабочем и холодном состоянии трубопровода).

Усилия сопротивления промежуточных упругих опор, учитываемые на этапе III полного расчета, воз­никают в результате деформирования трубопровода при нагреве.

Эти усилия (приращения нагрузок опор) автома­тически учитываются, если расчет выполняется по схеме нагреваемого трубопровода, опирающегося па упругие опоры, причем в расчет вводятся фактиче­ские жесткости этих опор.

Этапы полного расчета трубопровода

370 400 450 500 550 600 650 / "С

Y

Рис. 5.6. Коэффициент релаксации компенсационных

Напряжений: 1 — сталь 20; 15ГС; 16ГС; 2 — 12Х1МФ;

15Х1М1Ф; 15ХМ; 12МХ; 3 — Х18Н10Т; Х18Н12Т

Воздействие на трубопровод опор скольжения и направляющих опор учитывается на всех этапах пол-
ного расчета трубопровода; при этом в точках уста­новки опор вводятся жесткие связи, исключающие недопустимые опорой перемещения.

5.2.3.11. Величины сил трения, возникающих при перемещениях трубопровода от нагрева, при опреде­лении напряжений в низкотемпературных трубопро­водах учитываются на этапе III, в высокотемператур­ных — на этапе II и при определении усилий на опоры и оборудование — на этапе II для всех трубопроводов.

5.2.3.12. Об учете монтажной растяжки в расче­тах по этапам II и IV см. пп. 5.2.8.5-5.2.8.8.

5.2.3.13. Если трубопровод эксплуатируется не в единственном варианте температурного состояния всех его участков, то полный расчет его следует выпол­нять для того варианта температурного состояния, которому соответствуют наиболее тяжелые условия нагружения. Если такой вариант температурного со­стояния невозможно установить без полного расче­та, то расчет выполняется для различных вариантов состояния.

5.2.3.14. Если трубопровод состоит из низкотем­пературных и высокотемпературных участков, до­пускается расчет его прочности производить с учетом саморастяжки высокотемпературных участков (см. пп. 5.2.3.6 и 5.2.3.7).

Ваш отзыв

Рубрика: Нормы расчета на прочность стацио­нарных котлов

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *