Расчет толщины стенки трубопровода

Расчёт толщины стенки трубопровода

Согласно [12] проектируемый газопровод относится к категории III и к I классу.

По сортаменту (таблица Г.2, [9]) выбираем для газопровода трубы производства ВМЗ: марка стали 09ГБЮ, ТУ 14-3-1573-99 с = = 550 МПа и = = 380 МПа.

По исходным данным произведём расчёт толщины стенки трубопровода.

Расчётное сопротивление металла труб R₁ определим по:

Расчетное сопротивление металла труб R₂:

Номинальная толщина стенки трубопровода определяется согласно [12]:

Принятая толщина стенки трубы должна быть не менее 1/100 значения наружного диаметра труб, значит, полученное расчетное значение толщины стенки округляем и принимаем по сортаменту δ_Н=19 мм.

По картам районирования находим для района прокладки трубопровода [13]:

º С, º С, Δ = º С, Δ = º С.

Нормативные значения перепада температуры наружного воздуха в холодное и тёплое время года:

Δ = -20 -20=-45º С, (3.4)

Δ = +20 + 6=+26º С, (3.5)

6º С =-45 – 6 =-51º С, (3.6)

3º С =+26 + 3 =+29º С, (3.7)

Температурный перепад при замыкании трубопровода:

– в холодное время года:

Δ = +20 – (-51) =+71º С, (3.8)

– в тёплое время года:

Δ = +20 – (+29) =-9º С. (3.9)

В качестве расчётного температурного перепада принимаем наибольшее значение Δ = 71º С.

Для предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопровода в продольном и кольцевом направлениях проверку производят по условиям [12]:

где – коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб при сжимающих продольных напряжениях [12]:

Для проверки по деформациям находим сначала кольцевые напряжения от действия нормативной нагрузки – внутреннего давления [12]:

Коэффициент, учитывающий двухосное напряжённое состояние металла труб при сжимающих ( 0) напряжениях будет равен:

≤ МПа, т.е. условие выполняется.

Определим значение нормативных продольных напряжений

Расчёт толщины стенки трубопровода
Расчёт толщины стенки трубопровода Согласно [12] проектируемый газопровод относится к категории III и к I классу. По сортаменту (таблица Г.2, [9]) выбираем для газопровода трубы производства

Источник: megaobuchalka.ru

Расчет толщины стенки трубопровода

В соответствии с заданным районом для трубопровода, по [4], выбираем электросварные прямошовные трубы Выксунского металлургического завода по ТУ 1381-012-05757848-2005, с наружным диаметром 1020 мм, из стали 17Г1С-У, расчитанные на давление до 9,8 МПа.

Гидравлическое давление определяется по формуле ГОСТа 3845-75 при допускаемом напряжении 0,95 от предела текучести.

Для них временное сопротивление разрыву _В =510МПа, предел текучести _T =360 МПа, коэффициент надежности по металлу трубы к₁=1,34,

Нормальный ряд толщин стенки включает значения мм.

В общем случае толщину стенки трубопровода согласно [2] можно определить следующим образом:

где ₁ – коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, определяемый при сжимающих продольных осевых напряжениях (_{пр N} 0. При _{пр N} 0 C – расчетный перепад температур,

– коэффициент Пуассона, =0,3 [2],

_t – коэффициент линейного расширения металла,

Е – модуль Юнга, Е=2,0610 5 МПа [2],

D_ВН – внутренний диаметр трубопровода.

Рассчитаем продольные напряжения _{пр N}

Так как для _{пр N(-)}>0 ₁=1 и данный случай уже рассчитан, то рассчитаем значение коэффициента двуосного напряженного состояния металла труб:

Для данного значения коэффициента ₁ рассчитаем толщину стенки

Номинальная толщина стенки должна также удовлетворять условию

Поскольку уточненная расчетная толщина стенки не превышает номинальной, проверяем выполнение условия (5):

Так как условие выполняется, то д = 16,5 мм можно принять за окончательный вариант толщины стенки.

Проверка стенки трубопровода на прочность и деформацию

Прочность в продольном направлении проверяется по условию

где – коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевых продольных напряжениях (0) =1,0 , при сжимающих ( 0, .

для положительного температурного перепада

условие выполняется, т.е.:

для отрицательного температурного перепада

Поскольку условие , выполняется в случаях положительного и отрицательного температурных перепадов , то окончательно принимаем толщину стенки д = 16,5 мм, D_ВН = 987,0 мм.

Расчет толщины стенки трубопровода
Расчет толщины стенки трубопровода В соответствии с заданным районом для трубопровода, по [4], выбираем электросварные прямошовные трубы Выксунского металлургического завода по ТУ

Источник: studbooks.net

Определение толщины стенки трубопроводов

8.22*.Расчетную толщину стенки трубопровода d, см, следует определять по формуле

При наличии продольных осевых сжимающих напряжений толщину стенки следует определять из условия

коэффициент надежности по нагрузке —внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, принимаемый по табл. 13*,

обозначение то же, что в формуле (7),

наружный диаметр трубы, см,

обозначение то же, что в формуле (4),

коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб, определяемый по формуле

продольное осевое сжимающее напряжение, МПа, определяемое от расчетных нагрузок и воздействий с учетом упругопластической работы металла труб в зависимости от принятых конструктивных решений.

Толщину стенки труб, определенную по формулам (12)и (13),следует принимать не менее1/140D_н, но не менее 3мм для труб условным диаметром 200мм и менее, и не менее 4мм —для труб условным диаметром свыше 200мм.

При этом толщина стенки должна удовлетворять условию (66) ,чтобы величина давления, определяемая по п. 13.16,была бы не менее величины рабочего (нормативного) давления.

Увеличение толщины стенки при наличии продольных осевых сжимающих напряжений по сравнению с величиной, полученной по формуле (12) ,должно быть обосновано технико-экономическим расчетом, учитывающим конструктивные решения и температуру транспортируемого продукта.

Полученное расчетное значение толщины стенки трубы округляется до ближайшего большего значения, предусмотренного государственными стандартами или техническими условиями. При этом минусовый допуск на толщину стенки труб не учитывается.

Проверка прочности и устойчивости подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов

8.23.Подземные и наземные (в насыпи) трубопроводы следует проверять на прочность, деформативность и общую устойчивость в продольном направлении и против всплытия.

8.24.Проверку на прочность подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов в продольном направлении следует производить из условия

Определение толщины стенки трубопроводов
Определение толщины стенки трубопроводов 8.22 * . Расчетную толщину стенки трубопровода d, см, следует определять по формуле При наличии продольных осевых сжимающих напряжений толщину

Источник: studfiles.net

Расчет толщины стенки трубопровода

Пример расчета.

Исходные данные:
Трубы стальные прямошовные электросварные ГОСТ 20295-85, из стали 17Г1С по ГОСТ 192811-89* в ППУ изоляции, Дн=530х9мм,
Расчетное давление Р=1,6МПа,
Расчетная температура Т=150С°,
Срок службы теплосети tс=30лет.

В соответствии с РД 153-34.1-17.465-00 принимаем агрессивность сетевой воды (трубопроводы тепловых сетей) как допустимую скорость коррозии V1=0,085мм/год.

Расчет.

Номинальная толщина стенки прямой трубы должна быть не менее определяемой по формуле:

где Sr — расчетная толщина стенки трубопровода по заданным значениям расчетного давления и номинального допускаемого напряжения.
Sr = P*Da/(2φ*+P) , мм

где Р — расчетное давление — 1,6МПа,
Da — наружный диаметр трубы, мм,
φ — коэффициент прочности продольного сварного соединения. В соответствии с п.4.2.1.1 РД-10-249-98 принимается φ=1,
— номинальное допустимое напряжение для стали 17Г1С и температуры Т=150С° принимается равным 171МПа (табл. 2.2 РД-10-249-98).
С — суммарная прибавка к расчетной толщине стенки трубопровода.
С = С1+С2 , мм
где С1 — минимальное отклонение толщины стенки трубы принимается по ГОСТ 19903-74,
С2 — эксплуатационная прибавка на коррозию.
С2 = С21+С22

Sr = P*Da/(2φ*+P) = 1,6*530/(2*1*171+1,6) = 848/343,6 = 2,47мм

С1 = -0,8мм для диапазона толщиной 7,5-10мм (ГОСТ 19903-74 табл.3)
В соответствии с СТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗА 10.001-2009 при сроке службы 30 лет прибавка на коррозию составит

С22 = tc*V1 = 30*0,085 = 2,55мм

Учитывая п.5.4.9 СТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗА 10.001-2009 принимается V2=0.

С22 = tc*V2 = 30*0 =0мм ,

С2 = 2,55 + 0 = 2,55мм .

Для Дн=530 из стали 17Г1С.

Sr = 2,47мм, С1 = 0,8мм, С2 = 2,55мм.

Sтреб. = 2,47 + 0,8+ 2,55 = 5,82мм .

Расчет толщины стенки трубопровода
Расчет производится по Нормам расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды РД-10-249-98., и ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ. Нормы и методы расчета на прочность СТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗА 10.001-2009. Пример расчета. …

Источник: spravkidoc.ru

Расчет толщины стенки трубопровода. Проверка толщины стенки на прочность и деформацию. Расчет устойчивости трубопровода на водном переходе. Расчет тягового усилия, подбор троса и тягового механизма

Страницы работы

Фрагмент текста работы

2 Расчет толщины стенки трубопровода

Выбираем трубу производства Волжского трубного завода, изготовленную по ТУ-14-3-1976-99 со следующими характеристиками: марка стали К56, временное сопротивление разрыву s_в=550 МПа, предел текучести s_т=441 МПа, коэффициент надежности по металлу трубы к₁=1,4 [3].

В общем случае толщину стенки трубопровода d согласно СНиП 2.05.06-85*[1] можно определить следующим образом

где y₁ – коэффициент двухосного напряженного состояния металла труб,

n_р – коэффициент надежности по нагрузке от внутреннего давления, n_р=1,1 (для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов диаметром менее 700 мм) [1],

р – внутреннее давление в трубопроводе,

D_н – наружный диаметр трубопровода,

R₁ – расчетное сопротивление материала и его можно рассчитать по формуле:

где – нормативное сопротивление материала, зависящее от марки стали, и в расчетах принимается =s_в,

m – коэффициент условий работы трубопровода , для первой категории трубопроводов m=0,75 [1],

к₁ – коэффициент надежности по металлу, для данной марки стали к₁=1,4 [3],

к_н – коэффициент надежности по назначению, для трубопровода с условным диаметром 500 мм к_н=1 [1].

При растягивающих продольных осевых напряжениях s_прN>0 коэффициент y₁=1.

При s_{пр N} -5 1/ 0 С [2],

Е – модуль Юнга, Е=2,06×10 5 МПа [2],

n_t – коэффициент надежности по температуре, n_t=1 [2],

D_вн – внутренний диаметр трубопровода.

Расчетный перепад температур Dt

Рассчитаем продольные напряжения s_{пр N}

Из последнего видим, что в трубе действуют как растягивающие, так и сжимающие продольные осевые напряжения, следовательно необходимо рассчитать случай при s_{пр N} 0, y

Для положительного температурного перепада :

Для наименьшего отрицательного значения условие выполняется

Для отрицательного температурного перепада :

Для наибольшего положительного значения условие выполняется

Пластические деформации трубопровода в продольном и кольцевом направлениях не превышают допустимых.

4 Расчет устойчивости трубопровода на водном переходе

Уравнение устойчивости подводного трубопровода согласно СНиП 2.05.06-85* имеет следующий вид

где n_б– коэффициент надежности по материалу балластировки, n_б = 0,9 для железобетонных пригрузов [2],

к_н.в– коэффициент надежности против всплытия, к_н.в=1,1 для русловых участков переходов при ширине реки до 200 м [1],

q_изг– расчетная нагрузка, обеспечивающая упругий изгиб трубопровода соответствующий рельефу дна траншеи,

q_в– расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод,

q_верт– величина пригруза, необходимая для компенсации вертикальной составляющей Р_у гидродинамического воздействия потока на единицу длины трубопровода, q_верт=Р_у,

q_г– величина пригруза, необходимая для компенсации горизонтальной Р_х составляющей гидродинамического воздействия потока на единицу длины трубопровода,

к– коэффициент трения трубы о грунт при поперечных перемещениях, для супеси к=0,45 [2],

q_доп– нагрузка от веса перекачиваемого продукта, q_доп=0 ( то есть предполагаем трубопровод опорожнен – продукт отсутствует),

q_тр– расчетная нагрузка от собственного веса трубопровода.

Расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод

где D_н.ф. – наружный диаметр офутерованного трубопровода.

На подводном переходе применяется усиленная изоляция. Для изоляции трубопровода выбираем битумную изоляцию толщиной δ_из= 6 мм, плотностью ρ_бит=1030 кг/м 3 .

На трубопроводе используется деревянная футеровка толщиной δ_ф= 30 мм.

Горизонтальная составляющая гидродинамического воздействия потока

Расчет толщины стенки трубопровода
Расчет толщины стенки трубопровода. Проверка толщины стенки на прочность и деформацию. Расчет устойчивости трубопровода на водном переходе. Расчет тягового усилия, подбор троса и тягового механизма

Источник: vunivere.ru