Библиотека / РД 10-249-98 «Нормы расчёта на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды»
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 ). Таблица 5.4 Этапы полного расчета трубопровода Обозначение Содержание этапа Учитываемые нагружающие факторы для трубопроводов Назначение этапа для трубопроводов низкотемпературных высокотемпературных низкотемпературных высокотемпературных 1 2 3 4 5 6 I Расчет на действие весовой нагрузки Внутреннее давление; весовая нагрузка; усилия промежуточных опор в рабочем состоянии (рабочие нагрузки опор) Оценка статической прочности на совместное действие указанных нагружающих факторов II Расчет для рабочего состояния на совместное действие всех нагружающих факторов Внутреннее давление; весовая нагрузка; усилия промежуточных опор в рабочем состоянии; температурное расширение (самокомпенсация); "собственные" смещения защемленных концевых сечений Оценка статической прочности на совместное действие всех нагружающих факторов Монтажная растяжка Саморастяжка или монтажная растяжка Определение усилий воздействия трубопровода на оборудование III Расчет на действие температурного расширения (на самокомпенсацию) внутреннее давление; температурное расширение; "собственные" смещения защемленных 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 прочности Монтажная растяжка Саморастяжка Определение усилий воздействия трубопровода на оборудование 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 принимается равным максимальному рабочему давлению транспортируемой среды на этом участке. 5.2.3.3. Рабочая температура стенки участка трубопровода t р 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. t н = t р - t х . Значение коэффициента линейного расширения металла в расчете по этапу III принимается в зависимости от рабочей температуры t 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 t н . 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 t р.ф =0,5 t н , где - коэффициент усреднения компенсационных напряжений, принимаемый по рис. 5.5 в зависимости от рабочей температуры t р . 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 линейного расширения). Расчет по этапу IV высокотемпературных трубопроводов производится при введении в качестве значений температуры нагрева участков фиктивной отрицательной температуры, определяемой по формуле t х.ф =- t н , где - коэффициент релаксации компенсационных напряжений принимается по рис. 5.6 , а также при введении значений фиктивных "собственных" смещений концевых сечений, получающихся в результате умножения значений действительных смещений на величину со знаком "минус". При этом принимаемые значения коэффициента линейного расширения должны соответствовать рабочей температуре t р . 5.2.3.8. Расчет по этапам I и II производится при модулях упругости материала, соответствующих рабочей температуре t р , а расчет по этапам III и IV - при модулях упругости, соответствующих температуре холодного состояния t х . 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 I , II , 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 на упругие опоры, причем в расчет вводятся фактические жесткости этих опор. Воздействие на трубопровод опор скольжения и направляющих опор учитывается на всех этапах полного 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 о