РД 10-249-98. Госгортехнадзор россии
 Скачать 1.39 Mb.
|
|
5.2.5. Определение коэффициента податливости криволинейных труб и секторных колен 5.2.5.1. При раскрытии статической неопределимости трубопровода учитывается повышенная податливость на изгиб криволинейных труб (рисунок 5.7) и секторных колен, для чего необходимо определять коэффициенты податливости этих элементов. 5.2.5.2. Коэффициент податливости криволинейной трубы k*p вычисляется как произведение коэффициента податливости kp, определяемого без учета стесненности деформации ее концов от влияния примыкающих прямолинейных труб, на коэффициент , учитывающий эту стесненность деформации, т.е. k*p=kp. 5.2.5.3. Для определения коэффициента податливости kp используется формула  (1)Величина b вычисляется по следующим формулам:  (2)Параметры и вычисляются по формулам:   5.2.5.4. Для труб, значения и которых удовлетворяют условиям 1,60,1и 0,001, коэффициент kp можно определять по формуле  5.2.5.5. Коэффициент можно определить по графику на рисунке 5.8 в зависимости от геометрического параметра трубы , угла * между крайними сечениями трубы и отношения радиусов R/r. Для промежуточных значений угла * и отношения R/r коэффициент определяется по методу линейной интерполяции, при этом значение для угла *=0 принимается по формуле  При составлении программы расчета трубопроводов для вычисления коэффициента можно использовать данные таблицы 5.5. Таблица 5.5 Значения коэффициента
 Рисунок 5.7. Криволинейная труба 5.2.5.6. Для труб с 2,2 можно принимать k*p=1. Для труб, имеющих значение геометрического параметра 1,65 или значение угла *>90°, принимается k*p=1.  Рисунок 5.8. Коэффициент 5.2.5.7. Для расчета трубопровода по этапу IV коэффициент податливости следует определять при р=0. 5.2.5.8. Коэффициент податливости колена, сваренного из прямолинейных секторов (секторного колена), определяется согласно указаниям пп. 5.2.4.2 - 5.2.4.7. При этом радиус вычисляется по формуле (рисунок 5.9)  где lср - длина сектора по центральной оси; с - угол между его крайними сечениями.  Рисунок 5.9. Колено, выполненное сваркой из прямых секторов (секторное колено) 5.2.6. Определение напряжений 5.2.6.1. Напряжения определяются в концевых и промежуточных сечениях трубопровода. Внутренние силовые факторы (изгибающие моменты Мх, My, крутящий момент Mz и осевая сила Nz), принимаемые для расчета напряжений, определяются расчетом трубопровода по соответствующему этапу. 5.2.6.2. Определение напряжений на этапе I полного расчета 5.2.6.2.1. На этапе I полного расчета трубопровода определяются эффективные напряжения в его поперечных сечениях. Формулы, служащие для вычисления этих напряжений, получены по методу предельного состояния и характеризуют напряженное состояние поперечного сечения в целом. 5.2.6.2.2. Для поперечных сечений прямолинейных и криволинейных труб эффективное напряжение определяется по формуле  (см. также п. 5.2.6.2.3). Приведенное напряжение от внутреннего давления вычисляется по формуле  (3)Значение допуска на утонение стенки с1 принимается по техническим условиям на поставку труб, идущих на изготовление трубопровода. Величина коэффициента прочности при ослаблении сварными соединениями w принимается в соответствии с данными раздела 4.2 Норм. Продольное напряжение от изгибающего момента и осевой силы и напряжение кручения вычисляются по формулам:   (4)Момент сопротивления W и площадь поперечного сечения F определяются по формулам:   Коэффициент прочности поперечного сварного стыка при изгибе bw принимается в соответствии с разделом 4.2 Норм. Коэффициент перегрузки kп принимается по п. 5.2.6.2.4. 5.2.6.2.3. Для криволинейных труб, геометрический параметр которых удовлетворяет условию <1,4, дополнительно к расчету по п. 5.2.6.2.2 вычисляется эффективное напряжение по формуле  Значения величин и принимаются по графикам на рисунках 5.10 и 5.11. Значение пр определяется по формуле (3), а значение [] - по данным раздела 2 Норм. При 0,05 значение можно определять также по формуле  Коэффициент перегрузки kn принимается согласно п. 5.2.6.2.4.  Рисунок 5.10. Коэффициент .  Рисунок 5.11. Коэффициент 5.2.6.2.4. При выполнении расчета трубопровода без существенных упрощений (учтены все ответвления и опоры и т.д.) и при его монтаже по действующим инструкциям коэффициент перегрузки kn принимается равным 1,4. Если дополнительно к указанным условиям производится специальная корректировка затяжки пружин промежуточных опор для учета отклонений фактических значений весовой нагрузки, жесткости пружин опор и температурных перемещений от принятых в расчете значений, а также выполняется наладка трубопровода, может быть принято kn=1,2. Для несложных малогабаритных трубопроводов, когда не применяются промежуточные опоры, а напряжения от весовой нагрузки малы (не более 10 МПа), также можно принимать kn=1,2. 5.2.6.2.5. Для равнопроходного или почти равнопроходного тройникового узла (отношение наружного диаметра к меньшему не более 1,3) вычисляется приведенное напряжение по формуле п. 5.2.6.2.3, причем геометрический коэффициент трубы в данном случае определяется как отношение толщины стенки к среднему радиусу поперечного сечения (=s/r). Расчет по настоящему пункту выполняется для сечений всех трубопроводных участков, сходящихся в данном тройниковом узле (рисунок 5.12).  Рисунок 5.12. Расчетные сечения тройникового узла 5.2.6.3. Определение напряжений на этапе II полного расчета 5.2.6.3.1. На этапе II полного расчета определяются эквивалентные напряжения, соответствующие наиболее напряженным точкам поперечных сечений трубопровода. 5.2.6.3.2. Для прямолинейных труб и криволинейных труб с >1,0 используется формула  Напряжения пр и вычисляются соответственно по формулам (3) и (4), а напряжение zMN по формуле  (5)Коэффициент перегрузки kп принимается по п. 5.2.6.2.4, а коэффициент прочности сварного соединения при изгибе bw - по данным раздела 4.2 Норм. 5.2.6.3.3. Для криволинейных труб (при любом значении) вычисления производятся по следующим четырем формулам:  (6)Для оценки прочности берется большее из четырех значений. Величина Мэ определяется по формуле  где а - начальная эллиптичность (овальность) поперечного сечения, %; значение ее принимается согласно п. 5.2.5.8. Изгибающий момент Мx действует в плоскости оси криволинейной трубы, а момент My - в плоскости, перпендикулярной к плоскости оси трубы (рисунок 5.13). Момент Мх считается положительным, если направлен в сторону увеличения кривизны оси трубы.  Рисунок 5.13. Изгибающие моменты в сечении криволинейной трубы Коэффициент э используется для учета уменьшения напряжений, обусловленных начальной эллиптичностью сечения, вследствие ползучести. Его можно определять по формуле  причем принимается по рисунку 5.9. Коэффициент kn принимается согласно п. 5.2.5.2.4, а коэффициент k*п при Мх>0 и  принимается  ; в остальных случаях k*п=kп.Коэффициенты m и m определяются по п. 5.2.6.6. Напряжение пр подсчитывается по формуле (5). 5.2.6.3.4. Для равнопроходного или почти равнопроходного тройникового узла (отношение большего наружного диаметра к меньшему не более 1,3) вычисляется эквивалентное напряжение по формуле  (7)причем коэффициент m находится по п. 5.2.6.6 в зависимости от геометрического параметра , определяемого в данном случае как отношение толщины стенки к среднему радиусу поперечного сечения (=s/r), и параметра , определяемого по формуле  Расчет по формуле (7) выполняется для сечений всех трех трубопроводных участков, сходящихся в данном тройниковом узле (эти сечения показаны на рисунке 5.12). Входящее в формулу (7) значение напряжения пр определяется по формуле (3). Подсчет пр, W, F производится по геометрическим размерам, соответствующим расчетным сечениям. Значения силовых факторов принимаются в соответствии с рисунком 5.14.  Рисунок 5.14. Силовые факторы в поперечном сечении тройникового узла 5.2.6.4. Определение напряжений на этапе III полного расчета 5.2.6.4.1. На этапе III полного расчета определяются эквивалентные максимальные условные напряжения цикла  (размахи эквивалентных напряжений, соответствующие переходу трубопровода из холодного состояния в рабочее и обратно).5.2.6.4.2. Для прямолинейных труб и криволинейных труб с >1,0 применяется формула  (8)Напряжения пр, и zMN вычисляются соответственно по формулам (3), (4), (5). 5.2.6.4.3. Для криволинейных труб (при любом значении ) вычисления производятся по следующим формулам:  (8а)Для оценки прочности принимается наибольшее из значений, получаемых по этим формулам. При Мх>0 (см. п. 5.2.6.3.3) и -  ; в остальных случаях k*п=kп.Величины Mэ,m,m, пр, kn, W определяются так же, как при расчете по формулам (6). 5.2.6.4.4. Для равнопроходного или почти равнопроходного тройникового узла (отношение большего наружного диаметра к меньшему не более 1,3) также производится расчет для сечений всех трех участков, сходящихся в тройниковом узле (рисунок 5.12), по формуле  (9)Определение входящих сюда величин выполняется так же, как при вычислении их по формуле (7). 5.2.6.5. Определение напряжений на этапе IV полного расчета 5.2.6.5.1. На этапе IV полного расчета определяются эквивалентные напряжения, соответствующие наиболее напряженным точкам сечений трубопровода. 5.2.6.5.2. Для прямолинейных труб и криволинейных труб с >1,0 используется формула  (10)Значения и zMN определяются по формулам ( 4 ) и ( 5 ). 5.2.6.5.3. Для криволинейных труб (при любом значении ) вычисления производятся по формулам:  (10а)Для оценки прочности берется большее из получаемых по этим формулам значений. Коэффициент э1 определяется по формуле  где коэффициент, принимаемый по рисунку 5.2. В случае, когда , принимается  ; в противном случае k*п=kп.Величины, входящие в приведенные формулы, определяются так же, как при расчете по формулам (6). Величина Мэ определяется при рабочем давлении. 5.2.6.5.4. Для равнопроходкого или почти равнопроходного тройникового узла (отношение большего наружного диаметра к меньшему не более 1,3) определяются также эквивалентные напряжения для сечений всех трех участков, сходящихся в тройниковом узле (см. рисунок 5.12), по формуле  (11)Определение входящих сюда величин выполняется так же, как при вычислении их по формуле (9); см. также п. 5.2.6.7. 5.2.6.6. Коэффициенты интенсификации напряжений m иm определяются по формулам:   Коэффициенты Аi2 вычисляются по следующим формулам:     Величины kp , а1, а2, а3, a4, b определяются по формулам (1) и (2). 5.2.6.7. Для расчета трубопровода по этапу IV коэффициенты m иm должны определяться при р=0. 5.2.6.8. В том случае, когда отсутствуют данные о фактической величине начальной эллиптичности сечений криволинейных труб, расчет напряжений в них по пп. 5.2.6.3.3, 5.2.6.4.3, 5.2.6.5.3 производится как при а=0, так и при возможном наибольшем значении а, принимаемом по техническим условиям на изготовление или по согласованию с заводом-изготовителем. Если величина начальной эллиптичности а<3%, то в расчете напряжений эллиптичность не учитывается (в расчетных формулах применяется а=0). Для низкотемпературных трубопроводов значение начальной эллиптичности сечения а следует принимать с увеличением в 1,8 раза. 5.2.6.9. Напряжения в секторных коленах с числом секторов более двух можно определять по приведенным формулам для криволинейных труб. При определении значения геометрического параметра для секторного колена величина радиуса R вычисляется по п. 5.2.4.10. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||