Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 [ 31 ] 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

На гибкость колен влияет также способ их соединения с прямыми участками. Приведенные выпге значения коэффициента А; справедливы только для колен, соединенных с прямыми трубами при помощи сварки. Жесткое крепление, как, например, при помощи фланцевых соединений препятствует овализации кривых труб в процессе изгиба, тем самым снижая гибкость последних. Гибкость колен зависит также от количества фланцевых соединений.

Расчет гибкости колеп, соединенных при помощи фланцев, производится по формуле

h-=i, (4.6)

где т - показатель, зависящий от количества флапцев; при фланцевом соединении на одном конце колена те = при

фланцевых соединениях на двух концах те = --.

§ 28. Расчет сварных из секторов колен

Сортамент выпускаемых в настоящее время крутозагнутых колен ограничен диаметром 529 мм и поэтому не может удовлетворить потребности монтажных организаций, монтирующих трубопроводы значительно больших диаметров.

Изготовление колеп больших диаметров методом горячего гнутья труб представляет собой очень дорогостоящий и трудоемкий процесс. В ряде случаев более экономичны сварные из секторов колена. Несмотря на то, что такие колена получили довольно широкое распространение и хорошо оправдали себя на практике, некоторые специалисты все же отпосятся к ним отрицательно.

До сих пор, например, существует ошибочное мнение о том, что сварные колона являются абсолютно жесткими элементами и не могут изгибаться в процессе самокомпенсации температурных деформаций, т. е. коэффициент к для них должен припиматься равным единице. В результате такого подхода к расчету увеличиваются габариты компенсаторов, что приводит к необоснованному перерасходу металла.

Так как сварные колена представляют собой кривые трубы, сваренные из прямолинейных участков труб, то аналитическое решение задачи о гибкости таких колен (аналогично решению задачи-Кармана) представляет серьезные затруднения.

Экспериментальные исследования, проведенные на П-образных компенсаторах диамотродг от 219 до 720 мм, показали, что сварные колепа не являются жесткими элементами, как это ранее предполагалось. Под действием изгибающих моментов поперечное сечение сегментов сварных колеп сплющивается аналогично тому, как пря изгибе кривых гладких труб.

Таким образом, сварпыо колена также подчиняются теории изгиба кривых труб. На основании опытов установлено, что коэффициент понижения HtecTKOCTH сварных колеп диаметром до 426 мм можно определять по формуле

С увеличением диаметра гибкость сварных колен увеличивается. На рис. 35 приведены результаты экспериментальных исследований гибкости П-образпого компенсатора со сварными из секторов колонами. Прямая / представляет собой гибкость компенсатора, под-

3000

Перемещение, мм

Рис. 35. Результаты ис11ыта1гия компенсатора со сварными коленами D = 630 мм.

считанную без учета гибкости сварных колен {к = 1); прямая построена по формуле (4. 7), прямая 2 - по формуле (4. 5), применяемой для расчета крутозагнутых колен, а кривая 5 - по данным экспериментальных исследований.

Как видно из графика, фактическая гибкость сварных колеп диалгетро.м D = 630 мм оказалась значительно меньишй, чем это следует из формулы (4. 7). Экспериментальная кривая в упругой области работы колен располагается довольно близко от прямой 2. Таким образом, сварные колена большим диаметром (529 мм и выше) можно с достаточной для практических целей точностью рассчитывать по обш,ей формуле теории изгиба кривых труб (4. 5). Это позволяет уменьпгать габариты компопсаторов и более компактно проектировать трубопроводные системы при наличии на них таких колен.

Величина X для сварных колен определяется по следующим формулам:

npH--tgq)<l Х = ---j;

S 1 • , l+ctgm 5

при - - tg ф > 1 Л = -

(4.8)

где S - длина средней линии сегмента; ф - угол скоса сегмента.

Указанные геометрические соотношения представлены па рис. 36.

Для облегчения расчетов в табл. 27-31 приведены значения коэффициентов цонижения жесткости к, подсчитанные по формуле (4. 7) для сварных колен при широ- «,

ком диапазоне значений b/D и R/D.

Необходимо отметить, что прочность сварных колеп, являющихся весьма ответственными элементами трубопроводов, зависит главным образо.м от качества сварочно-монтажпых работ по их изготовлению.

При изготовлении колен кромки стыкуемых секторов должны быть за-чище1И>1 до металлического блеска. Для сборки секторов следует применять приспособления, обеспечивающие правильное взаимное расположение стыкуемых элементов; это положение фиксируется прихваткалга. Прихватку должны выполнять сварщики, которые сваривают колена; при этом надо использовать те же электроды, что и при сварке трубопровода. Для колен из стали 10 и 20 рекомендуется применять высококачественные электроды серии 3-42А.

Сварку колеп следует вести в нижнем положении, причем режим должен быть таким же, как и при сварке трубопровода.

В коленах большого диаметра, там, где это возможно, следует подваривать швы с внутренней стороны, что улучшает качество сварных соединений. Во всех случаях необходимо тщательно очищать внутреннюю поверхность колен от грата. Сварку колен можно поручать только высококвалифицированным сварщикам.

процессе изготовления колен необходимо осуществлять строгий пооперационный контроль, начиная с заготовки секторов и кончая сваркой. Особое внимание нуншо уделять контролю за качеством сварочных работ, так как надежность сварных соединений является Дним из основных условий, обеспечивающих прочность трубопро-

Рис. 36. Геометрические соотношения элементов сварного колена.