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

вести к образованию четырех «шарниров пластичности» и исчерпать несуш,ую способность колен, необоснованны. Подобные явления могут иметь место лишь при очень больших изгибающих моментах, которые вряд ли возмоншы нри обычных условиях и принятом уровне напряженного состояния труб.

Что же касается вопроса о совдюстпом воздействии внутреннего давления и изгиба, то было установлено, что предельное состояние гладких кривых и сварных труб достигается только под воздействием основного фактора - внутреннего давления.

Так, например, было испытано несколько пар П-образпых компенсаторов. Один из компенсаторов каждой пары доводили до разрушения под воздействием только внутреннего давления нри отсутствии изгибающих напряжений. Другой колшенсатор тех же размеров предварительно стягивали с таким расчетом, чтобы в колене возникли значительные продольные и кольцевые напряи;ения, превосходящие предел текучести металла. Результаты исследований показали, что каждая пара компенсаторов разрушалась почти при одном и том же давлении независимо от того, были колена подвергнуты изгибу или нет. Это значит, что в условиях статических загружепий и при нагрузках, исключающих возможность потери устойчивости поперечного сечения колеи, возникающие при изгибе колен продольные и кольцевые напряжения в ряде систем трубопроводов пе влияют на их несущую способность.

К числу таких трубопроводов можно отнести системы, работающие при ограниченном количестве циклов изменения панряихенного состояния и транспортирующие неагрессивные среды. Этим условиям отвечает большое количество трубопроводных систем, которые за всю продолжительность эксплуатации испытывают не более 2U0- 300 полных циклов, например надземные газопроводы, технологические трубопроводы компрессорных станций, тенлофикационные сети, паропроводы, работающие при стациопарно.м режиме и при телшературе пара до 3(;0", а также многие трубопроводы различных промынгленных предприятий.

Указанный метод расчета дает возможность использовать довольно большие резервы несун1,ей способности трубопроводов. При этом допускается работа кривых труб в упруго-пластической стадия и отпадает необходимость подсчитывать так называемые приведенные напряжения, определяющие переход материала из упругого состояния в пластическое.

При расчете, однако, оказывается необходи.мым установить тот уровень напряжений, который может быть допущен в коленах при их работе в условиях самокомпенсации температурных деформаций. Следует отметцть, что в настоящее время допускаемые напряжения, принимаемые при расчете трубопроводных систем, явно ванижены; экспериментальные исследования и опыт эксплуатации

показали, что уровень напряженного состояния колен люжет быть значительно повышен.

Так, например, нри расчете теплофикационных сетей, паропроводов с температурой пара до 3(0", газопроводов и других трубо-провпдов аналогичных нараметрон, работаюш,их при стационарных режимах, нанряжепня самокомиенсации могут быть значительпо уовыигепы и приняты равш.гми <JU% от предела текучести металла -труб. В отих условиях в металле колен будут иметь место больиню местные 1шнряжения, не влияюш,ие па предельную несуш,ую способность колен.

В тех случаях, когда трубопроводные систе.мы работают нри высоких телшературах и относительно больпшм количестве циклов изменения напряженного состояния, а также когда по трубопроводам транспортируются агрессивш.ю среды, продольнмс напряжения в .металле колон должны быть ограничены и быть меньше предела текучести.

1чольцевые напряжения следует учитывать только при расчете трубопроводных систем, работающих в очень тяжелых услошшх нри 6oJ[bBioM Е<оличестие полных циклов из.менения нанряяченного состояния, высокой температуре и значительной агрессивности трапсшфтируе.мой среды и т. д., т. е. в тех случаях, когда пластические напряжения в металле колеп не должны быть д<;стигнуты. В этих случаях напряжения в металле колен следует определять по формуле

al + al - ojoa < От, (4.18)

где oi - продольные напряжения; 02 - кольцевые ттапряжеиия; От - предел текучести металла.

§ 32. Расчет иеусилепных тройников

Соединение ответвления с магистральной линией, обычно называемое тр()йников7>1м, представляет собой конструктивно ослабленный участок трубопровода. Отверстие в магистральной трубе, а также резкое и.ч.менение плоп1,ади поперечного сечепия и нап[)авле1шя потока, как правило, приводят к значительной котшентрации нанря-Нчонии на этом участке. Напряжения вок-1)уг отверстия в этом случае становятся весьма значительными но сравнепию с напрянчениями в целой части трубопровода. Однако за счет упруго-пластической работы металла тройпикового соединения эти высокие напряжения не •пределяют его несущую способность.

При проектировании неусиленпых тройниковых сосдипений прежде всего обращается внимание на возможность циклического их иагружения.

В случае статического действия внутреннего давления, т. е. когда число циклов изменения нагрузки за весь период службы сооружения не превосходит 7000, размеры троЙ1тнкового соединения онределяются его песугдей способностью. При циклическом же действии внутреннего давления необходидю, чтобы наибольшие напряжения в стенках тройникового соединения пе превосходили предел выносливости металла тройника.

Рис. 42. Неравпопроходный пеуси- Рис. 43. Равнопроходпый пеусиленпый лепный тройиик. тройник.

Толш,ина стенок пеусиленного тройникового соединения (рис. 42) ири статическом действии внутреннего давления определяется но следующей форд1уле:

(4.19)

где б - толщина стенок неусиленного тройникового соединения; ds - наружный диадгетр ответвления; Ои - наружный диадютр магистральной трубы; б, - толщина стенки целой ирисоединяемой трубы.

Формула (4. 19) при.мепяотся для расчета тонкостенных тройпиковых соединений с ответвлениед! иод углом 90°.

Для равпонроходного неусиленного тройникового соединения (рис. 43) толн1,ину стенок в случае статического действия нагрузки находят по формуле

б = I бт . (4. 20)

Значения величин, входящих в эту форд1улу, те же, что и в формуле (4. 19).

Для толстостепных неусиленных равнопроходных тройпиковых соединений (рис. 44) диаметром 102-273 мм с ответвлением под углом 90° при статическом действии нагрузки отношение давления