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

ГЛАВА СЕДЬМАЯ

i»AC4ET ЗАВОДСКИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ (ТРУБОПРОВОДОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ОПОРЫ

ТРУБОПРОВОДОВ

§ 59. Определение толщины стенки трубы

Расчет системы заводских технологических трубонроводов и их опор на прочность имеет целью определепие трех основных параметров: толщины стенки трубопроводов, допускаемых пролетов трубопроводов (т. е. максид1ально возможных расстояний между их опорами) и нагрузок, действующих на опоры трубопроводов.

При онределении толщины стенки трубы рассматриваются два предельных состояния:

а) предельное состояние, при котором кольцевгле напряжения в стенке трубы достигают предела прочности Ов, и происходит разрушение трубы, сопровождающееся раскрытием продольных трещин;

б) предельное состояние, при котором кольцевые напряжения в стенке трубы достигают предела текучести Oj, вследствие чего материал трубы начинает работать в упруго-пластической стадии.

Наступление второго предельного состояния (но пределу текучести) нежелательно ввиду того, что переход стали в упруго-пластическую стадию работы связан с из.менением кристаллической структуры и появлением такого отрицательного свойства, как склонность к хрупкому разрушению и повышенная чувствительность к концентраторам напряжений.

Формулы, описывающие указанные предельные состояния, имеют вид:

- = ав = «1,

п (7-1)

- = а. = Д1.

где р - давление в трубопроводе; Da - наружный диаметр трубы; б - толщина стенки трубы;

здесь бо - номинальная толщина стенки трубы;

п - коэффициент перегрузки, принимаемый равным 1,2; kji - коэффициент однородности стали по пределу прочности; nil - коэффициент условий работы материала; гпа - коэффициент условий работы конструкции при расчете

по пределу прочности; kj - коэффициент однородности стали по пределу текучести; гпг - коэффициепт условий работы копструкции при расчете по пределу текучести.

За расчетную толщину стенки принимается большая из двух величин, определяемых по формулам (7. 2).

Значения коэффициента однородности по пределу текучести регламентированы Строительными нормами и правилами; для углеродистых сталей кт = 0,9, для низколегированных сталей кт = = 0,85. Коэффициент условий работы материала при расчете по пределу прочности (см. гл. вторую) для всех сталей нринимается равным nil = 0,8. Коэффициент однородности по пределу прочности кп зависит от марки стали (углеродистая или низколегированная), а также от технологии изготовления трубы (сварная или бесшовная); этот коэффициент имеет следующие значения: для сварных труб из углеродистых сталей - 0,85, из низколегированных сталей - 0,80; для бесшовных труб из углеродистых сталей - 0,80, из низколегированных сталей - 0,75.

При назначении коэффициентов условий работы конструкции при расчете по пределу прочности следует учитывать огромное разнообразие заводских технологических трубопроводов. Наиболее правильно дифференцировать трубопроводы, исходя из вида транспортируемого по ним продукта и места расположения трубопровода.

Так, например, с точки зрения разрушения трубопровода газообразные продукты более опасны, чем жидкие; при этом разрушение трубопроводов с токсическими, горючими и взрывоопасными продуктами представляет большую опасность, нежели с инертными

R\ = Ов - нормативное сопротивление по пределу прочиости; i?2 = От - нормативное сопротивление по пределу текучести.

13ведя в эти форлгулы соответствующие коэффициенты однородности, перегрузки и условий работы, получим следующие основные расчетные формулы для определения номинальной толщины стенки трубы:

л . pDn п

Примечание. Межцеховые трубопроводы, проходягиие на достаточно близиом расстоянии от производственных помещений (в м а менее), относятся к впутрипеховым.

Несколько слончнее вопрос о назначении нормативных сопротивлений R" = Об и R2 = От-

Для изготовления труб рекомендуется более 30 марок углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей; из них для наиболее широко прил1епяе.мых трубопроводов, работаюни1х при температуре, пе превышающей 300° С, следует использовать всего девять марок сталей (три углеродистых, шесть низколегированных): Ст.З, ст. 10, ст. 20, 10Г2А, 15ГС, 10Г2СД, 14ХГС, 12МХ, 20ХГ, дтеханические характеристики которых при нормальной температуре приведены в табл. 61. Остальные из рекомендованных сталей предназначаются для изготовления труб, работающих при температурах порядка 500-600° С и выше.

В соответствии с этим в проект «Норм расчета на прочность технологических трубопроводов» включены расчетные характеристики указанных девяти марок сталей. Вопрос о назначении нормативных сопротивлений для них при нормальной температуре решается достаточно просто, поскольку илюются соответствующие стандарты (табл. 61).

Рекомендации Совещания по межотраслевой нормализации стальных трубопроводов при Госстрое СССР (1960 г.).

продуктами. Наконец, с точки зрения безопасности обслуживающего персонала разрушение трубопроводов, расположенных в закрытом производственном помещении (цехе), более опасно, чем разрушение межцеховых трубопроводов.

В соответствии с этим заводские технологические трубопроводы подразделяются на три категории, характеризуемые различными значениями коэффициента условий работы in„ (табл. 60).

Таблица 60

Значения коэффициента условий работы конструкции