Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей водыРД 10-249-98(утв. постановлением Федерального горного и промышленного надзора Россииот 25 августа 1998 г. N 50) стр. 21

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

,

где - коэффициент усреднения компенсационных напряжений, принимаемый по рис. 5.5 в зависимости от рабочей температуры .

При этом вводимые в расчет значения "собственных" смещений концевых сечений также должны быть уменьшены умножением на коэффициент .

Во всех случаях расчет по этапу II производится при значениях коэффициента линейного расширения, соответствующих рабочей температуре участков .

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

,

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 .

1376 × 919 пикс.     Открыть в новом окне

5.2.3.8. Расчет по этапам I и II производится при модулях упругости материала, соответствующих рабочей температуре , а расчет по этапам III и IV - при модулях упругости, соответствующих температуре холодного состояния . 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.

1353 × 1134 пикс.     Открыть в новом окне

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 определении напряжений в низкотемпературных трубопроводах учитываются на этапе III, в высокотемпературных - на этапе II и при определении усилий на опоры и оборудование - на этапе II для всех трубопроводов.

5.2.3.12. Об учете монтажной растяжки в расчетах по этапам II и IV см. пп. 5.2.8.5-5.2.8.8.

5.2.3.13. Если трубопровод эксплуатируется не в единственном варианте температурного состояния всех его участков, то полный расчет его следует выполнять для того варианта температурного состояния, которому соответствуют наиболее тяжелые условия нагружения. Если такой вариант температурного состояния невозможно установить без полного расчета, то расчет выполняется для различных вариантов состояния.

5.2.3.14. Если трубопровод состоит из низкотемпературных и высокотемпературных участков, допускается расчет его прочности производить с учетом саморастяжки высокотемпературных участков (см. пп. 5.2.3.6 и 5.2.3.7).

5.2.4. Определение усилий воздействия трубопровода на оборудование

5.2.4.1. Усилия воздействия трубопровода на оборудование (нагрузки на оборудование), к которому он присоединен, определяются расчетами по этапам II (для рабочего состояния) и IV (для холодного состояния). Расчетом по этапу III определяются приращения усилий трубопровода при переходе его из холодного состояния в рабочее.

5.2.4.2. Если имеются результаты расчета трубопровода по этапу II с учетом саморастяжки по способу фиктивной температуры нагрева (см. п. 5.2.3.6) и если рабочая температура и материал всех его участков одинаковы, то передаваемые нагрузки на оборудование в рабочем состоянии могут быть определены по формуле

,

где - какой либо силовой фактор (вертикальная сила, момент в горизонтальной плоскости и т.д.) из совокупности искомых усилий;

- тот же силовой фактор, определяемый на этапе II расчета при введении коэффициента усреднения ;

- тот же силовой фактор, вычисляемый на I этапе расчета.

В противном случае требуется выполнить специальный расчет высокотемпературного трубопровода по этапу II с введением температуры нагрева .

5.2.4.3. Если температура и материал всех участков низкотемпературного трубопровода одинаковы, усилия воздействия его на оборудование в холодном состоянии можно определить без выполнения расчета по этапу IV. При этом используется формула

,

где - какой-либо силовой фактор из совокупности искомых усилий;

, - тот же силовой фактор, вычисляемый на этапах II и III расчета.

5.2.4.4. Об учете монтажной растяжки см. пп. 5.2.8.5-5.2.8.9.

5.2.4.5. Допустимые нагрузки на оборудование устанавливаются заводом-изготовителем.

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 и секторных колен, для чего необходимо определять коэффициенты податливости этих элементов.

5.2.5.2. Коэффициент податливости криволинейной трубы вычисляется как произведение коэффициента податливости , определяемого без учета стесненности деформации ее концов от влияния примыкающих прямолинейных труб, на коэффициент , учитывающий эту стесненность деформации, т.е. .

5.2.5.3. Для определения коэффициента податливости используется формула

. (1)

Величина b вычисляется по следующим формулам:

319 × 226 пикс.     Открыть в новом окне

(2)

Параметры и вычисляются по формулам:

; .

5.2.5.4. Для труб, значения и которых удовлетворяют условиям и , коэффициент можно определять по формуле

.

5.2.5.5. Коэффициент можно определить по графику на рис. 5.8 в зависимости от геометрического параметра трубы , угла и между крайними сечениями трубы и отношения радиусов R/r (рис. 5.7). Для промежуточных значений угла отношения R/r коэффициент определяется по методу линейной интерполяции, при этом значение для угла принимается по формуле

.

При составлении программы расчета трубопроводов для вычисления коэффициента можно использовать данные табл. 5.5.