Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

81 страница

608.00 ₽

Купить ГОСТ Р 55596-2013 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Распространяется на проектируемые, вновь изготавливаемые и реконструируемые:

- стальные трубопроводы водяных тепловых сетей с рабочим давлением до 2,5 МПа включительно и рабочей температурой до 200 °С включительно,

- стальные паропроводы с рабочим давлением до 4,0 МПа включительно и рабочей температурой до 250 °С включительно (категория III, группа 2) от выходных запорных задвижек коллекторов источника теплоты или от наружных стен источника теплоты до выходных запорных задвижек тепловых пунктов (узлов вводов) зданий и сооружений,

- трубопроводы водяных тепловых сетей из гибких стальных гофрированных труб с рабочим давлением до 1,6 МПа включительно и рабочей температурой до 150 °С включительно,

- трубопроводы водяных тепловых сетей из гибких полимерных труб с рабочим давлением до 1,0 МПа включительно и рабочей температурой до 95 °С включительно.

Настоящий стандарт распространяется как на воздушные тепловые сети (в каналах, городских и внутриквартальных тоннелях, надземные), так и на тепловые сети, защемленные в грунте (бесканальные)

 Скачать PDF

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Обозначения и сокращения

5 Общие положения

     5.1 Основные положения расчета на прочность

     5.2 Допускаемые напряжения

     5.3 Коэффициенты прочности сварных соединений

     5.4 Расчетная и номинальная толщина стенок элементов

6 Нагрузки и воздействия

     6.1 Классификация нагрузок и воздействий

     6.2 Нормативные нагрузки

7 Расчет на прочность труб и соединительных деталей под действием внутреннего избыточного давления

     7.1 Трубы

     7.2 Отводы

     7.3 Переходы

     7.4 Тройники и врезки

8 Поверочный расчет трубопровода на прочность

     8.1 Выбор расчетной схемы трубопровода

     8.2 Сочетание нагрузок и воздействий

     8.3 Применение и учет предварительной растяжки

     8.4 Определение нагрузок на оборудование, опоры и строительные конструкции

     8.5 Учет влияния компенсаторов при расчете трубопровода

     8.6 Условия прочности

     8.7 Расчетные напряжения в трубах и соединительных деталях

     8.8 Расчетные напряжения в отводах и косых стыках

     8.9 Расчетные напряжения в тройниках и врезках

     8.10 Расчетные напряжения в переходах

     8.11 Расчетные напряжения в ППУ и ППМ изоляции

     8.12 Расчет на циклическую прочность

9 Расчет трубопровода в режиме испытаний

     9.1 Общие положения

     9.2 Поверочный расчет трубопровода в режиме испытаний

10 Поверочный расчет на устойчивость

     10.1 Условные обозначения

     10.2 Общие положения

     10.3 Продольная устойчивость при бесканальной прокладке в грунте

     10.4 Продольная устойчивость надземных трубопроводов и подземных трубопроводов в каналах

11 Расчет трубопровода на сейсмостойкость

     11.1 Общие положения

     11.2 Расчет надземного трубопровода. Общие положения

     11.3 Расчет надземного трубопровода по линейно-спектральной теории

     11.4 Расчет надземного трубопровода методом эквивалентной статической нагрузки

     11.5 Расчет надземного трубопровода методом динамического анализа

     11.6 Расчет подземного трубопровода бесканальной прокладки

     11.7 Расчет на сейсмические смещения креплений

12 Поверочный расчет на прочность трубопроводов из гибких полимерных труб

     12.1 Общие положения

     12.2 Несущая способность гибких труб "Изопрофлекс" и "Изопрофлекс-А"

     12.3 Компенсация температурных расширений, нагрузки на неподвижные опоры и глубина заложения при бесканальной прокладке

13 Поверочный расчет на прочность трубопроводов из гибких стальных гофрированных труб

     13.1 Основные положения

     13.2 Критерии прочности

     13.3 Нагрузки на неподвижные опоры

Приложение А (рекомендуемое) Учет повышенной гибкости отдельных элементов

     А.1 Отводы

     А.2 Тройники и врезки

Приложение Б (рекомендуемое) Определение расстояний между промежуточными опорами

     Б.1 Условия прочности трубопровода

     Б.2 Условия жесткости (провисания) трубопровода

     Б.3 Расстояние между опорами и антисейсмическими упорами с учетом сейсмического воздействия

Приложение В (справочное) Пример расчета на прочность гибкого стального трубопровода из труб "Касафлекс"

     В.1 Исходные данные

     В.2 Вычисление напряжений

     В.3 Оценка статической прочности

     В.4 Нагрузка на неподвижную опору

Приложение Г (справочное) Примеры расчетов несущей способности гибких трубопроводов из сшитого полиэтилена PEX

     Г.1 Трубопровод из гибких труб "Изопрофлекс"

     Г.2 Трубопровод из гибких труб "Изопрофлекс-А"

Приложение Д (справочное) Прогнозирование наработки на отказ после проведения гидроиспытаний

     Д.1 Постановка задачи и исходные предпосылки

     Д.2 Методика расчета

     Д.3 Пример расчета

Приложение Е (рекомендуемое) Определение расчетного ресурса эксплуатации трубопровода

Приложение Ж (справочное) Примеры определения напряжений в трубопроводах бесканальной прокладки от сейсмических воздействий

Библиография

 
Дата введения01.05.2014
Добавлен в базу01.10.2014
Актуализация01.01.2019

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

25.10.2013УтвержденФедеральное агентство по техническому регулированию и метрологии1196-ст
ИзданСтандартинформ2014 г.
РазработанООО НТП Трубопровод
РазработанНП СЦ НАСТХОЛ

District heating systems. Standard for the stress and seismic analysis

Нормативные ссылки:
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ГОСТ Р 55596— 2013

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

СЕТИ ТЕПЛОВЫЕ

Нормы и методы расчета на прочность и сейсмические воздействия

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2014

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Некоммерческим партнерством «Сертификационный центр НАСТХОЛ» (НП «СЦ НАСТХОЛ»), Научно-техническим предприятием Трубопровод (ООО «НТП Трубопровод»), Россия

2    ВНЕСЕН МТК155 «Соединения трубопроводов общемашиностроительного применения»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 октября 2013 г. № 1196-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТР1.0—2012 (разделв). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок— в ежемесячном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования—на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

©Стандартинформ, 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

модуль упругости слоя изоляции, МПа

^ппу

^пэ

F    —

ь    -

fip

н    -

КК\ — /    —

k

'/    —

4

it    —

к/    —

Ki

ka    —

Kp    -

Kv    -

Ky    -

L    —

M0

M    —

Mt

M    —

mw    —

ms    —

ny    -

N    -

Noi

[Nol    -

P    

[P]    ^

Рисп

[p] ИСП

Q0. Q/

<7тр

R    —

r    ~~

s

Sb    ~~

Sob

SR,SRO’ SRn> S«3’ SrM

$e

At    —

t    —

модуль упругости полиэтилена высокой плотности, МПа

площадь поперечного сечения, мм2

/-я частота собственных колебаний трубопровода, Гц

/-я частота возмущающей нагрузки, Гц

параметр, характеризующий концентрацию напряжений изгиба в тройнике расчетные значения высоты внешней и внутренней части ответвления тройника, мм момент инерции поперечного сечения, мм4

коэффициент интенсификации напряжений от изгиба поперек плоскости тройника или отвода

коэффициент интенсификации напряжений от изгиба в плоскости тройника или отвода

коэффициент интенсификации напряжений от растяжения—сжатия

коэффициент интенсификации напряжений от кручения

коэффициент интенсификации напряжений в отводах

коэффициент, учитывающий допускаемые неупругие деформации

коэффициент концентрации напряжений при оценке циклической прочности

коэффициент гибкости отводов

коэффициент вертикального сейсмического ускорения

коэффициент, зависящий от относительного демпфирования в конструкции ^

длина трубы, пролета или детали трубопровода, мм

расчетный изгибающий момент, действующий поперек плоскости тройника или отвода, Н-мм расчетный изгибающий момент, действующий в плоскости тройника или отвода, Н-мм расчетный крутящий момент, Н-мм погонная масса трубопровода, кг/м

общая масса строительной конструкции с фундаментом, на которой расположен трубопровод, кг

общая масса трубопровода, кг коэффициент запаса устойчивости расчетное осевое усилие, Н

расчетное число циклов /-го типа, определяемое на основании температурной истории за весь

срок службы трубопровода

допустимое число полных циклов /-го типа

расчетное внутреннее избыточное давление, МПа

допустимое избыточное внутреннее или наружное давление, МПа

пробное давление при испытаниях, МПа

допустимое избыточное давление при испытаниях, МПа

поперечные усилия, действующие в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, Н расчетный погонный вес трубопровода с теплоносителем и изоляцией, Н/мм радиус кривизны осевой линии отвода, мм

радиус скругления горловины штампованного (штампосварного) тройника, мм номинальная толщина стенки трубы или фасонной детали, мм номинальная толщина стенки ответвления тройника, мм расчетная толщина стенки ответвления тройника при фу = 1, мм расчетные толщины стенок труб и соединительных деталей, мм

эквивалентная толщина стенки магистрали тройника, мм расчетный температурный перепад стенок трубопровода, °С расчетная температура теплоносителя, °С монтажная (начальная) температура, °С минимальная температура в условиях эксплуатации, °С температура при испытаниях, °С

ГОСТ Р 55596-2013

*зам

т„

—    температура прогрева трубопровода в момент замыкания стартовых компенсаторов, °С

—    /с-й период собственных колебаний трубопровода, с

пр

Vp, vs, VR

^max

w

z

zf

—    предельное сопротивление грунта сдвигу (предельная сила трения), Н/мм

—    скорость распространения продольных волн, сдвиговых волн и волн Рэлея, м/с

—    максимальная скорость грунта при землетрясении, м/с

—    момент сопротивления поперечного сечения при изгибе, мм3

—    глубина заложения от поверхности земли до оси трубы, мм

—    относительное сужение поперечного сечения образца при статическом разрушении в результате растяжения при расчетной температуре, %

a

m

%

Trp

У/

Aoe,i

[Aoe]

v

X

—    коэффициент линейного расширения, 1°С

—    спектр ответа (коэффициент динамичности)

—    относительное демпфирование, в долях от критического

—    объемный вес грунта, Н/мм3

—    коэффициент надежности для нагрузок или воздействий /'-го типа

—    размах эквивалентных напряжений для i-го типа цикла, МПа

—    допускаемый размах напряжений, МПа

—    коэффициент относительной поперечной деформации (Пуассона)

—    безразмерный параметр, характеризующий пониженную жесткость отвода при действии изгибающего момента

Geit

cpit

°КЦ

ф)

%

°Z

ar

®zM

CzN

[°L [oho

[^]исп

Mb

[^]пэ

[^Inny

[^]ппм

^10/nny

^ппм

[Хф]

Хф>/

[xj

Xz,f

Мппм

Хппм

X

—    минимальное значение временного сопротивления (предела прочности) при расчетной температуре/°С, МПа

—    минимальное значение предела текучести при расчетной температуре / °С, МПа

—    кольцевое мембранное напряжение от внутреннего давления, МПа

—    кольцевое изгибное напряжение, МПа

—    сумма кольцевого изгибного и мембранного напряжения, МПа

—    эквивалентное напряжение, МПа

—    суммарное среднее осевое напряжение от внутреннего давления, осевой силы и изгибающего момента, МПа

—    радиальное напряжение от внутреннего давления, МПа

—    осевое изгибное напряжение от внешних нагрузок, МПа

—    мембранное напряжение от внешних нагрузок, МПа

—    допускаемые напряжения при расчетной температуре и при 20°С, МПа. См. 5.2.1

—    допускаемые напряжения при испытаниях (см. 9.1.3), МПа

—    допускаемое напряжение при расчетной температуре ответвления тройника или врезки, МПа

—    допускаемое напряжение в полиэтилене высокой плотности при рабочей температуре, МПа

—    допускаемое напряжение в ППУ, МПа

—    допускаемое напряжение в ППМ, МПа

—    предел прочности ППУ на растяжение-сжатие в радиальном направлении при 10 %-ной деформации, МПа

—    предел прочности ППМ на растяжение-сжатие, МПа

—    допускаемое напряжение для ППУ на сдвиг в тангенциальном (окружном) направлении, МПа

—    предел прочности ППУ на сдвиг в тангенциальном (окружном) направлении, МПа

—    допускаемое напряжение для ППУ на сдвиг в продольном (вдоль оси трубы) направлении, МПа

—    предел прочности ППУ на сдвиг в продольном (вдоль оси трубы) направлении, МПа

—    допускаемое напряжение для ППМ на сдвиг, МПа

—    предел прочности ППМ на сдвиг, МПа

—    касательное напряжение от кручения, МПа

—    коэффициент трения

7

у — коэффициент прочности продольного сварного шва при растяжении. См. 5.3.1 ф — коэффициент прочности поперечного сварного шва при растяжении. См. 5.3.2 Фbw — коэффициент прочности поперечного сварного шва при изгибе. См. 5.3.7 Ф^ — коэффициент прочности элемента с угловым сварным швом. См. 5.3.8 Фс, — коэффициент прочности элемента, ослабленного отверстием юр — параметр внутреннего давления

щ — круговая частота /с-й формы собственных колебаний, рад/с fk — техническая частота /с-й формы колебаний, Гц

НП — значение частоты, соответствующее «ускорению нулевого периода» на спектре, Гц фгр — угол внутреннего трения грунта

5 Общие положения

5.1    Основные положения расчета на прочность

5.1.1    За правильность применения настоящего стандарта несет ответственность предприятие или организация, выполнявшие расчет.

5.1.2    Выбор основных размеров труб и деталей по расчетному давлению и расчетной температуре с учетом коррозионной активности теплоносителя (для стальных труб) следует производить согласно разделу 7.

5.1.3    Расчет на прочность трубопроводов при проектировании проводят в два этапа:

1)    определение толщин стенок труб и деталей согласно разделу 7;

2)    поверочный расчет на прочность и устойчивость трубопровода согласно разделам 8—10 с учетом нагрузок и воздействий, возникающих при строительстве, испытаниях и эксплуатации, определяемых согласно разделу 6.

При оценке прочности трубопроводов должны полностью удовлетворяться как требования расчета по толщинам стенок, так и поверочного расчета.

5.1.4    Целью поверочного расчета являются:

1)    оценка статической и циклической прочности трубопровода (раздел 8);

2)    оценка статической прочности трубопровода в режиме испытаний (раздел 9);

3)    оценка продольной устойчивости трубопровода (раздел 10);

4)    оценка прочности от сейсмических воздействий для трубопроводов, расположенных на площадках с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов по шкале MSK-64 (раздел 11);

5)    оценка работы компенсаторов (см. 8.5);

6)    оценка нагрузок, действующих со стороны трубопровода на опоры, конструкции и присоединенное оборудование (см. 5.1.6);

7)    оценка перемещений точек трубопровода (см. 5.1.5).

5.1.5    Допускаемые перемещения трубопровода (прогиб, сдвиг, смещение и т. п.) определяют, исходя из следующих принципов:

-    конструктивных — обеспечение необходимых уклонов, отсутствие образования обратного уклона и «карманов», соблюдение необходимых зазоров между трубопроводом и прочим оборудованием, соблюдение безопасного расстояния до края опор (предотвращение падения трубопровода с опор) и т. д.;

-    эксплуатационных — обеспечение условий нормальной эксплуатации трубопровода и оборудования, доступа к арматуре, контрольно-измерительным приборам;

-эстетических — обеспечение благоприятного впечатления от внешнего вида трубопровода, устранение ощущения опасности (например, в случае слишком больших прогибов).

5.1.6    Значения допускаемых нагрузок на опоры и присоединенное к трубопроводу оборудование устанавливают заводы-изготовители или нормативная документация.

В случае отсутствия данных рекомендуется:

- проверять нагрузки на патрубки (штуцеры) сосудов и аппаратов с помощью специальных программ и методов расчета согласно ГОСТ Р 52857.3 и ГОСТ Р 52857.9;

ГОСТ Р 55596-2013

- проверять нагрузки на патрубки насосов согласно стандартам и техническим условиям или по согласованию сзаводами-изготовителями.

5.1.7    Для предварительной расстановки промежуточных опор рекомендуется использовать приложение Б.

5.1.8    Расчет назначенного ресурса трубопровода производят согласно приложению Е.

5.1.9    Поверочный расчет гибких теплопроводов из полимерных труб (раздел 12 и приложение Г) предусматривает оценку их несущей способности и долговечности при постоянной и переменной рабочей температуре, а также определение нагрузок на неподвижные опоры.

5.1.10    Поверочный расчет на прочность трубопроводов из гибких стальных гофрированных труб (раздел 13 и приложение В) предусматривает оценку статической прочности, а также определение нагрузок на неподвижные опоры.

5.1.11    Прогнозирование наработки на отказ после проведения гидроиспытаний проводят согласно приложению Д.

5.2 Допускаемые напряжения

5.2.1 Расчеты стальных труб и соединительных деталей тепловых сетей на прочность проводят по номинальным допускаемым напряжениям. Номинальные допускаемые напряжения [о], для электросвар-ныхтруб и деталей, наиболее часто применяемых в тепловых сетях, приведены в таблице 5.1.

При необходимости использовать стали, марки которых не приведены в таблице, номинальные допускаемые напряжения вычисляют по формуле

(5.1)

М = min I If-, If-

Таблица 5.1 — Допускаемые напряжения

Температура, °С

Допускаемые напряжения [а], МПа

СтЗсп

10

20

09Г2С

17ГС, 17Г1С, 17Г1СУ

20

140

130

150

180

187

100

131

125

147

170

177

150

125

122

143

160

171

200

117

120

140

150

165

250

107

108

132

145

156

Если характеристики прочности материала при расчетной температуре отсутствуют, допускаемые напряжения допускается определять с использованием характеристик прочности при температуре 20°С

[а] = Ат    (5-2)

где Ат — коэффициент приведения допускаемого напряжения к расчетной температуре (таблица 5.2). Характеристики прочности oB/f, aplt, ов и ср принимают по стандартам, нормалям или другим нормативным документам на трубы и детали.

5.2.2    Характеристики прочности и допускаемые напряжения материалов и конструкций с промышленной ППУ-изоляцией по ГОСТ 30732 при расчетной температуре 140 °С принимают в соответствии с

5.2.3 — 5.2.4, а при расчетной температуре 150 °С — согласно примечанию к 5.2.4. Коэффициенты запаса по пределам прочности на растяжение, сжатие и сдвиг принимают равными 2.

5.2.3    Для полиэтилена высокой плотности предельное относительное удлинение составляет 3 %. При значении модуля упругости Епэ = 800 МПа допускаемое напряжение составляет

[с]пэ = 800 ^2 = 12 МПа-    (5-3)

о = 1,4 [о]пэ.

При действии изгибающего момента расчетное напряжение может превышать допускаемое на 40 %

(5.4) 9

Таблица 5.2 — Коэффициенты приведения к расчетной температуре Ат

Температура, °С

Сталь

Углеродистая

обыкновенного

качества

Углеродистая качественная с содержанием углерода, %

Углеродистая низколегированная или легированная с содержанием углерода, %

0,07— 0,14

0,17— 0,24

0,07—0,12

0,14 — 0,20

20

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

100

0,943

0,961

0,980

0,944

0,946

150

0,893

0,938

0,953

0,889

0,914

200

0,836

0,908

0,933

0,833

0,882

250

0,764

0,861

0,880

0,806

0,834

5.2.4 Для ППУ допускаемые напряжения, МПа, составляют (коэффициенты запаса по пределам прочности на растяжение, сжатие и сдвиг принимают равными 2)

Мппу =М =0,15,

(5.5)

[Тф] = Y = =0065

(5.6)

[TZ] = Y = T =004-

(5.7)

Примечание — При расчетной температуре 150°С и выше значения о-ю/ппу °cp,f> °z,f допускается принимать согласно сертификату на ППУ соответствующей рецептуры.

5.2.5    Для ППМ-изоляции допускаемые напряжения, МПа, составляют (коэффициенты запаса по пределам прочности на растяжение, сжатие и сдвиг принимают равными 2):

=0,6,    (6.8)

= ¥ =°’15-    <5-9>

5.2.6    Для тех материалов и конструкций, которые в настоящем стандарте не указаны, данные определяют по справочным и экспериментальным данным.

5.3 Коэффициенты прочности сварных соединений

5.3.1    Коэффициент прочности продольного сварного шва для эпекгросварных труб и деталей <ру при растяжении определяют согласно 5.3.4 — 5.3.6. Для бесшовных труб и деталей <ру = 1.

5.3.2    Коэффициент прочности поперечного сварного шва труб ф при растяжении определяют согласно 5.3.4 — 5.3.6. При сжатии принимают ф = 1.

5.3.3    При расчете на внутреннее давление труб и цилиндрических деталей не учитывается поперечный шов, а при расчете на осевое усилие — продольный шов.

5.3.4    Коэффициенты прочности фу, ф для стыковых сварных соединений при растяжении, выполненных любым допущенным способом (автоматической, полуавтоматической или ручной дуговой сваркой), обеспечивающим полный провар по всей длине стыкуемых элементов, зависит от объема контроля качества шва радиографией или ультразвуком. Рекомендуемые значения:

-    при полном контроле 100 % длины шва — 1,0;

-    при выборочном контроле не менее 10 % длины шва — 0,8;

-    при отсутствии контроля или при выборочном контроле менее 10 % длины — 0,7.

5.3.5    При наличии смещения кромок сварных труб коэффициент прочности сварного соединения фда, определенный в соответствии с 5.3.4, должен быть уменьшен пропорционально смещению кромок. Например, при смещении кромок на 15% значение коэффициента ф^должно быть умножено на 0,85.

5.3.6    Усиление сварного шва при определении коэффициентов прочности фу, ф не учитывают.

5.3.7    Коэффициент прочности поперечного сварного стыка труб и деталей при изгибе фЬи,определяют в соответствии с 5.3.4 — 5.3.6, но не более значений:

ГОСТ Р 55596-2013

-    для бесшовных труб — 0,9;

-    для электросварных — 1,0.

5.3.8    Коэффициенты прочности ф/. для угловых и тавровых сварных соединений на все виды нагрузок, кроме сжатия, принимают в соответствии с 5.3.4 — 5.3.6, но не более следующих значений:

-    при полном контроле 100 % длины шва — 0,8

-    при выборочном контроле или при отсутствии контроля - 0,6.

5.3.9    Коэффициент прочности сварного шва для соединений в нахлестку принимают в соответствии с 5.3.4 — 5.3.6, но не более 0,6.

5.3.10    Допускается принимать другие значения коэффициентов снижения прочности сварных соединений с учетом условий эксплуатации и показателей качества элементов трубопроводов.

5.4 Расчетная и номинальная толщина стенок элементов

5.4.1    Для определения расчетной толщины стенки sR элемента трубопровода используют формулы раздела 7.

5.4.2    Номинальную толщину стенки трубы или детали трубопровода s определяют с учетом суммарной прибавки, исходя из условия

s>sR + c,    (5.10)

с округлением до значения ближайшей большей толщины стенки по стандартам и техническим условиям на сортамент труб и деталей. Допускается округление в сторону меньшей толщины стенки, если разница не превышает 3 %.

Наименьшие значения номинальной толщины стенки труб или соединительных деталей s в зависимости от наружного диаметра Da приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3 — Наименьшая номинальная толщина стенки

Da, мм

<38

<51

< 70

<90

< 108

> 108

s, мм

1,8

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

5.4.3    Суммарную прибавку к толщине стенки с вычисляют по формуле

с = с., + с2,    (5.11)

где с., — сумма прибавок для компенсации допуска на минимальную толщину стенки заготовки слл и максимального утонения при технологических операциях с12;

с2 — прибавка для компенсации коррозии, принимаемая согласно 5.4.7—5.4.9.

5.4.4    Для деталей трубопроводов, получаемых сваркой из труб (секторные отводы, сварные тройники), прибавка с•, равна допуску на минимальную толщину стенки трубы заготовки по стандартам или техническим условиям.

5.4.5    Для деталей трубопроводов, изготовляемых из труб путем горячего или холодного деформирования (крутоизогнутые отводы, штампованные тройники), прибавка с1 равна допуску на минимальную толщину стенки, указанному в соответствующих технических условиях.

5.4.6    Для гнутых отводов прибавка с., равна сумме допусков на минимальную толщину стенки трубы-заготовки c-i-i и максимального утонения при гибке на станке с12. Последнюю величину при отсутствии специальных указаний определяют выражением с12 = s/(1 + 2RID).

5.4.7    При наличии внутренней и наружной коррозии суммарную прибавку с2 допускается определять

по формуле с2 = ^/cfT+~cf2", учитывающей малую вероятность одновременного достижения максимальной величины внутренней и наружной коррозии в одной и той же точке.

5.4.8    Для теплопроводов с рабочим давлением < 1,6 МПа допустимая скорость внутренней коррозии составляет v-i = 0,085 мм/год [1]. При сроке службы tc - 30 лет соответствующая прибавка на коррозию составит с21 = fc v-| = 30-0,085 = 2,55 мм. При наличии технической возможности уменьшения скорости внутренней коррозии допускается принимать иные значения v.,, но не менее 0,03 мм/год.

5.4.9    Скорость наружной коррозии v2 принимают в соответствии с нормами [2]. Соответствующую прибавку на коррозию вычисляют по формуле c22 = fc-v2. Для трубопроводов с ППУ-изоляцией по ГОСТ 30732 расчетную скорость наружной коррозии допускается принимать равной v2 = 0.

11

6 Нагрузки и воздействия

6.1    Классификация нагрузок и воздействий

6.1.1    Расчетные значения нагрузок и воздействий определяют путем умножения нормативных значений на коэффициенты надежности у( . В обоснованных случаях допускается принимать другие значения коэффициентов надежности.

Примечания

1    Знак «+» означает, что данную нагрузку или воздействие учитывают в расчете на прочность, а знак «—» что не учитывают.

2    Воздействия, помеченные знаком «*», могут быть также отнесены к категории кратковременных воздействий. Например, кратковременное повышение температурного перепада до 150 °С в стальных трубопроводах бесканапьной прокладки и до 100 °С в трубопроводах из гибких полимерных труб, а также кратковременное повышение давления в режиме гидроиспытаний.

3    Нагрузки и воздействия могут быть отнесены к кратковременным, если они действуют менее 1 часа подряд и в сумме менее 80 часов в год.


Таблица 6.1 — Коэффициенты надежности для нагрузок и воздействий

Нормативные нагрузки и воздействия

Способ прокладки

Коэффи-циент надежности

Вид

Шифр

Характеристика

Беска-

нальный

В

канале

Надзем

ный

Постоянные

1

Собственный вес труб, деталей, арматуры и обустройств

+

+

+

1,1 (0,95)

2

Вес изоляции

+

+

+

1,2 (0,9)

3

Вес и давление грунта

+

1,2 (0,8)

4

Гарантированная предварительная растяжка и смещения креплений (кроме смещений с шифром 10)

+

+

+

1,0

5

Силы трения в опорах скольжения или при взаимодействии с грунтом (бесканаль-ная прокладка)

+

+

+

1,0

6

Натяг упругих опор

+

+

1,0

Длительные

временные

7

Внутреннее давление*; распорные усилия осевых компенсаторов

+

+

+

1,0

8

Вес теплоносителя

+

+

+

1,0 (0,95)

9

Температурный перепад*

+

+

+

1,0

10

Смещения креплений при нагреве присоединенного оборудования

+

+

+

1,0

Кратковре

менные

11

Снеговая

+

1,4

12

Гололедная

+

1,3

13

Ветровая

+

1,4

14

При срабатывании предохранительного клапана

_

+

+

1,4

15

От подвижного состава

+

См. 6.2.13

Особые

16

Сейсмические воздействия; гидравлический удар; взрывные воздействия; нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования

+

+

+

1,0

ГОСТ Р 55596-2013

Учитываемые в расчетах на статическую и циклическую прочность нагрузки и воздействия, а также соответствующие им коэффициенты надежности у,- приведены в таблице 6.1. Значения коэффициентов надежности по нагрузке, указанные в скобках, должны приниматься в тех случаях, когда уменьшение нагрузки ухудшает условия работы трубопровода.

6.2 Нормативные нагрузки

6.2.1    Расчетное давление р и расчетная температура f при оценке прочности и определении нагрузок на опоры и строительные конструкции принимают равными соответственно рабочему давлению и рабочей температуре согласно [2] и техническими требованиями на проектирование.

6.2.2    При расчете трубопровода в режиме испытания расчетную температуру ?исп принимают в соответствии с [3], а пробное давление рисп в соответствии с [3] и 9.1.1—9.1.2.

6.2.3    Если на элемент трубопровода действует гидростатическое давление, составляющее 5 % и выше рабочего давления, то расчетное давление элемента должно быть повышено на это значение.

6.2.4    Нормативные нагрузки от собственного веса деталей трубопровода, конструкций заводского изготовления и изоляции должны определяться на основании стандартов, рабочих чертежей и паспортных данных по номинальным размерам, от веса других деталей — по проектным размерам и удельному весу материалов.

6.2.5    Нормативные нагрузки и воздействия от предварительной растяжки трубопровода, растяжки компенсаторов, смещений креплений и натяга упругих опор, обусловленного их регулировкой, определяет проект.

6.2.6    Нормативное значение веса деталей и конструкций заводского изготовления определяют на основании стандартов, рабочих чертежей или паспортных данных заводов-изготовителей. Других деталей — по проектным размерам и удельному весу материалов.

6.2.7    Расчетный температурный перепад At равен разнице между расчетной температурой теплоносителя f (или температурой при испытаниях/исп) и начальной температурой tH\At-t-tH.

6.2.8    Начальную температуру tH следует принимать равной температуре окружающего воздуха в момент, когда замыкается последний стык при монтаже трубопровода и его схема превращается в неразрезную статически неопределимую систему. При наличии данных о календарном сроке замыкания трубопровода допускается fH уточнять в соответствии с этими данными, а при отсутствии таких данных для назначения fH допускается принимать начальную температуру в холодное время года согласно 8.6 и 8.7 [4].

В любом случае fH принимают не менее чем минимальная температура окружающего воздуха, при которой допускается проведение монтажных и сварочных работ. В этом случае в проекте должно быть указано, что замыкание трубопровода не должно производиться при температуре окружающего воздуха ниже, чем принятое значение fH.

В отдельных случаях в качестве fH можно принимать расчетную температуру до начала отопительного периода ?хол или температуру окружающего воздуха при проведении аварийно-восстановительных работ.

6.2.9    Нормативную нагрузку от веса грунта на единицу длины трубопровода, Н/мм, укладываемого в траншее, вычисляют по формуле

9гр = YrpZ'D/c-    (6.1)

6.2.10    Нормативную снеговую нагрузку на единицу длины трубопровода надземной прокладки, Н/мм, (актуально для труб с ППУ-изоляцией и защитной оболочкой из оцинкованной стали по ГОСТ 30732) следует определять по формуле

Qsn = 0,7Sg-10“3 (x Dk,    (6.2)

где Sg — вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли в кПа, принимается в зависимости от снегового района по [4];

ц — коэффициент перехода от веса снегового покрова на единицу поверхности земли к снеговой нагрузке на единицу поверхности горизонтальной проекции кожуха изоляции трубопровода, принимают равным 0,4.

Также рекомендуется учитывать снеговые нагрузки на опирающиеся на трубопровод обустройства, которые определяют согласно [4].

13

Снеговую нагрузку не учитывают для трубопроводов, температура поверхности изоляции (если она есть) или температура стенок (если изоляции нет) которых превышает 0 °С, для вертикальных и наклонных трубопроводов с углом наклона более 45°.

6.2.11    Полную нормативную ветровую нагрузку на единицу длины участка трубопровода, Н/мм, определяют по формуле

Яме = (Wm + Wp) Dk ,    (6.3)

где wm — средняя составляющая ветровой нагрузки, МПа;

wp — пульсационная составляющая ветровой нагрузки, МПа по [4].

Нагрузка qwe прикладывается перпендикулярно оси трубы в плоскости, образованной осью трубы и направлением ветра. Составляющую ветровой нагрузки вдоль трубы допускается не учитывать.

Нормативное значение средней составляющей поперечной ветровой нагрузки, МПа, вычисляют по формуле

wm = w0Ar (ze) с ■ 10“3,    (6.4)

где w0 — нормативное значение ветрового давления согласно [4], кПа;

к (ze) — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты оси трубопровода ze, определяемый по [15];

с — аэродинамический коэффициент, принимаемый по [4].

Аэродинамический коэффициент для упрощенных расчетов допускается принимать по формуле

с = схcos2 со,    (6.5)

где со — угол между осью участка трубопровода и плоскостью, перпендикулярной направлению ветра;

сх — аэродинамический коэффициент лобового сопротивления при прокладке трубопроводов по отдельно стоящим опорам принимают:

-    для одиночного трубопровода сх= 0,7;

-    для неодиночного трубопровода в горизонтальном ряду сх - 1.

При расчете трубопровода на дополнительные ветровые нагрузки следует рассмотреть несколько вариантов направления действия ветра, но не менее двух взаимно перпендикулярных направлений.

При определении пульсационной составляющей ветровой нагрузки wp согласно [4] логарифмический декремент колебаний принимают 8 = 0,15, а коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра v = 0,95.

6.2.12    Нормативную нагрузку от обледенения (гололедная) на единицу длины надземного трубопровода, Н/мм, определяют по формулам:

-    при Dk< 70 мм

qgn = 9 -10-6я blqi^Dit + ЬАцД    (6.6)

-    при Dk > 70 мм

qgn = 1,35 ■ 10-6 kn((Dk+2b)2-D2),    (6.7)

где b —толщина стенки гололеда, мм (превышаемая раз в 5 лет), принимаемая согласно [4];

к —коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда по высоте, принимаемый согласно [4];

ц1 — коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра кожуха изоляции, определяют согласно [4].

При вычислении коэффициентов b и к высоту принимают от поверхности земли до центра тяжести трубы или детали трубопровода.

6.2.13 Нормативные нагрузки и коэффициенты надежности от подвижного состава принимают согласно [5]. Для трубопроводов, укладываемых в местах, где движение транспорта невозможно, в качестве нормативной следует принимать равномерно распределенную нагрузку от пешеходов 0,005 Н/мм2.

ГОСТ P 55596—2013


7 Расчет на прочность труб и соединительных деталей под действием внутреннего избыточного давления

7.1    Трубы

7.1.1    Расчетная толщина стенки трубы


у [о] + | р |

7.1.2 Допускаемое давление для труб равно

2cpy[o](s-c)

Dg-(S-C)


(7.1)


(7.2)


7.1.3 Для трубопроводов бесканальной прокладки в грунте должна проводиться дополнительная проверка прочности трубы при овализации под действием давления вышележащего слоя грунта. В случае невыполнения данной проверки толщина стенки должна быть увеличена.

7.2 Отводы

7.2.1    Расчетную толщину стенки отвода вычисляют по формуле

SR0 - SR Л >    U-3)

где sR — расчетная толщина стенки трубы, вычисляют по формуле (7.1); к, — коэффициент, принимаемый согласно 7.2.2;

7.2.2    Для всех видов отводов:

-для гнутых и крутоизогнутых отводов (рисунок 7.1а) по таблице 7.1;

- для секторных отводов, состоящих из полусекторов и секторов с углом скоса а < 22,5° (рисунок 7.1,6), вычисляют по формуле


4


к, =


—В__1

Ра ~SR


4


—R__2

Da-sR


(7.4)


Для секторных отводов с углом скоса а > 22,5° данная методика не применима.

- для штампосварных отводов при расположения сварных швов в плоскости кривизны отвода (рисунок 7.1, в)


к;


Фу


4


_В__1

Ра ~SR


4


—В__2

Da~sR


(7.5)


-для штампосварных отводов при расположении сварных швов по нейтральной линии (рисунок 7.1 г)


кi = max


J__

фу ’ 4


Рa-SR

в

Ра -SR


-1


-2


В формулах (7.5) и (7.6) sR определяют по формуле (7.1) при фу= 1,0.


Таблица 7.1

RIPa

< 1,0

<2,0

к;

1,3

1,0

Примечание — Для промежуточных значений RIDa значение к-\ определяют линейной интерполяцией.


(7.6)


15


ГОСТ P 55596—2013

Содержание

1    Область применения........................................ 1

2    Нормативные ссылки....................................... 2

3    Термины и определения...................................... 2

4    Обозначения и сокращения.................................... 5

5    Общие положения......................................... 8

5.1    Основные положения расчета на прочность.......................... 8

5.2    Допускаемые напряжения................................... 9

5.3    Коэффициенты прочности сварных соединений........................ 10

5.4    Расчетная и номинальная толщина стенок элементов..................... 11

6    Нагрузки и воздействия...................................... 12

6.1    Классификация нагрузок и воздействий............................ 12

6.2    Нормативные нагрузки..................................... 13

7    Расчет на прочность труб и соединительных деталей под действием внутреннего избыточного давления ............................................... 15

7.1    Трубы............................................. 15

7.2    Отводы............................................ 15

7.3    Переходы........................................... 16

7.4    Тройники и врезки....................................... 17

8    Поверочный расчет трубопровода на прочность.......................... 20

8.1    Выбор расчетной схемы трубопровода............................. 20

8.2    Сочетание нагрузок и воздействий............................... 21

8.3    Применение и учет предварительной растяжки......................... 23

8.4    Определение нагрузок на оборудование, опоры и строительные конструкции.......... 24

8.5    Учет влияния компенсаторов при расчете трубопровода.................... 25

8.6    Условия прочности....................................... 27

8.7    Расчетные напряжения    в трубах и соединительных деталях.................. 28

8.8    Расчетные напряжения    в отводах и косых стыках....................... 29

8.9    Расчетные напряжения    в тройниках и врезках......................... 30

8.10    Расчетные напряжения в переходах............................. 32

8.11    Расчетные напряжения в ППУ и ППМ изоляции........................ 32

8.12    Расчет на циклическую прочность.............................. 33

9    Расчет трубопровода в режиме испытаний............................. 35

9.1    Общие положения...................................... 35

9.2    Поверочный расчет трубопровода в режиме испытаний.................... 35

10    Поверочный расчет на устойчивость................................ 35

10.1    Условные обозначения.................................... 35

10.2    Общие положения...................................... 36

10.3    Продольная устойчивость при бесканальной прокладке в грунте............... 37

10.4    Продольная устойчивость надземных трубопроводов и подземных трубопроводов в каналах 38

11    Расчет трубопровода на сейсмостойкость............................. 41

11.1    Общие положения...................................... 41

11.2    Расчет надземного трубопровода. Общие положения..................... 42

11.3 Расчет надземного трубопровода по линейно-спектральной теории.............. 45

11.4 Расчет надземного трубопровода методом эквивалентной статической нагрузки....... 47

11.5 Расчет надземного трубопровода методом динамического анализа.............. 47

11.6    Расчет подземного трубопровода бесканальной прокладки.................. 48

11.7    Расчет на сейсмические смещения креплений........................ 50

12    Поверочный расчет на прочность трубопроводов из гибких полимерных труб........... 51

12.1    Общие положения...................................... 51

12.2    Несущая способность гибких труб «Изопрофлекс» и «Изопрофлекс-А»............ 52

12.3    Компенсация температурных расширений, нагрузки на неподвижные опоры и глубина заложения при бесканальной прокладке............................... 55

13    Поверочный расчет на прочность трубопроводов из гибких стальных гофрированных труб.....    56

ГОСТ P 55596-2013




а — гнутый; б — секторный с тремя косыми стыками (п = 3); в, г — штампосварной

Рисунок 7.1 — Отводы


7.2.3 Допускаемое давление для отводов равно

2сру (s-c)[o]


[р] =

Da kj -(s-c)


(7.7)


7.3 Переходы


7.3.1 Расчетная толщина стенки концентрических и эксцентрических переходов (рисунок 7.2) равна; - со стороны большего диаметра


sRm -


2сру [a] cosa+ р


(7.8)


- со стороны меньшего диаметра


5ЯП2


\р\Р2

у [o]cosa + | р |


(7.9)


Формула (7.8) применима при соблюдении следующих условий: - при а< 15°


°’003 ^7^-°’35


- при 15° а <45°


°-003 ^7?^0-15.


°2-2s2^1 2sincc к' s2 ~Y~

D1-2s1 д/ cos a VV D1—2s1JD1


(7.10)

(7.11)

(7.12)


16


ГОСТ Р 55596-2013

13.1    Основные положения.................................... 56

13.2    Критерии прочности..................................... 56

13.3    Нагрузки на неподвижные опоры.............................. 59

Приложение А (рекомендуемое) Учет повышенной гибкости отдельных элементов......... 60

А.1 Отводы..................................... 60

A. 2 Тройники и врезки................................ 61

Приложение Б (рекомендуемое) Определение расстояний между промежуточными опорами ....    63

Б. 1 Условия прочности трубопровода........................ 63

Б.2 Условия жесткости (провисания) трубопровода................. 63

Б.З Расстояние между опорами и антисейсмическими упорами с учетом сейсмического воздействия.................................. 64

Приложение В (справочное) Пример расчета на прочность гибкого стального трубопровода из труб

«Касафлекс».................................... 65

B. 1 Исходные данные................................ 65

В.2 Вычисление напряжений............................ 65

В.З Оценка статической прочности......................... 66

В.4 Нагрузка на неподвижную опору........................ 66

Приложение Г (справочное) Примеры расчетов несущей способности гибких трубопроводов из сшитого полиэтилена РЕХ................................ 67

Г. 1 Трубопровод из гибких труб «Изопрофлекс»................... 67

Г.2 Трубопровод из гибких труб «Изопрофлекс-А».................. 68

Приложение Д (справочное) Прогнозирование наработки на отказ после проведения гидроиспытаний ........................................ 69

Д.1 Постановка задачи и исходные предпосылки.................. 69

Д.2 Методика расчета................................ 69

Д.З Пример расчета................................. 70

Приложение Е (рекомендуемое) Определение расчетного ресурса эксплуатации трубопровода ...    71

Приложение Ж (справочное) Примеры определения напряжений в трубопроводах бесканальной

прокладки от сейсмических воздействий....................... 72

Библиография............................................ 74

IV

ГОСТ Р 55596-2013

Введение

Настоящий стандарт предназначен для специалистов, осуществляющих проектирование, строительство и реконструкцию трубопроводов тепловых сетей.

Выпущен взамен РД 10-400—01 «Нормы расчета на прочность трубопроводов тепловых сетей». Стандарт разработан Научно-техническим предприятием Трубопровод (ООО НТП «Трубопровод») при участии Группы «Полипластик», ЗАО «Завод АНД Газтрубпласт», ОАО «ВНИПИЭнергопром», ОАО «Инжпроектсервис», ОАО НПО «ЦНИИТМАШ».

Разработка выполнена авторским коллективом в составе:

В.Я. Магалиф, А.В. Матвеев, А.З. Миркин — ООО НТП «Трубопровод»;

И.А. Данюшевский, О.Б. Киреев — АООТ «НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова»;

A. Н. Бирбраер, А.В. Петренко — ОАО «СПбАЭП»;

B. В. Коврига, И.В. Гвоздев — Группа «Полипластик», ЗАО «Завод АНД Газтрубпласт»;

Г.Х. Умеркин , А.И. Коротков — ОАО «ВНИПИЭнергопром».

V

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕТИ ТЕПЛОВЫЕ Нормы и методы расчета на прочность и сейсмические воздействия

District heating systems. Standard for the stress and seismic analysis

Дата введения — 2014—05—01

1 Область применения

1.1    Настоящий стандарт распространяется на проектируемые, вновь изготавливаемые и реконструируемые:

-    стальные трубопроводы водяных тепловых сетей с рабочим давлением до 2,5 МПа включительно и рабочей температурой до 200 °С включительно,

-    стальные паропроводы с рабочим давлением до 4,0 МПа включительно и рабочей температурой до 250 °С включительно (категория III, группа 2) от выходных запорных задвижек коллекторов источника теплоты или от наружных стен источника теплоты до выходных запорных задвижек тепловых пунктов (узлов вводов) зданий и сооружений,

-    трубопроводы водяных тепловых сетей из гибких стальных гофрированных труб с рабочим давлением до 1,6 МПа включительно и рабочей температурой до 150 °С включительно,

-    трубопроводы водяных тепловых сетей из гибких полимерных труб с рабочим давлением до 1,0 МПа включительно и рабочей температурой до 95 °С включительно.

1.2    Настоящий стандарт распространяется как на воздушные тепловые сети (в каналах, городских и внутриквартальных тоннелях, надземные), так и на тепловые сети, защемленные в грунте (бес-канальные).

1.3    Настоящий стандарт устанавливает методы расчета на прочность трубопроводов тепловых сетей, а также требования по определению толщины стенки труб и соединительных деталей трубопровода для обеспечения их несущей способности под действием внутреннего избыточного давления.

Поверочный расчет трубопровода предусматривает оценку статической и циклической прочности трубопровода под действием нагрузок и воздействий, соответствующих как нормальному режиму эксплуатации, так и допустимым отклонениям от такого режима.

Поверочный расчет на сейсмические воздействия выполняется для трубопроводов, расположенных на площадках с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов по шкале MSK-64.

Внутренние силовые факторы и реакции опор определяются расчетом трубопровода как упругой стержневой системы с учетом реальной гибкости элементов и сил трения в опорах скольжения по методам строительной механики стержневых систем. Нагрузки на оборудование и опоры определяются в рабочем и холодном (не рабочем) состояниях трубопровода, а также при испытаниях.

Оценка прочности проводится раздельно на действие несамоуравновешенных нагрузок (весовые и внутреннее давление) и с учетом всех нагружающих факторов, в том числе температурных деформаций. При соблюдении условий циклической прочности допускается значительная концентрация местных напряжений, обусловленных температурным нагревом в рабочем состоянии трубопровода.

Издание официальное

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие нормативные и технические документы:

ГОСТ Р 52857.1-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования

ГОСТ Р 52857.3-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер

ГОСТ Р 52857.4-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений

ГОСТ Р 52857.9-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение напряжений в местах пересечений штуцеров с обечайками и днищами при воздействии давления и внешних нагрузок на штуцер

ГОСТ 30732-2006 Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой. Технические условия

ГОСТ 25.101-83 Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    акселерограмма: Зависимость ускорения колебаний от времени.

3.2    акселерограмма землетрясения: Акселерограмма на свободной поверхности грунта при землетрясении.

3.3    акселерограмма поэтажная: Ответная акселерограмма для отдельных высотных отметок сооружения, на которых расположен трубопровод.

3.4    воздействие: Явление, вызывающее внутренние силы в элементе трубопровода (изменение температуры стенки трубы, деформация основания и др.).

3.5    воздействие деформационное (кинематическое): Воздействие на трубопровод в виде перемещения, например, температурные расширения, неравномерная осадка опор, смещение точек присоединения к оборудованию и т. д., измеряется в мм, градусах и т. д. Деформационные воздействия являются самоуравновешенными и для трубопроводов считаются менее опасными, чем силовые. Деформационные воздействия в статически определимых системах не вызывают появление внутренних усилий, а вызывают только перемещения.

3.6    воздействие силовое: Воздействие на трубопровод в виде силы измеряется, например, в Н, МПа, Н м и т. д. Силовые воздействия являются несамоуравновешенными и считаются более опасными, чем деформационные воздействия. Силовые воздействия вызывают внутренние усилия и перемещения как в статически определимых, так и в статически неопределимых системах.

3.7    давление пробное: Избыточное давление, при котором должно производиться гидравлическое испытание трубопровода и его деталей на прочность и герметичность.

3.8    давление рабочее (нормативное): Наибольшее внутреннее давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации трубопровода.

2

ГОСТ Р 55596-2013

3.9    давление расчетное: Максимальное избыточное внутреннее давление, на которое рассчитывается трубопровод или его часть на прочность.

3.10    допускаемое напряжение: Максимальное безопасное напряжение при эксплуатации рассматриваемой конструкции.

3.11    землетрясение: Колебания земли, вызываемые прохождением сейсмических волн, излученных из какого-либо очага упругой энергии.

3.12    интенсивность землетрясения: Мера величины сотрясения грунта, определяемая параметрами движения грунта, степенью разрушения сооружений и зданий, характером изменений земной поверхности и данными об испытанных людьми ощущениях.

3.13    компенсатор: Участок или соединительная деталь трубопровода специальной конструкции, предназначенная для восприятия температурных деформаций трубопровода за счет своей податливости.

3.14    ККСК: Корень квадратный из суммы квадратов.

3.15    линейно-спектральный метод анализа: Метод расчета на сейсмостойкость, в котором значения сейсмических нагрузок определяются по спектрам ответа в зависимости от частот и форм собственных колебаний системы.

3.16    метод динамического анализа: Метод расчета на воздействие в форме акселерограмм колебаний грунта в основании трубопровода путем численного интегрирования уравнений движения.

3.17    нагрузка: Силовое воздействие, вызывающее изменение НДС трубопровода.

3.18    нагрузка или воздействие нормативное: Наибольшая нагрузка, отвечающая нормальным условиям работы трубопровода.

3.19    нагрузка или воздействие расчетное: Произведение нормативной нагрузки или воздействия на соответствующий коэффициент надежности, учитывающий возможность отклонения нагрузки или воздействия в неблагоприятную сторону.

3.20    неподвижная опора (мертвая): Крепление трубопровода, запрещающее линейные перемещения и угловые перемещения по трем степеням свободы.

3.21    нормативное длительное сопротивление разрушению: Сопротивление разрушению материала труб (фитингов) с учетом внутреннего давления при заданном сроке службы трубопровода и температурном режиме его эксплуатации.

3.22    осциллятор линейный: Линейная колебательная система с одной степенью свободы, характеризуемая определенным периодом собственных колебаний и затуханием (демпфированием).

3.23    отклик: Ответная реакция конструкции (перемещение, ускорение, внутреннее усилие, нагрузка на опору и т. д.) на сейсмическое возмущение.

3.24    площадка размещения трубопровода: Территория, на которой размещается трубопровод. Или территория, на которой находится сооружение с размещенным внутри трубопроводом.

3.25    предел прочности (временное сопротивление): Нормативное минимальное значение напряжения, при котором происходит разрушение материала при растяжении.

3.26    предел текучести: Нормативное минимальное значение напряжения, с которого начинается интенсивный рост пластических деформаций при растяжении материала.

3.27    разжижение грунта: Процесс, вследствие которого грунт ведет себя не как твердое тело, а как плотная жидкость. Разжижение более характерно для насыщенных влагой сыпучих грунтов, таких как илистые пески или пески, содержащие прослойки непроницаемых для воды отложений. Разжижение грунта может произойти во время землетрясения, потому что при прохождении сейсмической волны частицы грунта начинают колебаться с разными скоростями и часть контактов между ними нарушается, в результате грунт может стать водой с взвешенными в ней песчинками.

3.28    расчетная схема; расчетная модель: Условная схема (упрощенная модель конструкции), которой заменяют реальную конструкцию для выполнения расчетов на прочность и устойчивость.

3.29    район размещения трубопровода: Территория, включающая площадку размещения трубопровода, на которой возможны сейсмические явления, способные оказать влияние на безопасность эксплуатации трубопровода.

3.30    сейсмическая волна: Упругая волна в геологической среде.

3.31    сейсмическая волна продольная; P-волна: Сейсмическая волна, за фронтом которой колебания частиц происходят в направлении ее распространения.

3.32    сейсмическая волна поперечная; S-волна: Сейсмическая волна, за фронтом которой колебания частиц происходят в направлении, перпендикулярном направлению ее распространения.

з

3.33    сейсмическая волна Релея; /?-волна: Интерференционная волна, распространяющаяся вдоль свободной поверхности грунта, поляризованная в вертикальной плоскости. Возникает при отражении глубинных волн от дневной поверхности грунта (аналогично волнам на воде), при этом элементарная частица грунта совершает круговые движения.

3.34    сейсмическая волна Лява; L-волна: Поперечная поверхностная волна, поляризованная в горизонтальной плоскости, возникающая при наличии зоны малых скоростей.

3.35    сейсмическое микрорайонирование: Комплекс специальных работ по прогнозированию влияния особенностей приповерхностного строения, свойств и состояния пород, характера их обводненности, рельефа на параметры колебаний грунта площадки. Под приповерхностной частью разреза понимается верхняя толща пород, существенно влияющая на приращение интенсивности землетрясения.

3.36    сейсмичность площадки размещения трубопровода: Интенсивность возможных сейсмических воздействий на площадке размещения трубопровода, измеряемая в баллах по шкале MSK-64.

3.37    сейсмостойкость трубопровода: Свойство трубопровода сохранять при землетрясении способность выполнять заданные функции в соответствии с проектом.

3.38    система, геометрически изменяемая: Система (в строительной механике), элементы которой могут перемещаться под действием внешних сил без деформации (механизм).

3.39    система, мгновенно изменяемая: Предельный случай геометрически неизменяемой системы (в строительной механике), допускающей бесконечно малые перемещения.

3.40    система стержневая: Несущая конструкция (в строительной механике), состоящая из прямолинейных или криволинейных стержней, соединенных между собой в узлах.

3.41    система, статически определимая: Геометрически неизменяемая система (в строительной механике), в которой для определения всех реакций связей (усилий в опорных закреплениях, стержнях и т. п.) достаточно уравнений статики.

3.42    система, статически неопределимая: Геометрически неизменяемая система (в строительной механике), в которой для определения всех реакций связей (усилий в опорных закреплениях, стержнях и т. п.) необходимы, помимо уравнений статики, дополнительные уравнения, характеризующие деформации системы.

3.43    скорость сейсмической волны: Величина, равная отношению расстояния между двумя точками геологической среды к времени пробега сейсмической волны между этими точками.

3.44    соединительная деталь: Деталь или сборочная единица трубопровода или трубной системы, обеспечивающая изменение направления, слияние или деление, расширение или сужение потока рабочей среды (отводы, тройники, переходы и др.).

3.45    состояние испытания: Состояние трубопровода после заполнения водой или воздухом (газом) под пробным давлением при испытании трубопровода на прочность и плотность.

3.46    состояние монтажное: Состояние трубопровода после завершения монтажа трубопровода, наложения тепловой изоляции, выполнения предварительной (монтажной) растяжки, регулировки всех пружинных цепей и заварки всех стыков, при этом температурный перепад и теплоноситель в трубах отсутствует.

3.47    состояние рабочее: Состояние трубопровода после первого разогрева и заполнения теплоносителем, а также приложения других нагрузок и воздействий (снег, обледенение, ветер, осадка опор и т. д.).

3.48    состояние холодное (нерабочее): Состояние, в которое переходит трубопровод из рабочего состояния после первого охлаждения (или нагрева — для низкотемпературных трубопроводов) до монтажной температуры и снятия давления.

3.49    спектр коэффициентов динамичности: Безразмерный спектр, полученный делением значений спектра ответа на максимальное ускорение грунта.

3.50    спектр ответа: Совокупность абсолютных значений максимальных ответных ускорений линейного осциллятора при заданном акселерограммой воздействии с учетом собственной частоты и параметра демпфирования осциллятора.

3.51    спектр ответа поэтажный: Совокупность абсолютных значений максимальных ответных ускорений линейного осциллятора при заданном поэтажной акселерограммой воздействии.

3.52    стержень: Тело (в строительной механике), длина которого во много раз превосходит характерные размеры его поперечного сечения, при этом ось стержня может быть прямолинейной или криволинейной.

3.53    температура расчетная: Температура материала детали, по которой выбирается величина допускаемого напряжения при расчете толщины стенки и вычисляется температурный перепад при расчете на прочность трубопровода.

4

ГОСТ P 55596—2013

3.54    толщина стенки номинальная: Толщина стенки трубы или соединительной детали, указанная в стандартах или технических условиях.

3.55    устойчивость трубопровода: Свойство конструкции трубопровода поддерживать первоначальную форму оси или форму его поперечного сечения.

3.56    фазовая группа креплений: Группа креплений, которая при сейсмическом воздействии всегда смещается синхронно. Например, все опоры трубопровода, установленные на одном этаже здания, смещаются синхронно относительно опор, установленных на земле. Все крепления, присоединенные к одному и тому же оборудованию, так же, как и первые, смещаются синхронно, т. е. представляют собой фазовую группу опор.

3.57    этап расчета: Условное сочетание нагрузок и воздействий, особенностей расчетной схемы и физико-механических характеристик материалов, соответствующее определенному состоянию трубопровода (рабочему, холодному, состоянию испытаний и т. д.) и используемое при определении напряженно-деформированного состояния трубопровода.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем документе применены следующие обозначения и сокращения:

НДС    — напряженно-деформированное состояние

ПДН    — постоянные и длительные временные нагрузки

ПДКОН — постоянные, длительные временные, кратковременные и особые нагрузки

ППУ    —    пенополиуретан

ППМ    —    пенополиминеральнаяизоляция

СНиП    —    строительные нормы и правила

ТУ    —    технические условия

—    максимальное горизонтальное ускорение при землетрясении на свободной поверхности

грунта, м/с2

Ап — укрепляющая площадь накладки, мм2 Аь    — укрепляющая площадь ответвления, мм2

А] к — максимальные расчетные ускорения для к-\л формы колебаний трубопровода при воздействии вдоль у = {X, У, Z}, м/сAj унп — ускорение нулевого периода по направлению у = {X, Y, Z}, м/сос™ах — максимальное значение ускорения спектра ответа, м/с2

ai, (Тк) — спектр ответа (поэтажный спектр ответа) при воздействии в направлении у = {X, У, Z}, м/с2 Ьп    — ширина накладки, мм

с — суммарная прибавка к толщине стенки, мм

сь — прибавка для компенсации минусового допуска и утонения стенки при технологических операциях, мм

—    технологическая прибавка к толщине стенки, мм. с2 — прибавка для компенсации коррозии и эрозии, мм

Da — наружный диаметр трубы или детали трубопровода, мм D — внутренний диаметр трубы или детали трубопровода, мм DN — номинальный диаметр (условный проход), мм

Dk — наружный диаметр кожуха изоляции (при отсутствии кожуха — наружный диаметр изоляции, при отсутствии изоляции — Dk-Da), мм D™*    — максимальное горизонтальное перемещение грунта при землетрясении, мм

da — наружный диаметр ответвления тройника или диаметр центрального отверстия в заглушке, мм d — внутренний диаметр ответвления тройника (врезки), мм deq — эквивалентный диаметр отверстия в детали с вытянутой горловиной, мм Е — модуль упругости материала трубы при расчетной температуре, МПа Е20    — модуль упругости материала при 20 °С, МПа

5