РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА ПРОЧНОСТЬ

РТМ 24.038.08—72

Издание официальное

МИНИСТЕРСТВО ТЯЖЕЛОГО, ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО И ТРАНСПОРТНОГО

МАШИНОСТРОЕНИЯ

Москва

РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским и проектно-конструкторским котлотурбинным институтом им. И. И. Ползу-нова

Директор

Заведующий базовым отраслевым отделом стандартизации

Заведующий котельным отделом

Руководитель темы и исполнитель

ВНЕСЕН Главным управлением атомного машиностроения и кот-лостроения Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения

Главный инженер    САПОЖНИКОВ    А.    И.

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Техническим управлением Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения

Начальник Технического управления    ПОЛИЩУК    В.    Л.

СОГЛАСОВАН с Главниипроектом Министерства энергетики и электрификации СССР

Начальник Главннипроекта    ТРОИЦКИЙ    А.    А.

УТВЕРЖДЕН Министерством тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения

Заместитель министра

ияется но схеме нагреваемого трубопровода, опирающегося на упругие опоры, причем » расчет вводятся фактические жесткости этих опор.

При этом на точки установки опор накладываются жесткие¹ связи, исключающие недопускаемые опорой перемещения ¹.

2.11.    Для низкотемпературного трубопровода, когда усилия воздействия его на оборудование и холодном состоянии могут быть определены по п. 3.3, выполнять расчет по этапу IV необязательно.

2.12.    Об учете монтажной растяжки з расчетах по этапам II и IV говорится в пп. 7.6—-7.9.

2.13.    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.

2.14.    Если трубопровод состоит из низкотемпературных и высо-коте.мпературных участков, допускается расчет его прочности с учетом саморастяжки высокотемпературных участков (см. пп. 2.6 и 2.7).

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРУБОПРОВОДА НА ОБОРУДОВАНИЕ

3.1.    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.

3.2.    Если имеются результаты расчета трубопровода по этапу II с учетом саморастяжки пс способу фиктивной температуры нагрева (см. п. 2.6) и если рабочая температура и материал всех его участков одинаковы, то передаваемые нагрузки па оборудование в рабочем состоянии могут бьпъ определены по формуле

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

Х\\— тот же силовой фактор, определяемый на этапе II расчета при введении коэффициента усреднения х,

Х\ — тот же силовой фактор, вычисляемый на этапе I расчета.

В противном случае требуется выполнить специальный расчет высокотемпературного трубопровода по этапу 11 с введением температуры нагрева t„.

3.3.    Если темперятура 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

-V,_v = (Х_и — Х_х) -щ -н А', — Х_ш,

где Х\\ — какой-либо силовой фактор из совокупности искомых усилий;

Л'н, Хц\ —тот же силовой фактор, вычисляемый на этапах II и III расчета.

3.4.    Об учете монтажной растяжки говорится в пн. 7.6—7.10.

3.6. Допустимые нагрузки на оборудование устанавливаются

заводом-изготовителем.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОДАТЛИВОСТИ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ТРУБ И СЕКТОРНЫХ КОЛЕИ

4.1.    При раскрытии статической неопределимости трубопровода учитывается повышенная податливость на изгиб, криволинейных труб и секторных колен, для чего необходимо определять коэффициент податливости этих элементов *.

4.2.    Коэффициент податливости криволинейной трубы к_р вычисляется как произведение коэффициента податливости k_ps dnpe-деляемоги без учета стесненности деформации ее концов от влияний примыкающих прямолинейных труб, на коэффициент учитывающий эту стесненность деформаций, т. е.

4.3.    Для определения коэффициента податллиостй к_р нсполь-|устся формула

*/,-!+— (1)

-------О-

• Жесткость криволинейной труСы или секторного келен* определяется кая частное от деления па коэффициент )|Одотлн»ости проиэиедсяяя момента инерции поперечного сечении ны модуль упругости материала.

Величина b вычисляется по следующим формулам: а, 1,010+ 1633X2 _+99й>;

а, 1,016 4 661 >.² 4 63» -    ;

а, -= 1,028 -1- 2()4Ь² н- 35™ -    ;

“ 3

а, =1,062 + 37,54 + 15га -    ;

«3

•    •    (j—    , < г- />    0,0977

Ь —— 0,12о I^- 1,0^ ■}' О'** — ‘ (/    •

Параметры к и oi вычисляются по формулам:

4.4. Можно определять коэффициент кц также по черт. 5 и по табл. 2. При использовании табл. 2 коэффициент k_v для промежуточных значений к и с> можно находить без интерполирования (берется значение k_p, соответствующее ближайшим указанным в табл. 2 значениям к и со)

Значения коэффициента к,, Таблица 2

X ш 0 0.01 0,02 0.03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,20 8,68 7,29 6,23 о,64 5.11 4.68 4,34 4,06 3.82 3,62 0,21 8,26 7,02 6,14 5,45 5,00 4,60 4,27 4,00 3,77 3,57 0.22 7.68 6.70 5,96 5,36 4,89 4.51 4,20 3.94 3,72 3.53 0,23 7,54 6,52 5,78 5,22 4,78 4.42 4.13 3,88 3.67 3,49 0.24 7.22 6,30 5,62 5,10 4.63 4,34 4,06 8,82 3,62 3,44 0,25 6,92 6,09 5,45 4,97 4.58 4.26 3,99 3,76 3,57 3.40 0,26 6.65 5.80 5,31 4.85 4.48 4,18 3,92 3.71 ? ,52 3.36 0.27 6.39 5,70 5,16 4.73 4,39 4,10 3,86 3,65 3,47 3.32 0.26 6,16 5,52 5,01 4,62 4,30 4,02 3,79 3,60 3,42 3,23 0,29 5,94 5,65 4,89 4,51 4,21 3,94 3,73 3,54 3,38 3,24 0.30 5.73 5,19 4,76 4,41 4,12 3,88 3,67 3,49 3,33 3,19 0,32 5.35 4,89 4.51 4,21 3,95 3,74 3,55 3.38 3,24 3,11 0,34 5,01 4.62 4.30 4,03 3.80 3,60 3.43 3,28 3,15 3,03 0.36 4.71 4.38 4,20 3,85 3.65 3.47 3,32 3,18 3,06 2,95 0.38 4.44 4.15 3,91 3,69 3,51 3.35 3.21 3,09 3,00 2.88

Продолжение табл. 2

X С 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0.08 0,09 0.40 4,20 3,95 3,73 3,54 3,38 3,24 3,11 3,00 2.90 2,80 0,42 3,98 3,76 3.58 3,41 3,26 3,13 3,02 2,91 2,82 2,73 0,44 3,79 3,59 3,43 3,29 3,14 3,03 2,92 2,63 2.74 2,66 0,46 3.61 3.44 3,29 3,15 3,04 2,93 2,84 2,75 2.67 2,60 0,48 3,44 3.29 3,16 3,04 2,94 2,84 2,75 2.63 2.60 2,54 0,50 3,29 3,16 3,04 2,94 2,84 2,75 2,68 2,60 2.54 2.48 0,52 3,16 3,04 2.93 2,84 3.75 2.67 2,60 2,54 2.47 2,42 0,54 3,03 2.92 2 83 2,74 2.67 2.60 2,63 2,47 2.42 2,36 0,56 2,91 2.82 2.74 2.66 2,59 2,52 2,46 2.41 2,36 2,31 0,58 2,81 2,72 2,65 2.58 2,51 2.15 2,40 2,35 2,30 2,2Ь о.гю 2.71 2,63 2.56 2.50 2,44 2,39 2,34 2,29 2,25 2,21 0,62 2,62 2.55 2,49 2.43 2.38 2,33 2,28 2,24 2.20 2,10 0.64 2,53 2.47 2,41 2.36 2,32 2,27 2,23 2,19 2,16 2,12 0.66 2.45 2.40 2.35 2,30 2,26 2,21 2,18 2.14 2.11 2,08 0,66 2.38 2.33 2,28 2.24 2,20 2» 17 2,13 2,10 2,07 2,04 0,70 2.32 2,27 2,22 2,19 2.15 2,12 2,09 2.06 2,03 2,00 0,75 2.17 2.13 2.10 2,07 2.04 2,01 1.98 1,96 1.93 1.91 о,яо 2,04 2,Ш 1,99 1,96 1,94 1,91 1,89 1.87 1,85 1.83 0.65 1,93 1,91 1,89 1,87 1.65 1,83 1,81 1.79 1.78 1.76 0,90 1.84 1,82 1,80 1.79 1.77 1,76 1,74 1.73 1.71 1.70 0,95 1.76 1,75 1,73 1,72 ! .79 1,69 1.68 1.07 1,65 1.64 1.00 1.59 1.68 1,67 1,66 1.55 1,63 1,62 1.6) 1.60 1,59 1.05 1,63 1,62 1.61 1,60 1,59 1,58 1,57 1.57 1.55 1,55 1,10 1.58 1.57 1.56 1.65 1,55 1,54 1.53 1,52 1,52 1.51 1,15 1,53 1,53 1,52 1.51 1,50 1,50 1,49 1.48 1.48 1.47 1.20 1.49 1,49 1 48 1,47 1,47 1.46 1,46 1.45 1.45 1,44 1,30 1.42 1.42 1.41 1.41 1,40 *1,40 1,40 1,39 1,33 1.38 1.40 1.37 1.36 1.36 1.36 1.3S 1.35 1,3*г> 1,34 1 34 1,34 1,50 1.32 1.32 1.31 1,31 1.31 1.31 1,31 1.30 1,30 1,30 1.60 1,28 1.28 1,28 1.28 1.27 1.27 1.27 1 07 I, —■ 1.27 1.27 1.70 1.25 I.2S 1.25 1.25 1,25 1 24 1,24 1.24 1.24 1.24 1.80 1.23 1.22 1,22 1,22 1.22 1.22 1.22 1.21 1.21 1.21

4.6. Для труб, значения X и м которых удовлетворяют условиям и о<0,001, коэффициент k_P можно определять ;го

формуле

Графики коэффициента £.

4.6 Коэффициент J можно определять по черт. 6 в зависимости от геометрического параметра трубы X, угла 0* между крайними сечениями трубы и отношения радиусов R/r (см. черт. 7). Для про-

межуточных значений угла 0* и отношения Rfr коэффициент £ определяется по методу линейной интерполяции, при этом значение £ для угла 0* = О принимается по формуле

(нижний график черт. 6).

При составлении программы расчета трубопроводов можно использовать для вычисления коэффициента £ данны* табл. 3.

Таблица ,1

Значения коэффициента ;

X Угол 8* 60° 90° 60° Г9° /?// =2 R\r =■ 4 0 0,25 0,42 0,37 0,58 0,40 0.62 0,77 0,73 0,88 0,60 0,73 0,84 0,82 0,91 1,65 1,00 1.00 t ,00 1,00 Rjr^ 6 Rlr *=8 0 0,47 0,65 0,55 0,70 0,20 0,67 0,85 0,74 0,88 0.40 0,81 0,93 0.85 0,95 1,65 1,00 1.00 1,00 1,00

4.7. Влияние стесненности деформации концов можно не учитывать (принимается £—1) для некоторых п криволинейных труб (криволинейных отрезков) данного трубопровода, если выполняется условие

>>,*(» —4X0,05.    (3)

л

Здесь £<— коэффициент, учитывающий стесненность деформации концов для 1-й криволинейной трубы; е,- — отношение длины t-й криволинейной трубы к суммарной длине трубопровода, при подсчете которой длины криволинейных труб принимаются как произведение истинной длины на коэффициент податливости к_р, т. е.

£*ф i

^< ^np t    *

где L_kPi — истинная длина [ й криволинейной трубы;

L_ap — суммарная длина всех прямолинейных труб (мрнмотч ионных отрезков) трубопровода.

В формуле (3) суммирование распространяется на рассматриваемые криволинейные трубы, а и формуле (4)—на все крииоли ценные трубы трубопровода.

4.8. Для труб с к >2,2 можно принимать к_р* «1.

Для труб, имеющих значение геометрического параметра I > 1.65 или значение угла ()*>90°, принимается {«1,0.

Колено, выполненное сварной и;» прямых секторов (секторное колено)

4.9.    Д.тя расчета трубопровода но этапу IV коэффициент лодат-л и воет и следует определить при р—0.

4.10.    Коэффициент податливости колена, сваренного из прямолинейных секторов (секторного колена), определяется согласно указаниям пп. 4.2—*19. При этом радиус колена вычисляется го формуле (см. черт. 8)

где I,р- длина сектора по центральной оси;

0_С — угол между его крайними сечениями.

5. О ИРГ ДЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИИ

5.1. Напряжения определяются в концевых и Промежуточных сечениях трубопровода. Внутренние силовые факторы (изгибающие моменты М„, /Vf_y, крутящий момент М_х и осевая сила N_t)_% при-

Kj*Mii(fvw«* для расчета маиряж**т|Г|, определяются расчетом трубопровода по соответствующему этапу.

5.2. Определение напряжений на этапе I полного расчета

5.2.1. На этапе 1 полного расчета трубопровода определяются эффск'мпные напряжения » его поперечных сечениях. Формулы, служа не для вычислении этих напряжении, получены но методу продольного состояния и характеризуют напряженное состояние поперечного сечения о целом.

5 2.2. Для поперечных сечений прямолинейных и криволинейных труб эффективное напряжение определяется но формуле (см. также и. 5.2.3).

Приведенное напряжение от внутреннего давления вычисляется по формуле

..    _    Р\Оп     с,)|

ТЙ7=Ч>--*

Значение допуска tin утонение стенки С| принимается но техническим условиям «а поставку труб, идущих на изготовление трубопровода.

Для труб с продольным или спиральным двусторонним сварным швом hi углеродистой, низколегированной мартанцопистон. хромо-молнбденоной н аустенитной стали при проведении контроля качества шва по всей длине неразрушаюшими методами ip-l Если эти условия не выполняются, го для сварных труб из тех жр сталей = 0,7. Для труб из хромомолибденоианадиовой и пыескохромистой стали с двусторонним швом при 100%-ном контроле шва перазру-шаюшнмн методами ф«0,8.

Продольное напряжение от изгибающего момента и осевой силы и напряжение кручения вычисляются но формулам:

(6)

Момент сопротивления W и площадь поперечного сечения определяются но формулам:

» 0.09820/

F = ks(D_h — $).

Коэффициент прочности поперечного сварного стыка при изгибе принимается по табл 4.

Группа П02

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИМ М Л Т Г. I» И Л ,П

РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА ПРОЧНОСТЬ

Указанием Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения от 22 июня 1972 г. № ПС-002/10330 срок оведе-ния уотановлен

с 1 января 1973 г.

Настоящий руководящий технический материал (РТМ) определяет основные требования к расчету прочности трубопроводов теплосиловых энергетических установок на совместное действие давления, весовой нагрузки и самокомпенсации температурных расширений.

На трубопроводы, рассчитываемые по настоящему РТМ, должны распространяться «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды» |1], утвержденные Гос-гортехнадзороч СССР.

РТМ не распространяется на:

—    трубопроводы атомных энергетических установок и реакторов;

—    трубопроводы транспортных установок;

—    трубопроводы сосудов, на которые распространяются «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением»;

—    трубопроводы в пределах котла;

—    трубопроводы сливные, продувочные, выхлопные;

—    трубопроводы, снабженные сальниковыми компенсаторами;

—    трубопроводы, работающие под вакуумом.

Толщина стенок труб и штуцеров, а также размеры заглушек и приварных накладок для укрепления отверстии должны пчреде-

Значения киьффиииента 9„ Тпс.ищч •/

Тип труб Стиль ти Кнтаиые, сварные , Аустенитная. рысокохрпм.итая 0.1» Механически обработанные * 1 1 О же У,- Катаные, сварные Хромомслпбленопоя. хромомо.тиб. денонниндиевая. углеродистая, мзр-глнцонистая 0.8 Механически обработанные | То же 0 9

• Конн.ш-окерлеиме, горичепрессовашил- ь г. и.

Коэффициент перегрузки к„ принимается по и. 5.2.1.

5.2.3.    Для криволинейных труб, гео метр и чес к и Л параметр кото-рых удовлетворяет условию A 1.4, дополнительно к расчету по л. 5.2.2 вычисляется эффективное напряжение но формуле

ц к.йТТлр

®»м|» •** Rи ip’ *    •

Значении величин 12 и Ч^г принимаются по черт. 9 и 10. Знамен;. * ст_|ф определяется по формуле (5), а значение С1_ДГП — по и. 6.4. При А^ 0,05 значение 12 можно определять также по формуле

U ~ 0,03). ^0,1Г*.

Коэффициент перегрузки к_п принимается согласно и. 5 2.4.

5.2.4.    При выполнении расчета трубопровода без существенных упрощении (учтены зее ответвления и опоры и т. к.) и при его монтаже но действующим инструкциям коэффициент перегрузки к_л принимается равным 1,4.

Исли дополнительно к указанным условиям производится специальная корректировка затяжки пружин промежуточных опор для учета отклонении фактических значений весовой* нагрузки, жесткости пружин опор и температурных перемещений ог принятых в расчете значений, а также выполняется наладка трубопровода, может бып» гриняю fen** 1,2.

Для нес ножных малогабаритных трубопроводов, .когда не применяются промежуточные опоры, а напряжения от весовой нагрузки малы (не более 100 кгс/см²), также можно принимать fe„“1.2.

При пыпз/нении расчета трубопровода с введением некоторых упрощений например, пренебрежение влиянием какого-либо ответвления) коэффициент перегрузки должен быть больше 1.4; конкретное значение fe„ следует устанавливать с учетом возможной погрешности определения вчутренннх силовых факторов (М_л, i⁴⁽„.

литься расчетом прочности на действие давления по «Нормам расчета элементов паровых котлов на прочность* [2], утвержденным Госгортехнадзором РСФСР.

Предусмотрены различные требования к расчетам высокотемпературных и низкотемпературных трубопроводов. К высокого м j] е р а т у р п и м относятся трубопроводы нэ углеродистых, низколегированных марганцовистых, хромомолибденовых, хромо-молнбденовяиадневых сталей, эксплуатирующиеся при температуре выше 370° С, н трубопроводы из аустенитных сталей с рабочей температурой выше 450°С. К низкотемпературным относятся трубопроводы, рабочая температура которых ниже указанных значений.

Предполагается, что рабочие параметры транспортируемой среды о течение полного срока службы трубопровода не изменяются. Общий рабочий срок службы высокотемпературных трубопроводов принят 100 000 ч.

Температурные напряжения, возникающие в стенке трубопровода при нестационарном режиме работы и обусловленные температурными градиентами, в РТМ не учитываются. Расчет прочности трубопровода с учетом этих напряжений, необходимый при решении вопроса о допустимости данного нестационарного режиме, должен производиться по РТМ 24.038.11—72.

Для выполнения расчета прочности трубопропода по настоящему РТМ необходимо предварительно определить возникающие в нем внутренние силовые факторы. Применяющиеся для этой цели методики н программы основываются на различных классических и специальных методах раскрытия статической неопределимости. Эффективный алгоритм расчета внутренних силовых факторов в участках трубопроводной системы, основанный на специальном методе раскрытия статической неопределимости, изложен в приложении 1.

РТМ предусматривает выполнение расчета прочности трубопровода как на статическое, так и на циклическое нагружение.

Расчет низкотемпературных трубопроводов на статическое нагружение производится по формулам, полученным по методу предельного состояния (формулы для расчета трубопровода на совместное действие давления, весовой нагрузки и рабочих нагрузок промежуточных опор). Расчет же таких трубопроводов на циклическое нагружение производится по методике, основанной на исследованиях в области иалоцикловой ус.алости и учитывающей результаты экспериментального исследования разрушения элементов трубопровода при циклическом нагружении (формулы для расчета на совместное действие давления, самокомпеисации и усилий сопротивления промежуточных опор).

Расчет высокотемпературных трубопроводов на совместное статическое нагружение давлением, весовой нагрузкой и усилиями опор в рабочем состоянии также выполняется по формулам предельного состояния. Для расчета таких трубопроводов ив статиче-

ское действие всех нагружающих факторов в рабочем состоянии применяется метод максимальных напряжений при учете релаксации напряжений самокомиенсацни. Цикличность нагружения высокотемпературных трубопроводов учитывается » расчете недопущением пластических перегрузок в холодном и рабочем состоянии.

РТМ обязателен для предприятий и организаций Министерства тяжелого, энергетического и транспортною машиностроения и Министерства энергетики и электрификации СССР.

1. ОБОЗНАЧЕНИЯ И ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИИ ОСНОВНЫХ ВЕЛИЧИН

D_H — номинальный наружный диаметр поперечного сечения трубы, см; s — номинальная толщина гонки трубы, см;

г— средний радиус поперечного сечения (г—    ⁵

см;

/? — радиус оси криволинейной трубы, см; а — начальная эллиптичность (овальность) поперечного сечения трубы (отношение разности максимального и минимального наружных диаметров сечения к их полусумме), %;

F — площадь поперечного сечения трубы, см²;

U7—момент сопротивления трубы изгибу, см³;

(u_s'

X = —);

О*—угол между крайними сечениями криволинейной трубы;

t_v — рабочая температура стенки участка трубопровода, °С;

t_x —температуря стенки п холодном состоянии, °С; t„ — температура нагрева участка трубопровода (/„=* ■/р-уД;

^р.ф» Л.ф — фиктивные температуры нагрева, «принимаемые в расчетах для рабочего и холодного состояния; р — рабочее давление а трубопроводе, кгс/см⁷;

М_хч М_у% М_г — изгибающие и крутящий моменты в сечении трубопровода, кгс • см;

У_г—осевая сила в сечении трубопровода, возникающая под действием весовой нагрузки и самокомпенс*. -mm температурных расширений, кгс; w — безразмерный параметр внутреннего давления Р R² \.

k_p — коэффициент податливости криволинейной трубы, учитывающий влияние внутреннего давлении (отношение податливости на изгиб криволинейной и прямолинейной труб одинакового сечения и одинакового материала); k_p* — коэффициент податливости криволинейной трубы, учитывающий влияние внутреннего давления и сопряжения с прямолинейными трубами;

—коэффициент интенсификации нзгпбных поперечных напряжении в криволинейной трубе;

—    коэффициент интенсификации нзгпбных продольных напряжений и криволинейной трубе;

з„р — приведенное напряжение в стенке трубы от дейст-_ вия внутреннего давления, кгс/см^а;

*xmn' °x.m/v — продольные напряжения от изгибающего момента и осевой силы, кгс/см²; т — напряжение кручения, кгс/см²;

°яои—допускаемое напряжение г.ри расчете трубопро-года только на действие давления, кга'см*\

<?, ср_и — коэффициенты прочности продольного и поперечного сварных стыков;

—    коэффициент перегрузки;

К₀ — коэффициент концентрации гангенциальных напряжений около кромки бокового отверстия трубы при упругом нагружении ее давлением;

K_ol —коэффициент концентрации тангенциальных напря* жений около кромки бокового отверстия при yen повившейся ползучести; с, — допуск на утонение стенки трубы, см.

2. ЭТАПЫ ПОЛНОГО РАСЧЕТА ТРУБОПРОВОДА

2.1.    Для оценки прочносТ1ртрубопровода, а также для определения передаваемых им усилий на оборудование и перемещений сечений его при нагреве производится полный расчет трубопровода. Он складывается из ряда расчетов (этапов) каждым из которых выполняется на совместное действие определенного частного сочетания нагружающих факторов (табл. 1).

Как видно из табл. 1, оценка прочности не требуется:

—    для высокотемпературного трубопровода в расчете по этапу

Ш;

—    для низкотемпературного трубопровода в расчетах по этапам II и IV.

2.2.    На этапах I, II и III полного расчета внутреннее давление на участке трубопровода принимается равным максимальному рабочему давлению транспортируемой среды па этом участке (см. ПС

2.3.    Рабочий температура стенки участка трубопровода /„ принимается равном максимальном рабочем температуре транспортируемом среды в пределах этого участка.

2.4.    В расчете но этапу III в качестве температуры нагрева участка трубопровода принимается разность температур его в рабочем м холодном состоянии, т. е. — /_х. Значение коэффициента линейного расширения металла в расчете но этапу III принимается в зависимости от рабочей температуры

2.5.    Расчет по этапу I производи те я при нулевом значении температуры ма-рева трубопровода (млн при нулевом значении коэффициента линейного расширения) и нулевых значениях «собствен-

Графики коэффициента усреднении компенсационных напряжений для ра минных материалов

/ -стиль 20: 15ГС: 16ГС: 2-12Х1МФ; 13ММ1Ф: I3XM; I2MX: 3 — X181 ПОТ; X1811121 Черт. I

пых» смещений концевых защемленных сечений (эти смещения вызываются температурным расширением корпуса оборудования).

2.6. Расчет низкотемпературных трубопроводов по этапу II производится при введении значений действительной температуры нагрева участков /_н.

При расчете высокотемпературных трубопроводов по этапу II с целью оиемкп прочности допускается учет саморастижки, обусловленной релаксацией напряжений самокомнеисацни. В этом случае вместо значений действительной температуры нагреве вводятся значения фиктивной (условно заниженной) температуры нагрела, определяемые по формуле

^р.Ф “ Х^н»

гцс X — коэффициент усреднения компенсационных напряжений, принимаемый по уерт. 1 в зависимости от рабочей температуры tp.

ртм    тг    Отр.    7

При этом ньолнмые а расчет значения «собственных» смещений концевых сечений также должны быть уменьшены умножением на коэффициент х-

Во ьсех глхчлях расчет по этапу II ироиэводитси при значениях коэффициента линейного расширен щ. соответствующих рабочей температуре участков

2.7. Расчет по этапу IV низкотемпературных трубопроводов выполняется при пулевом значении температуры нагрева (или пулевом значении коэффициента линейного расширения).

Расчет по этапу IV высокотемпературных трубопроводов про-

Графньн коэффициента релаксации компенсационных напряжений для различных мапрна.юв

/-сталь 20. !6ГС: 16ГС; 2-12Х1МФ. 15Х1М1Ф; |.»ХМ: •2МХ; J — XI8HIUT: XI8HI2T Черт. 2

изводится при введении в качестве значений температуры нагрева участков фиктивной отрицательной температуры, определяемой по формуле

Л.ф ■= —    „,

где коэффициент о (коэффициент релаксации компенсационных напряжений) принимается но черт. 2, и при введении значений фиктивных «собственных» смешении кош евых сечений, получающихся з результате умножения значений действительных смешений па величину 6 со знаком «минус». При этом принимаемые значения коэффициента линейного расширения должны соответствовать рабочей температуре /_р.

2.8. Расчет по этапам I и II производится при модулях упругости материала, соответствующих рабочей температуре /_р, а расчет но этапам III и IV —при модулях упругости, соответствующих

температуре холодного состояния /*. Значение модуля упругости следует принимать по черт. 3.

2.9. Коэффициент линейного расширении материала следует принимать но черт. 4.

2.1С. Расчеты по этапам I, II, IV выполняются при нвгделми соответствующих значении усилий промежуточных упругих опор (нагрузок их в рабочем и холодном состоянии трубопровода)*.

Графин* модули упругости Е д.1И тру Оных сталей

Черт. 3

Усилия соиротннления промежуточных упругих опор, учитываемые на этапе III полного расчета, возникают в результате деформирования трубопровода при нагреве. Эти усишя (приращения нагрузок опор) автоматически учитываются, если расчет випол-

Имеются программы расчета Трубопроводов на ЭЦВМ, прелуемнтриваю-lUlic. определение рабочих нагрузок упругих опор, а также пыоор пружин для них е ходе гш пол нения полного расчета

1

Силы трення, возникающие в опорах скольжения и в направляющих опорах. в РТМ не учитываются. Вопрос о необходимости учета эшх сил и о способе их учета должен решаться в зависимости от конкретных условий. Так, в том случае, когда опора расположена п таком месте, что она не препятствует температурным перемещениям трубопровода (например, в непосредственной близости от защемленного конца трубопровода), можно пренебречь возникающими о ней силами трения при подсчете напряжений п перемещений. При определении на-.рузкм, передаваемой трубопроводом на оборудование влияние силы трения опоры, расположенной вблизи оборудования, можно учесть, вычисляя величину ее как произведение значения силы, прижимающей трубопровод к опоре (и подсчитанной без учета влияния трения), на коэффициент трення и принимая направление ее в сторону, противоположи)ю направлению температурного перемещения.