Практическое занятие №5 на тему «Систематизация исходных данных для проведения расчета трубопровода на прочность и жесткость»

Цель работы: получение навыков систематизации исходных данных для проведения расчета трубопровода на прочность и жесткость в программном комплексе «СТАРТ».

Описание программы расчета и проектирования трубопроводных систем

Программный комплекс «СТАРТ» предназначен для расчета прочности и жесткости трубопроводов различного назначения:

- пара и горячей воды (согласно нормам Госгортехнадзора РФ РД 10-249-98) [12];

- тепловых сетей (согласно нормам Госгортехнадзора РФ РД 10-400-01) [13];

- внутризаводских технологических трубопроводов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (согласно отраслевому РТМ 38.001-94 Минэнерго РФ) [14];

- магистральных газо- и нефтепроводов (согласно СНиП 2.05.06-85) [15].

Программный комплекс позволяет рассчитывать как самокомпенсирующиеся трубопроводы, в которых компенсация температурных расширений обеспечивается гибкостью самой трубопроводной трассы, так и трубопроводы со специальными компенсирующими устройствами, выполненными в виде волнистых, линзовых, сальниковых или сильфонных компенсаторов.

Оценка прочности и несущей способности трубопровода по тем или иным нормам производится автоматически после указания соответствующей строки в экранном меню. Выбор норматива для расчета трубопровода того или иного назначения в программе «СТАРТ» изображен на рисунке 10.

Рисунок 10 – Выбор норматива для расчета трубопровода того или иного назначения в программе «СТАРТ»

По программе рассчитываются трубопроводы практически любой сложности:

- плоские, пространственные, разветвленные, с замкнутыми контурами;

- с различными конструкциями концевых и промежуточных опор;

- подверженные разнообразным внешним воздействиям (температурное расширение, сосредоточенные и распределенные нагрузки, смещение опор, растяжка).

Расчеты выполняются с учетом нелинейностей, которые обусловлены:

- трением в опорах скольжения;

- отклонением тяг подвесок от вертикального положения;

- односторонними связями, присутствующими в реальных конструкциях опор [15].

Порядок выполнения работы

Работу выполнить по следующим этапам:

1) Заполнить бланк исходных данных, пример которого приведен в приложении Р. Длина и масса арматуры выбираются по каталогу завода-изготовителя.

2) Подобрать радиус кривизны осевой линии (радиус изгиба) и массу отводов по указанному в бланке нормативному документу.

3) Рассчитать пробное давление для гидроиспытаний P_пр по формуле

, (1)

где Р_пр – пробное давления для гидроиспытаний;

Р_раб – рабочее давление;

– предел текучести при температуре 20 °С;

– предел текучести при рабочей температуре.

4) Рассчитать отбраковочную толщину стенки. Расчет производится согласно пункту 13.49 РД 38.13.004-86 «Эксплуатация и ремонт технологических трубопроводов под давлением до 10,0 МПа (100 кгс/см²)» либо в программе «Расчет отбраковочной толщины стенки и элементов трубопроводных систем», разработанной на кафедре ТМО [16].

5) Определить, относится ли трубопровод к высокотемпературным согласно СА 03-003-07. Если трубопровод относится к высокотемпературным, то необходимо выбрать коэффициенты релаксации и усреднения по таблицам 5.2 и 5.3 СА 03-003-07 «Указания по расчету на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов» [17].

5.3 Требования к оформлению отчета о практическом занятии №5

Отчет должен содержать:

- цель работы;

- исходные данные для расчета в ПК «СТАРТ».

- выводы.

Радиус кривизны осевой линии (радиус изгиба) и масса отводов выбираются из ГОСТ 17375-2001 «Отводы гнутые стальные тип 3D (R=1.5 DN)». Масса и длина арматуры выбирается из каталога завода-изготовителя.

Список нормативно-технических документов, выдаваемых преподавателем на занятии:

- СА 03-003-07 «Указания по расчету на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов.

- ГОСТ 17375-2001 «Отводы гнутые стальные тип 3D (R=1.5 DN).

- РД 38.13.004-86 «Эксплуатация и ремонт технологических трубопроводов под давлением до 10,0 МПа (100 кгс/см²).

- каталоги арматуры заводов-изготовителей.

Исходные данные для выполнения работы представлены в таблице 3.

Монтажные чертежи для выполнения практического занятия представлены в приложении Б.

Пример заполненного бланка исходных данных (приложение Р) по монтажному чертежу (приложение В) представлен в приложении С.