Расчет на прочность технологических стальных трубопроводов на Ру до 10 Мпа

Расчетная температура

Физические и механические характеристики сталей следует определять по расчетной температуре.

Расчетную температуру стенки трубопровода следует принимать рав­ной рабочей температуре транспортируемого вещества в соответствии с проектной документацией. При отрицательной рабочей температуре за расчетную температуру следует принимать 20°С и при выборе материала учитывать допустимую для него минимальную температуру.

Расчетные нагрузки

Расчет на прочность элементов трубопроводов следует производить по расчетному давлению Р с последующей проверкой на действие дополнительных нагрузок, а также с проверкой на выносливость.

Расчетное давление следует принимать равным рабочему давлению в соответствии с проектной документацией.

Расчетные дополнительные нагрузки и соответствующие им коэффициенты перегрузок следует принимать по СНиП 2.01.07-85. Для дополнительных нагрузок, не приведенных в СНиП 2.01.07-85, коэффициент перегрузки следует принимать равным 1,2. Коэффициент перегрузки для внутреннего давления следует принимать равным 1,0.

Расчет допускаемого напряжения

Допускаемое напряжение [s] при расчете элементов и соединений трубопроводов на статическую прочность следует принимать по формуле

. (1)

Коэффициенты запаса прочности по временному сопротивлению n_b, пределам текучести n_y и длительной прочности n_z следует определять по формулам:

n_y = n_z = 1,30g; (2)

n_b = 2,1g. (3)

Коэффициент надежности g трубопровода следует принимать по табл. 1.

Транспортируемые вещества	Коэффициенты надежности g для трубопроводов категорий
I, II	III,IV	V
Газы всех групп, сжиженные газы, вещества группы А	1,25	1,15	1,10
Вещества групп Б и В, кроме газов	1,15	1,05	1,00

Допускаемые напряжения для марок стали, указанных в ГОСТ 356-80, следует определять по формуле:

, (4)

где [s²⁰] - определяется в соответствии с п.1.6 с учетом характеристик и ;

A_t - температурный коэффициент, определяемый по табл.2.

Таблица 2

Марка стали	Расчетная температура td, °C	Темпера­тур­ный коэффи­циент At
Ст3 - по ГОСТ 380-71; 10; 20; 25 - по	До 200	1,00
ГОСТ 1050-74; 09Г2С, 10Г2С1, 15ГС,		0,90
16ГС, 17ГС, 17Г1С - по ГОСТ 19282-73		0,75
(всех групп, категорий поставки и		0,66
степеней раскисления)		0,52
		0,45
		0,38
		0,33
		0,28
15Х5М - по ГОСТ 20072-74	До 200	1,00
		0,90
		0,75
		0,66
		0,52
08Х18Н10Т, 08Х22Н6Т, 12Х18Н10Т,	До 200	1,00
45Х14Н14В2М, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т		0,90
08Х17Н1М3Т - по ГОСТ 5632-72; 15ХМ - по		0,75
ГОСТ 4543- 71; 12МХ - по ГОСТ 20072-74		0,69
12Х1МФ, 15Х1МФ - по ГОСТ 20072-74	До 200	1,00
		0,90
		0,72
20Х3МВФ - по ГОСТ 20072-74	До 200	1,00
		0,90
		0,72

Примечания: 1. Для промежуточных значений температур значение величины A_t - следует определять линейной интерполяцией.

2. Для углеродистой стали при температурах от 400 до 450 °C приняты средние значения на ресурс 2×10⁵ ч.

Коэффициент прочности

При расчетах элементов, имеющих отверстия или сварные швы, следует учитывать коэффициент прочности, принимаемый равным наименьшему из значений j_d и j_w:

j = min[j_d, j_w]. (5)

При расчете бесшовных элементов отверстий без отверстий следует принимать j = 1.0.

Коэффициент прочности j_d элемента с отверстием следует определять в соответствии с пп.5.3-5.9.

Коэффициент прочности сварного шва j_w следует принимать равным 1,0 при 100%-ном контроле сварных швов неразрушающими методами и 0,8 - во всех остальных случаях. Допускается принимать другие значения j_w с учетом эксплуатации и показателей качества элементов трубопроводов. В частности, для трубопроводов жидких веществ группы В категории V по усмотрению проектной организации допускается принимать j_w = 1,0 для всех случаев.