![]() |
|
Главная Переработка нефти и газа пар и т. п.) или токсичные, взрывоопасные и горючие жидкости, mjj =0,75; mg - коэффициент условий работы материала труб при повышенных температурах (табл. 5.5). Таблица 5.5 Значения коэффициента Рабочая температура в трубопроводе. X
Толщина стенки трубы, см, при Ri„niJ{Ri,,m2} > 0,75 b = npDJl2{Ri пр)]; (5.10) при Я2,;1Пз1{Нь,ТП <0,75 б = npDj[2 {0.9R„ms + пр)], (5.11) где п - коэффициент перегрузки рабочего давления в трубопроводе; п =1,2; р- рабочее (нормативное) давление в трубопроводе, кгс/см; D„ - наружный диаметр трубы, см; для труб, сваренных односторонним швом, в расчетные и нормативные сопротивления следует ввести поправку (умножить на 0,8). Аналогично рассчитывают толщину стенок деталей трубопроводов (сварных тройников, конических переходов, отводов и выпуклых заглушек). В этом случае в числитель расчетных формул дополнительно вводится коэффициент несущей способности соответствующей детали трубопровода (1-1,3). 5.3. Температурные напряжения в трубопроводах. Компенсаторы Длина трубопровода, свободно лежащего на опорах, меняется с изменением температуры стенки трубы в зависимости от температуры перекачиваемой жидкости и окружающей среды. Изменение длины трубопровода, м, М = а1Ы, (5.12) где а - коэффициент линейного расширения металла (для стали а =0,000012 1/°С); I-первоначальная длина трубопровода, м; - разность температур, °С. Если концы трубопровода жестко закреплены, то от температурных воздействий в нем возникнут термические напряжения растяжения или сжатия, которые рассчитываются по формуле, кгc/cм GtEaM, (5.13) где Е - модуль упругости материала трубы (для стали Е = = 2,1-10« кгс/см). • Возникшие в трубе термические напряжения вызывают в точках закрепления трубопровода усилия, направленные вдоль оси трубопровода и не зависящие а I, от длины, кгс, P = a,S, (5.14) где S - площадь сечения материала трубы, см*. При прокладке трубопроводов в земле сила трения трубы о грунт, как правило, компенсирует усилие, возникающее от тепловых напряжений. Минимальная длина участка, на которой сила трения трубопроводов о грунт уравновешивает усилие от тепловых напряжений, l,==aEMbl{kv), (5.15) где k - давление грунта на поверхность трубы, кгс/см; \х. - коэффициент трения трубы о грунт (для расчетов принимается равным 0,4-0,6). Если длина трубопровода, испытывающего термические напряжения, I > необходимо предусматривать компенсацию температурных напряжений, поскольку они могут достичь больших значений и привести к разрушению трубопроводов, опор и арматуры. Для этого применяют специальные устройства - компенсаторы. По конструкции они делятся на линзовые, гнутые (П-, Z- и лирообразные) и сальниковые. Установка сальниковых компенсаторов на трубопроводах для легковоспламеняющихся и горючих жидкостей не допускается. Для теплосетей следует применять П-образные и сальниковые компенсаторы. Компенсирующие устройства следует устанавливать на трубопроводах при невозможности компенсации температурных деформаций трубопроводов за счет самокомпенсации. Наиболее распространенные виды самокомпенсирующихся участков трубопроводов приведены на рис. 5.8. Из схемы видно, ![]() Рис. S.8. Трубопроводы с участками само-компеисации термических напряжений. а - угловой участок; б - L-образный участок. (5.16) что при нагревании трубопровод деформируется и примет положение, показанное штриховой линией. Наибольшее изгибающее напряжение углового участка (см. рис. 5.8, а) на неподвижной опоре короткого плеча 1,5 &iEd„ / п + 1 , п + 3 , \ где Ai-удлинение короткого плеча, см; d„- наружный диаметр трубы, см; п - отношение короткого плеча к длинному; п = IJl; ф - угол между плечами. Наибольшее изгибающее напряжение Z-образного участка (см. рис. 5.8, б) аах = с AEdJiP (1 + 12п,)], (5.17) где til - отношение длины короткого продольного плеча к длине перпендикулярного плеча (rii = /j ). По номограмме на рис. 5.9 определяется минимальная длина плеча отвода, необходимого для компенсации теплового удлинения при прокладке трубопроводов с использованием их самокомпенсации. По формулам (5.16) и (5.17) проверяются напряжения в коротких плечах трубопроводов при прокладке в стесненных условиях строительства, когда их длина принимается менее длины, определенной по номограмме. Линзовые компенсаторы изготавливают по нормалям МН 2894-62 2908-62 (рис. 5.10) для компенсации деформации трубопроводов с диаметром условного прохода от 100 до 1200 мм с условным давлением до 6кгс/см. Компенсаторы выпускают одно-, двух-, трех- и четырехлинзовыми. Компенсирующая способность одной линзы колеблется от 7 до 16 мм. Характеристика линзовых компенсаторов приведена в табл. 5.6. Линзовые компенсаторы характеризуются герметичностью и малыми размерами, но применяются ограниченно ввиду малой компенсирующей способности и низкого .допускаемого давления (6 кгс/см). Сальниковые компенсаторы по нормалям машиностроения МН 2593-61 и МН 2598-61 (рис. 5.11) изготовляют одно- и двусторонними из стальной трубы (сталь марки СтЗ) на Ру до 16 кгс/см для труб Dy от 100 до 1000 мм. Сальниковые компенсаторы состоят из стального или чугунного корпуса и входящего в него стакана. Уплотнение между корпусом и стаканом создается сальником. Для его набивки используют асбестовый програ-фиченный шнур по ГОСТ 1779-72 и термостойкую резину по ГОСТ 7338-77. Характеристика сальниковых компенсаторов приведена в табл. 5.7. Сальниковые компенсаторы имеют большую компенсирующую способность (от 150 до 500 мм), но применяются ограниченно, так как недостаточно герметичны и требуют постоянного надзора за уплотнением сальников. Наибольшее применение для технологических трубопроводов и паропроводов на нефтебазах получили гнутые гладкие ![]() 1Б L,m Рис. 5.9. Номограмма для определения минимальной длины плеча отвода, необходимого для компенсации теплового удлинения трубопровода Д. "§1 ![]() Ж Ж Ж Г Рис. 5.10. Линзовые компенсаторы. а - однолинзовый; б - четырехлинзовый. / - патрубок; 2 - полулинза; 3 - стакан; 4 трубка. - фланец; 5 - дренажная § Таблица 5.6 Характеристика линзовых компенсаторов со стаканом (по МН 2894-62-i-MH 2908-62) (см. рис, 5.10)
Условное давление ру = G кгс/см
Условное давление Ру = 4 кгс/см
Продолжение табл. 5.6
Примечания. 1. Компенсаторы иа Ру = 6 кгс/см допускается применять также для рраб= кгс/см« при температуре до 200 С. Силы (реакции) от внутреннего давления Р" следует принимать на 16% больше против указанных. 2. Полная компенсирующая способность Д дана при условии предварительной деформации в направлении, обратном деформации компенсатора в рабочем состоянии. 3. Материал для изготовления линз - листовая сталь марки 10 по ГОСТ 16523-70 и ГОСТ 1577-70, для патрубков от Dy = ЮО ДО 350 мм - трубы бесшовные по гост 8732-70.(из стали марки 20), для патрубков Dy = 400 -i- lODD мм - трубы электросваряыепо ГОСТ 10704-63 (из стали марки СтЗ 2 или МСтЗ). 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
![]() |