Назначение трубопроводов и требования к ним. Классификация трубопроводов и труб. Стационарные трубопроводы ТЭС по характеру выполняемых функций и параметров, страница 3

Расчёт трубопровода на прочность ведётся по предельной нагрузке, в качестве которой принимают избыточное давление рабочей среды.

Нагрузки от самокомпенсации и собственного веса трубопровода с наполнителем, учитываются дополнительным или поверочным расчётом, а остальные нагрузки (от осевых усилий, изгибающие и крутящие моменты и т.д.) расчётом на прочность не учитываются, а регламентируются режимными мероприятиями.

Основная величина, которая расчитывается при определении прочности трубопровода- это толщина стенки S.

S=dнP/(2фи[сигма]+P)+C.

Фи- коэффициент прочности трубы.

[сигма]- допустимое напряжение в металле, принимаемое в зависимости от марки стали и расчётной температуры среды (кгс/см²).

С- минусовой допуск на изготовление трубы.

В качестве расчётных характеристик прочности металла принимают:

1.  Временное сопротивление разрыву при температуре 20 градусов .

2.  Условный предел длительной прочности при расчётной температуре среды, соответствующий разрушению ч/з 10⁵ часов.

3.  Условный предел текучести металла при расчётной температуре рабочей среды.

4.  Условный предел ползучести металла при расчётной температуре среды, соответствующей деформации 1% за 10⁵ часов.

Удлинение трубопровода при нагреве.

При транспортировке горячей среды, металл трубопровода нагревается и расширяется. В трубопроводе, имеющем большую протяжённость, это удлинение может быть значительным и его необходимо учитывать при проектировании трубопровода.

Общее удлинение трубопровода складывается из теплового и упругого.

Тепловое удлинение одного метра трубопровода определяется:

Сигмаt=альфа-(t-tм)*102см/м. ,где

Альфа- температурный коэффициент линейного расширения стали.

t- конечная температура нагрева металла трубы.

Tм- монтажная температура трубопровода.

Упругое удлинение одного метра трубопровода. Определяется:

Сигма у=10P/E*(S/dн-3).

Е- модуль упругости металла (кгс/см²)

Общее удлинение всего участка трубопровода- определяется  как:

ДельтаL=L*сигма.

Компенсация и самокомпенсация удлинений трубопровода.

Способность трубопровода к деформации под воздействием возникающих в нём удлинений без перенапряжений, т.е. без нарушения плотности и прочности наз. его компенсирующей способностью.

Компенсация удлинений трубопровода может осуществляться за счёт установки спец компенсаторов, за счёт самокомпенсации и холодного натяга.

Если трубопровод способен обеспечить компенсацию удлинений не за счёт спец устройств, а лишь гибгостью сост его плеч, такая способность наз самокомпенсацией.

Для обеспечения самокомпенсацией в трубопроводах ТЭС с давлением >1.6 мПа и трубопроводов тепловысшей с давлением >2,5 мПа предусматривают несколько плеч расположенных под углом друг к другу.

Если в трубопроводе не предусмотрена возможность компенсации удлинений, в нём возникают усилия, приводящие к срыву трубопровода с опор и оборудования к разрывам, нарушению прочности и плотности.

Конструкции и типы компенсаторов.

В зависимости от параметров рабочей среды, диаметра трубопровода, а также общего удлинения участка трубопровода, на них предусматривают гнутые, линзовые или сальниковые компенсаторы. Гнутые компенсаторы выполняют П-образной или лирообразной формы.

П-образный компенсатор выполняют из гладких отводов и применяют для всех категорий трубопровода или из гофрированных отводов, которые применяют для второй, третьей и четвёртой категории.

Достоинство их в том, что они просты и надёжны в работе и обладают большой компенсирующей способностью. Недостаток- в больших габаритах, необходимость установки дренажей и воздушников.

Линзовые компенсаторы устанавливаются на трубопроводах с условным диаметром dу от 100 до 1400мм, с одной- тремя линзами, работающих при давлении до 0,7 мПа и температурой среды до 200 градусов. Внутрь компенсатора вваривается “рубашка” для уменьшения гидравлических сопротивлений. Внизу каждой линзы устанавливают дренажные трубки, для удаления конденсата. Компенсирующая способность одной линзы составляет 8-16 мм, что является недостатком конструкции. Такие компенсаторы применяют на циркуляционных водопроводах, конденсатопроводах и трубопроводах тепловых сетей.