Защемленный и не защемленный участок трубопровода

Нормы ASME B31.8, ASME B31.4, GB 50251-2015, GB 50253-2014 разделяют участки трубопровода в грунте на защемленных и не защемленные. К каждому типу трубопровода применяются разные критерии прочности. Перед каждым проектировщиком, использующим данные нормативные документы встает задача. Как разделить защемленных и не защемленные участки в реальном трубопроводе?

Защемленный участок

Защемленным участком называется:

• Прямой участок подземной трубы, в котором отсутствуют осевые перемещения. Т.е. участок между двумя мнимыми неподвижными опорами

Подземный трубопровод в грунте

1 - Мнимая мертвая опора, 2 - защемленный участок, 3 - не защемленный участок

• Прямой участок надземной трубы, зажатый между двумя мертвыми опорами

Не защемленный участок

Не защемленным участком называется:

• Надземный трубопровод, который имеет возможность компенсировать температурные расширения. Т.е имеет повороты, компенсаторы и т.д.

• Подземный трубопровод, который имеет возможность компенсировать температурные расширения. Т.е имеет повороты, компенсаторы и т.д.

• Труба с заглушкой на конце

Реальность

В реальности состояния "защемленный" и "не защемленный" являются экстремальными. Существует еще третье состояние - "промежуточное". На схеме ниже показана консольная труба в грунте. Защемленной зоной можно считать зону #3 с нулевыми осевыми перемещениями. Не защемленной является только самая правая часть трубы вблизи заглушки. Вся остальная часть трубы - "промежуточная".

Автоопределение

Если включена опция "Автоопределение" - старт автоматически будет выбирать опцию "защемлен" и использовать соответствующие критерии прочности, если неравенство выполняется:

,

где F - осевая сила в трубе, E - модуль упругости, Sh - кольцевое напряжение, v - коэффициент Пуассона

Умный START

Если включена опция "Умный START" - используются альтернативные (не нормативные!) критерии прочности, которые могут применяться как для защемленных, так и для не защемленных участков.

Поскольку деление на "защемленные" и не "защемленные" участки - очень условное. Например, если значение "x" очень маленькое, то труба "почти защемлена". Не существует четкого критерия, какое значение "x" должно быть, чтобы определить границу зоны защемления. Это недостаток норм ASME B31.4 и B31.8. Поэтому мы разработали новые более универсальные критерии прочности (представлены ниже), которые могут применяться как для защемленных, так и для не защемленных зон и назвали эти критерии "Умный START". Хотя эти критерии соответствуют "духу" документов B31.4 и B31.8, но не в точности следуют требованиям документов. Поэтому окончательное решение, какие критерии прочности использовать остается за пользователем.