Состояние трубопровода - расчетное сочетание нагрузок и воздействий, определяющих напряженно - деформированное состояние трубопровода. За начальное состояние трубопровода всегда принимается ненапряженное и недеформированное состояние (соответствующее изображению трубопровода на расчетной схеме). Трубопровод может находиться в следующих состояниях:
рабочее с учетом ползучести (для высокотемпературных трубопроводов)
холодное после релаксации (для высокотемпературных трубопроводов)
Расчетные состояния отличаются:
значениями давления и температуры
значениями веса трубопровода, продукта и изоляции
различными состояниями пружинных опор (заклинены или не заклинены)
свойствами материала (модулями упругости стали, коэффициентами линейного расширения и т.д.)
различными силами трения в опорах
состоянием односторонних связей (включены в работу или выключены)
1. Монтажное состояние до регулировки пружин - это состояние после завершения монтажа трубопровода и заварки всех стыков. Продукт в трубах отсутствует, изоляция отсутствует (их вес не учитывается) и трубопровод считается невесомым. Стяжки пружин не обрезаны. Температурный перепад отсутствует поскольку Тмонт - Тмонт = 0. Напряжения, нагрузки на опоры, перемещения равны нулю.
2. Монтажное состояние после регулировки пружин - рассчитывается только для трубопроводов с пружинами. Состояние после завершения монтажа трубопровода, наложения тепловой изоляции, выполнения предварительной (монтажной) растяжки, регулировки всех пружинных цепей (стяжки пружин обрезаны) и заварки всех стыков. Продукт в трубах отсутствует (его вес не учитывается). Температурный перепад отсутствует поскольку Тмонт - Тмонт = 0. Монтажное состояние после регулировки пружин рассчитывается только при подборе упругих опор
3. Состояние испытания - это состояние, в которое переходит трубопровод из монтажного состояния после регулировки пружин, когда трубопровод заполняется водой или воздухом (газом) под давлением испытания. Во избежание перегрузки упругие опоры в этом состоянии могут временно заклиниваться (что задается в свойствах каждой пружинной опоры). Прочность трубопровода (напряжения) в состоянии испытаний может быть проверена при расчетах по ГОСТ 32388-2013 и РД 10-400-01 по режиму ПДКОН. Для всех остальных нормативных документов в состоянии испытаний проверка прочности производится лишь от внутреннего давления, а от остальных нагрузок вычисляются только перемещения узлов, деформации компенсаторов и нагрузки на оборудование, а таблицы напряжений для состояния испытаний не выводятся (см. редактор режимов работы, а также напряжения в трубопроводе). Состояние испытаний рассчитывается в зависимости от желания пользователя и заказывается в окне общие данные. При этом температурный перепад принимается равным разности температуры испытаний и монтажа трубопровода Тисп - Тмонт
4. Рабочее состояние - это состояние, в которое переходит трубопровод из монтажного состояния после заполнения продуктом и разогрева до температуры транспортируемого продукта. По сравнению с монтажным состоянием здесь появляются дополнительные нагрузки и воздействия: температурное расширение, внутреннее давление, вес транспортируемого продукта, смещения концевых опор в результате нагрева присоединенного оборудования. К рабочему состоянию относятся также все нагружающие воздействия, которые могут иметь место одновременно с перечисленными выше: снег, обледенение, ветер, осадка опор (например в результате просадки грунта) и т.д. Рабочих состояний может быть несколько, если по условиям эксплуатации меняются режимы работы трубопровода. Температурный перепад принимается равным разности рабочей температуры и монтажа Траб - Тмонт. В рабочем состоянии производится оценка прочности, нагрузок на оборудование и деформаций компенсаторов
4*. Рабочее состояние с учетом ползучести - имеет место в высокотемпературных трубопроводах, подверженных ползучести. Упругие деформации, вызванные температурным нагревом, со временем переходят в остаточные (пластические). В результате в рабочем состоянии напряжения самопроизвольно уменьшаются. Расчет в этом случае ведется на фиктивный температурный перепад χ(Траб - Тмонт), который зависит от коэффициента усреднения компенсационных напряжений χ, заданного в свойствах участков, но физико-механические свойства материала принимаются при рабочей температуре Траб. В рабочем состоянии производится оценка прочности высокотемпературных трубопроводов
5. Холодное состояние - это состояние, в которое переходит трубопровод из рабочего состояния после снятия температуры, давления и собственных температурных смещений. Температура трубопровода в этом состоянии равна монтажной температуре, температурный перепад равен нулю. Данное состояние отличается от монтажного состояния наличием остывшего продукта в трубах и наличием сил трения в опорах, возникших при остывании. В этом состоянии определяются нагрузки на оборудование
5*. Холодное состояние после релаксации - имеет место в высокотемпературных трубопроводах, подверженных ползучести. Упругие деформации, вызванные температурным нагревом, со временем переходят в остаточные (пластические) и напряжения в рабочем состоянии самопроизвольно уменьшаются. После охлаждения трубопровода напряжения уменьшаются не до нуля, а оказываются обратного знака. Например, если в рабочем состоянии высокотемпературный трубопровод был сжат, то после охлаждения он окажется растянут. Расчет в этом случае ведется на фиктивный отрицательный температурный перепад -δ(Траб - Тмонт), которая зависит от коэффициента релаксации δ, заданного в свойствах участков
После замыкания стартовых компенсаторов - состояние в момент сразу после замыкания стартовых компенсаторов.
Прочие расчетные состояния - все остальные состояния трубопровода, отличающиеся от описанных выше, например, состояние при пропарке технологических трубопроводов. Для расчета прочности в таких состояниях следует выполнять отдельные расчеты по СТАРТ-ПРОФ в соответствующем режиме (ПДН или ПДК). Например, состояние пропарки - кратковременное воздействие, поэтому следует выполнить дополнительный расчет по режиму ПДК (ПДКОН) с учетом температуры и давления пропарки