Проверка толщины стенки

Стальные трубы

Номинальная толщина стенки стальных труб согласно нормам определяется как:

S ≥ S_R + С,

где

• S_R - расчетная толщина стенки. Минимальная толщина стенки, необходимая для восприятия внутреннего давления, определяется согласно нормам

• С - суммарная прибавка к расчетной толщине стенки

Суммарная прибавка, технологическое утонение, прибавка на коррозию

Суммарная прибавка C вычисляется по формуле:

С = С₁ + С₂,

где

• С₁ - производственная прибавка (технологическое утонение), принимаемая равной сумме минусового отклонения толщины стенки C₁₁ и технологической прибавки C₁₂. Для норм ASME задается в процентах

• С₁₁ - прибавка для компенсации минусового допуска. Определяется по предельному минусовому отклонению толщины стенки, установленному стандартами или техническими условиями на полуфабрикаты. Прибавка не включает в себя округление расчетной толщины до стандартной толщины листа.

• С₁₂ - технологическая прибавка для компенсации утонения стенки элемента трубопровода при технологических операциях - вытяжке, штамповке, гибке и т.д. Определяется технологией изготовления детали и принимается по техническим условиям на изделие.

• С₂ - эксплуатационная прибавка для компенсации коррозии и износа(эрозии), принимаемая по нормам проектирования или отраслевым нормам документам с учетом расчетного срока эксплуатации. При двухстороннем контакте с коррозионной (эрозионной) средой прибавку С₂ следует увеличивать

При этом, следует иметь в виду, что номинальная толщина стенки S не должна быть меньше установленных нормами значений, а также производится округление S до ближайшей большей толщины стенки по стандартам и техническим условиям.

Проверка толщины стенки на соответствие расчетному давлению

Перед выполнением расчета (на этапе логической проверка исходных данных), СТАРТ-ПРОФ производит проверку толщины стенки на расчетное давление по формуле:

S - C ≥ S_R

Значения номинальной толщины стенки S и суммарной прибавки C вводятся пользователем в свойствах участков и элементов. S_R - минимальная расчетная толщина стенки, вычисленная в соответствии с выбранным в общих данных нормативным документом от расчетного давления.

Для норм ASME B31.1, DL/T 5366-2014 проверка толщины стенки на давление осуществляется только для прямых труб и для гнутых отводов. Для всех остальных элементов такая проверка не производится.

Проверка толщины стенки на соответствие давлению испытаний

При величине испытательного давления на заводе-изготовителе менее требуемой должна быть гарантирована возможность доведения гидравлического испытания при строительстве до давления, вызывающего эквивалентное напряжение, равное

• согласно СНиП 2.05.06-85 - 95 % нормативного предела текучести σ = 0.95

• согласно РД 10-249-98 (табл. 2,8) - σ = /1.1 ~ 0.9

• согласно ПБ 03-585-03 [1] - 90% предела текучести материала при температуре испытания для . σ = 0.9

В связи с этим, СТАРТ-ПРОФ производит проверку толщины стенки на давление испытаний по формуле (в ГОСТ 32388-2013 только для режима ПДК):

S ≥ S_T

S_T - минимальная толщина стенки, вычисленная в соответствии с выбранным в общих данных нормативным документом от давления испытаний. Температура испытаний Т_исп задается в общих данных, давление испытаний P_исп задается в свойствах участков, пределы текучести материала в базе данных по материалам.

Следует иметь в виду, что согласно ГОСТ 8731 и ГОСТ 8733 бесшовные трубы из углеродистой и низколегированной стали должны выдерживать гидравлическое давление при допускаемом напряжении, равном 40% временного сопротивления разрыву (предела прочности) для данной марки стали σ = 0.4, что не всегда соответствует требованиям норм.

Трубы по ГОСТ 8731 и ГОСТ 8733 будут соответствовать требованиям норм только в случае выполнения условия

.

Приведем конкретный пример - сталь 20. Согласно [2] значение временного сопротивления (предела прочности) при 20°C = 460 МПа, предела текучести = 250 МПа, тогда условие выглядит следующим образом

0.4 ∙ 460 < 0.9 ∙ 250 МПа

или

184 < 225 МПа,

т.е условие не выполняется. Это означает, что требования норм в части допустимого давления испытаний не соблюдаются и нужно предъявить заводу - изготовителю дополнительные, более жесткие требования в части проведения испытаний на давление 225МПа (в ГОСТах на этот счет есть специальная оговорка).

Проверка толщины стенки в режимах ПДКОН

Если давление действует кратковременно (режим ПДКОН), то программа проверяет толщину стенки по формуле:

σ = 0.9· [s]/[s]20,

где

[s] - допускаемое напряжений при расчетной температуре в режиме ПДКОН,

[s]20 - допускаемое напряжение при комнатной температуре.

Трубы из стеклопластика

Толщина армированной стенки вычисляется по формуле

,

где

• - номинальная толщина стенки

• - толщина внутреннего (не армированного) защитного слоя

• - толщина наружного (не армированного) защитного слоя

Литература

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов, ПБ 03-585-03, Госгортехнадзор России, НТЦ «Промышленная безопасность», М., 2003

2. ГОСТ 34233.1-2017, Сосуды и аппараты, Нормы и методы расчета на прочность