Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Экзамен ТПТС.docx
Скачиваний:
32
Добавлен:
29.05.2015
Размер:
148.34 Кб
Скачать

14 Определение рабочих нагрузок опор трубопроводов. Методика выбора пружин для подвесок. Характеристики пружин

Одним из важнейших моментов выбора опор, особенно пружинных, является правильное определение их рабочей нагрузки (нагрузки при рабочем состоянии трубопровода).

Пружинные подвески (упругие опоры). Для определения рабочей нагрузки на пружинную подвеску применяется так называемый критерий минимума напряжений от весовой нагрузки; это означает, что рабочие нагрузки опор должны сводить к минимуму напряжения в трубопроводе от действия весовой нагрузки. К весовой нагрузке относятся веса труб трубопровода, тепловой изоляции, транспортируемой среды и арматуры.

Существует два способа определения рабочих нагрузок на пружинную опору:

  • способ нулевых перемещений от весовых нагрузок, предусматривающий определение их из уравнений строительной механики, выражающих условие равенства нулю вертикальных перемещений трубопровода в точках установки опор при совместном действии весовой и рабочих нагрузок опор. Этот способ чрезвычайно трудоемок и в полной мере реализуется только с применением соответствующего программного обеспечения;

  • способ уравновешивания весовой нагрузки по пролетам. Указанный способ более прост, но не всегда дает достаточно хорошие результаты по сведению к минимуму напряжений в трубопроводе от весовой нагрузки. Тем не менее он может применяться для предварительных оценочных расчетов трубопроводов, работающих в зоне малых температур и давлений. В этом случае рабочая нагрузка опоры принимается равной весовой и определяется как полусумма весов пролетов трубопровода, заключенных между данной опорой и ближайшими к ней опорами с той и другой стороны.

Для пружинных опор различают следующие нагрузки: рабочую нагрузку , воспринимаемую опорой в рабочем состоянии трубопровода и равную весовой нагрузке; монтажную нагрузку, воспринимаемую пружиной в монтажном (холодном)  состоянии трубопровода.

Рабочая нагрузка на пружинную опору (для неответственных трубопроводов) , горизонтального участка трубопровода принимается равной:

,

где: - вес 1 м трубопровода с изоляцией в рабочем состоянии (для паропроводов – без воды), кгс/м; и - длины горизонтальных пролетов слева и справа от опоры, – вес арматуры, кгс;- доля веса арматуры, передаваемая на эту опору.

Для пружинных опор, расположенных на горизонтальных участках около вертикальных стояков, рабочая нагрузка, кгс, определяется по формуле:

,

где – доля веса вертикального стояка, передаваемая на опору; остальные обозначения те же, что и в предыдущей формуле.

Масса вертикальных участков может быть распределена между опорами любым образом.

Монтажная нагрузка на пружинную опору отличается от рабочей вследствие изменения натяга пружины опоры, обусловленного вертикальными перемещениями трубопровода при его нагреве. Монтажная нагрузка , кгс, составляет:

,

где – вертикальное тепловое перемещение трубопровода в точке установки опоры,– максимально допустимый прогиб установленной пружины, мм;– максимально допустимая нагрузка на одну пружину, кгс;– рабочая нагрузка пружины, кгс.

Жесткие подвески и опоры. Для этого типа опор рабочая нагрузка также принимается равной весовой. Так, нагрузка на жесткую опору , кгс, расположенную между двумя другими жесткими опорами, определяется по формуле:

,

де – вес 1 м трубы, включая вес воды и изоляции, кгс/м;и– длины пролетов справа и слева от опоры, м;– вес арматуры, кгс;– доля веса арматуры, передаваемого  на данную  опору.

Эта формула для паропроводов учитывает нагрузки при проведении их гидравлического испытания. Однако по Правилам Госгортехнадзора опоры паропроводов могут рассчитываться без учета веса воды, потребной для гидравлического испытания. Но в этом случае должно быть предусмотрено применение специальных приспособлений для разгрузки опор. Коэффициенты 1,5 и 0,75 учитывают возможность повышения нагрузки.

Нагрузка жесткой опоры,  Рраб, кгс, соседней с пружинными опорами, разгружающимися при остывании трубопровода, определяется по предыдущей формуле и дополнительно проверяется по формуле:

,

где – нагрузка, воспринимаемая при рабочем состоянии трубопровода пружинными опорами, которые расположены между данной опорой и следующей жесткой опорой, кгс.

В качестве рабочей должна приниматься большая из нагрузок, рассчитанная по данной и предыдущей формулам.

Выбор пружин для пружинных опор и подвесок станционных трубопроводов производится по рабочей нагрузке на опору с учетом вертикального температурного перемещения закрепляемой точки трубопровода при его рабочем состоянии. Рекомендации по расчету рабочей нагрузки на пружинные опоры изложены выше. Вертикальные тепловые перемещения точек крепления трубопроводов для ответственных трубопроводов принимаются с учетом влияния выбранных промежуточных (пружинных) опор, т. е. с учетом так называемого видимого перемещения, определяемого и учитываемого при выборе пружинных опор при расчете трубопровода на прочность с использованием соответствующего ПО. Для неответственных трубопроводов вертикальные температурные перемещения могут приниматься без учета влияния выбранных промежуточных опор, т. е. с учетом так называемых полных перемещений – перемещений на чистую самокомпенсацию тепловых расширений. Для пружинных опор и подвесок станционных    трубопроводов применяются пружины по отраслевому стандарту ОСТ 108.764.01-80.

Основными характеристиками пружины являются максимально допустимая нагрузка на нее и максимально допустимая ее осадка (сжатие) под воздействием этой нагрузкиили соответственно, сила пружины при рабочей деформациии рабочая деформация пружины.  Отношениеназывается жесткостью пружины, а обратная величина – ее податливостью.

Применяющиеся для трубопроводов пружины делятся по своей максимальной осадке на две группы: первой группе соответствуют пружины с =70 мм, второй группе – с=140 мм. Каждому значению нагрузкисоответствуют две пружины: одна с=70 мм, вторая с=140 мм. Жесткость пружины с=140 мм вдвое меньше, чем с=70 мм.

Сжатие пружины в пределах ее прогиба от 0 до пропорционально приложенной к ней нагрузке и является для каждого типа пружины величиной постоянной, т. е.

,

где - коэффициент пружины (удельный прогиб пружины на 1 кгс нагрузки), мм/кгс.

Пружины с максимально допустимым прогибом = 70 мм можно применять при тепловых (вертикальных) перемещениях трубопровода 0 – 25 мм., а пружины с= 140 мм – при вертикальных перемещениях 26 - 50 мм. При вертикальных перемещениях трубопровода, больших ±50 мм, применяют последовательную установку двух и более пружин. При выборе количества и групп таких пружин необходимо, чтобы сумма сочетаний допускаемых ими максимальных тепловых (рабочих) прогибов, т. е. сумма сочетаний чисел 25 и 50 (или 50 н 50), была равна или превышала (в пределах числа 25) требуемую величину, которая затем распределяется на каждую из выбранных   пружин пропорционально значениям.

Для возможности проведения регулировки пружин пружинных опор на монтаже следует в аксонометрической схеме данного трубопровода, а также на чертеже пружинной опоры указывать высоту выбранной пружины: в свободном состоянии (ненагруженную) – (); монтажную высоту –; рабочую высоту –. Свободная высота пружины берется по ее отраслевому стандарту, высотыиопределяются как разность междупружины и ее сжатием соответственно в рабочем и монтажном состояниях. Вертикальные перемещения трубопроводовпри нагреве, направленные вверх, принимаются со знаком плюс, направленные вниз – со знаком минус. В первом случае при остывании трубопровода нагрузка пружины возрастает, во втором случае она уменьшается.

Имея подсчитанную рабочую нагрузку опоры и тепловое перемещение точки трубопровода, в которой устанавливается опора, по отраслевому стандарту на пружины выбирается пружина с ближайшей большей нагрузкойпо сравнению с имеющейся нагрузкойи группу пружины () в зависимости от. Затем определяетсяимм, по формулам:

,

,

где – коэффициент пружины;– тепловое перемещение точки крепления трубопровода, мм. Значенияидолжны быть меньшевыбранной пружины.

Принятая к установке пружина должна быть проверена по ее прогибу, при этом должны быть выдержаны следующие неравенства.

Для трубопроводов, перемещающихся при нагреве вниз: > 1,05.

Для трубопроводов, перемещающихся при нагреве вверх: > 1,05.

При несоблюдении этих соотношений  для выбранной пружины следует принять    следующую пружину с большим или взять пружину другой группы и повторно произвести проверку.

  1. Трубопроводная арматура. Виды и типы. Условные и рабочие параметры. Правила маркировки. Применяемые материалы.

Энергетическая трубопроводная арматура по назначению подразделяется на запорную, регулирующую, предохранительную и обратную.

Запорная арматура: арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью.

Предохранительная арматура: арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды.

Регулирующая арматура: арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода.

Запорно-регулирующая арматура: арматура, совмещающая функции запорной и регулирующей арматуры.

Обратная арматура (арматура обратного действия): арматура, предназначенная для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды.

Основные параметры и технические характеристики арматуры:

  • номинальное давление PN (условное давление), кгс/см²: Наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 293 К (20 °С), при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности.

  • номинальный диаметр DN ( диаметр условного прохода; условный проход; номинальный размер; условный диаметр; номинальный проход): Параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей арматуры. Примечание: номинальный диаметр приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах и соответствующему ближайшему значению из ряда чисел, принятых в установленном порядке.

  • рабочее давление Рp : Наибольшее избыточное давление, при котором возможна длительная работа арматуры при выбранных материалах и заданной температуре. Типы арматуры

  • задвижка: тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды;

  • клапан ( вентиль): тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды;

  • кран: тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды.

Пример маркировки арматуры: XXayZZbc, где

XX – Тип арматуры: 15 –винтель, 19-обратный клапан, 30-задвижка.

а- материал корпуса: с-сталь, ч-чугун, кч-кованный чугун, нж-нерж. Сталь, бр-бронза.

У-тип привода: 9-электрический,5-конический,нет-ручной

ZZ-заводской номер модели

bc- материал запорного органа: бр-бронза,нж-нерж.сталь,п-пластик,р-резина.

16 Установочные чертежи оборудования. Принципы разработки. Основные требования к содержанию и оформлению.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.