- •Учебно – методическое пособие
- •Основные понятия надежности, диагностирования и остаточного ресурса трубопроводов.
- •Расчет напряженно-деформированного состояния трубопровода
- •2.1 Проверочный расчет толщины стенки трубопровода
- •2.2 Расчет отбраковочной толщины стенки трубопровода
- •3. Расчет остаточного ресурса по минимальной вероятной толщине стенки труб
- •3.1 Расчет минимальной вероятной толщины стенки трубопровода
- •3.2 Проверочный расчет на прочность
- •3.3 Расчет остаточного ресурса трубопровода по минимальной вероятной толщине стенки трубы по результатам диагностики.
- •4. Вероятностный расчет остаточного ресурса с учетом общего коррозионно-эрозионного износа стенки трубы
- •4.1 Расчет остаточного ресурса на основе анализа изменения толщины стенки
- •Пример расчета остаточного ресурса на основе анализа изменения толщины стенки
- •Определение назначенного срока остаточного ресурса и характеристик эксплуатации по результатам расчетов.
- •6. Варианты исходных данных для расчета остаточного ресурса
- •Список использованных источников
- •Приложения
-
Расчет напряженно-деформированного состояния трубопровода
Согласно отраслевому стандарту [1], определяющим при оценке остаточного ресурса трубопровода является расчет на действие внутреннего давления. В качестве основных прочностных характеристик металла трубы в расчетах трубопровода используются нормативные и расчетные сопротивления растяжению (сжатию) или фактические, если при проведении диагностических замеров последние оказались меньше нормативных. Нормативные сопротивления R и R принимаются равными минимальным значениям временного сопротивления в и предела текучести т соответственно.
Обязательными при оценке остаточного ресурса трубопровода являются определение расчетной (tR), отбраковочной (tотб) и минимальной (tmin) толщины стенки труб.
2.1 Проверочный расчет толщины стенки трубопровода
Проверочный расчет толщины стенки tR трубопровода, а также ее определение в случае ремонта по результатам диагностики, производится согласно СП 34-116-97 по формуле:
(2.1)
где значение R определяется по формуле
R = min (2.2)
где k – коэффициент несущей способности труб и соединительных деталей, значение которого принимается согласно СП 34-115-97 (для труб, заглушек и переходов);
Р – рабочее давление в трубопроводе, МПа;
D – наружный диаметр трубы или детали трубопровода, мм;
R – нормативное сопротивление, равное наименьшему значению временного сопротивления разрыву материала труб, принимаемое по ГОСТ для соответствующего материала трубы заданного варианта, МПа;
R – нормативное сопротивление, равное наименьшему значению предела текучести при растяжении, сжатии и изгибе материала труб, принимаемое по ГОСТ для соответствующего материала трубы заданного варианта, МПа.
Значения коэффициентов: надежности по назначению трубопроводов n, условий работы трубопровода m2, надежности по материалу m, надежности по нагрузке f принимаются согласно СП 34-116-97(значения приведены в исходных данных заданного варианта).
2.2 Расчет отбраковочной толщины стенки трубопровода
При определении отбраковочной толщины стенки, оценивается несущая способность элементов в целом. Расчет отбраковочной толщины стенки трубопровода выполняется в соответствии с [2, 3]:
Определяется значение соотношения по формуле:
, (2.3)
При , отбраковочная толщина стенки определяется по формуле:
t = , (2.4)
при , отбраковочная толщина стенки определяется по формуле:
t= . (2.5)
Параметр R1 формулы (2.4) – расчетное сопротивление материала труб и деталей трубопровода, вычисляется по формуле:
R = Rmmk, (2.6)
где n – коэффициент перегрузки рабочего давления в трубопроводе;
- коэффициент несущей способности трубы;
m – коэффициент условий работы материала труб при разрыве;
m – коэффициент условий работы трубопровода, величина которого принимается в зависимости от транспортируемой среды;
m – коэффициент условий работы материала труб при повышенных температурах;
k – коэффициент однородности материала труб.