Cauruļvada sienas biezuma aprēķins;

METODE

maģistrālo cauruļvadu sienas stiprības aprēķins saskaņā ar SNiP 2.05.06-85 *

(sastādījusi Ivlev D.V.)

Maģistrālā cauruļvada sienas stiprības (biezuma) aprēķins nav sarežģīts, bet, kad tas tiek veikts pirmo reizi, rodas vairāki jautājumi no kurienes un kādas vērtības tiek ņemtas formulās. Šo stipruma aprēķinu veic atkarībā no ietekmes uz tikai vienas slodzes caurules sieniņām - transportējamās produkcijas iekšējo spiedienu. Ņemot vērā citu slodžu ietekmi, jāveic stabilitātes verifikācija, ko šajā metodē neņem vērā.

Cauruļvada nominālais sienas biezums ir noteikts pēc formulas (12) SNiP 2.05.06-85 *:

n ir slodzes uzticamības koeficients - iekšējais darba spiediens cauruļvadā, ņemts saskaņā ar tabulu 13 * SNiP 2.05.06-85 *:

p - darba spiediens cauruļvadā, MPa;

Dn - cauruļvada ārējais diametrs milimetros;

R1 - dizaina stiepes izturība, N / mm 2. Nosaka pēc formulas (4) SNiP 2.05.06-85 *:

- pagaidu stiepes izturība uz šķērseniskiem paraugiem, skaitliski vienāda ar stiepes izturību σin cauruļvada metāls, N / mm 2. Šo vērtību nosaka regulējošie dokumenti par tēraudu. Ļoti bieži sākotnējos datos norāda tikai metāla stiprības pakāpi. Šis skaitlis ir aptuveni vienāds ar tērauda maksimālo stiprumu, kas pārvērsts megapaskālē (piemērs: 412 / 9,81 = 42). Konkrēta tērauda kvalitātes izturības klase tiek noteikta ar rūpnīcas veiktu analīzi tikai konkrētam kausēšanai (kaļam) un ir norādīta tērauda sertifikātā. Izturības klase var nedaudz atšķirties no partijas uz partiju (piemēram, tēraudam 09G2S - K52 vai K54). Atsauces nolūkā varat izmantot šo tabulu:

m ir cauruļvada ekspluatācijas apstākļu koeficients atkarībā no SNiP 2.05.06-85 * 1. tabulā norādītā cauruļvada posma kategorijas *:

Tilta cauruļvada posma kategorija ir noteikta saskaņā ar SNiP 2.05.06-85 * tabulu 3 *. Aprēķinot caurules intensīvu vibrāciju apstākļos, koeficientu m var uzskatīt par 0,5.

k1 - materiāla drošuma koeficients, kas ņemts saskaņā ar SNiP 2.05.06-85 * tabulu.9:

Aptuveni ir iespējams ņemt koeficientu tēraudam K42 - 1,55 un tēraudam K60 - 1,34.

kn - cauruļvada izturības koeficients, kas ņemts saskaņā ar SNiP 2.05.06-85 * 11. tabulu *:

Uz SNiP 2.05.06-85 * sienas biezuma vērtība, kas iegūta pēc formulas (12), cauruļvada ekspluatācijas laikā var būt nepieciešams pievienot korozijai sienas bojājumus.

Projektā ir norādīts galvenā cauruļvada paredzamais kalpošanas laiks, un tas parasti ir 25-30 gadi.

Lai ņemtu vērā ārējos korozijas bojājumus gar maģistrālo cauruļvadu, tiek veiktas augsnes inženierzinātnes un ģeoloģiskie apsekojumi. Lai ņemtu vērā iekšējos korozijas bojājumus, tiek veikta sūknētā materiāla analīze, tajā ir agresīvu komponentu klātbūtne.

Piemēram, dabasgāze, kas sagatavota sūknēšanai, attiecas uz nedaudz agresīvu vidi. Bet sērūdeņraža un (vai) oglekļa dioksīda klātbūtne tajā ūdens tvaika klātbūtnē var palielināt iedarbības līmeni vidēji agresīvi vai ļoti agresīvi.

Uz SNiP 2.05.06-85 *, kas iegūts ar sienas biezuma formulu (12), mēs pievienojam korozijas bojājuma pielaidi, un mēs iegūstam aprēķināto sienu biezumu, kas nepieciešams apaļas līdz tuvākajam lielākajam standartam (sk., piemēram, GOST 8732-78 * "Tērauda caurules, bezšuvju, karstās deformācijas, diapazons", GOST 10704-91, "Tērauda elektrometriskās gareniskās caurules, diapazons" vai cauruļu velmēšanas uzņēmumu tehniskajos apstākļos).

2. Pārbaudiet izvēlēto sienas biezumu ar pārbaudes spiedienu

Pēc maģistrālā cauruļvada būvniecības tiek veikti testi gan pašā cauruļvadā, gan atsevišķās tā sadaļās. Pārbaudes parametri (pārbaudes spiediens un pārbaudes laiks) ir uzskaitīti SNiP III-42-80 * "Trunk cauruļvadu" 17. tabulā. Projektētājam ir jānodrošina, lai viņa izvēlētās caurules nodrošinātu vajadzīgo spēku testu laikā.

Piemēram: tiek veikts cauruļvada D1020x16.0 tērauda K56 tērauda hidrauliskais tests. Rūpnīcas testa spiediens caurulēs ir 11,4 MPa. Darba spiediens cauruļvadā ir 7,5 MPa. Ģeometriskā augstuma atšķirība 35 metru garumā.

Regulējošā testa spiediens:

Ģeometriskā diferenciālais spiediens:

Kopumā spiediens cauruļvada apakšējā punktā būs tāds, ka netiek garantēts vairāk rūpnīcas testa spiediena un sienas integritātes.

Caurules testa spiediena aprēķins tiek veikts saskaņā ar SNiP 2.05.06 - 85 * formulu (66), kas ir identiska formulai, kas noteikta GOST 3845-75 * "Metāla caurules. Hidrauliskā spiediena testa metode. Aprēķina formula:

δ min - minimālais caurules sienas biezums ir vienāds ar starpību starp nominālo biezumu δ un mīnus pielaidi δDM, mm Negatīva pielaide - caurules ražotājs atļauts samazināt caurules nominālās sienas biezumu, kas nesamazina vispārējo stiprību. Minimālās tolerances vērtību reglamentē normatīvie dokumenti. Piemēram:

Cauruļu sienas spiediena aprēķins

Aprēķina piemērs.

Bāzes līnija:
Tērauda caurules, garenvirziena, GOST 20295-85, no tērauda 17G1S saskaņā ar GOST 192811-89 * poliuretāna izolācijā, DN = 530x9mm;
Dizaina spiediens P = 1,6 MPa;
Dizaina temperatūra T = 150 ° C;
Siltumtīkla kalpošanas laiks ts = 30 gadi.

Saskaņā ar RD 153-34.1-17.465-00, mēs pieņemam tīkla ūdens (saules cauruļvadu) agresivitāti kā pieļaujamo korozijas koeficientu V1 = 0,085 mm / gadā.

Aprēķins

Taisnas caurules nominālais sienas biezums vismaz jānosaka pēc formulas:

kur Sr ir aprēķinātais cauruļvada sienas biezums atbilstoši norādītajām projektētā spiediena un nominālā pieļaujamā sprieguma vērtībām.
Sr = P * Da / (2φ * + P), mm

kur P - projektēšanas spiediens - 1,6 MPa;
Da - caurules ārējais diametrs, mm;
φ ir gareniskās metinātās locītavas stiprības koeficients. Saskaņā ar RD-10-249-98 4.2.1.1. Punktu tiek pieņemts φ = 1;
- tiek pieņemts, ka nominālais pieļaujamais spriegums 17G1S tēraudam un temperatūrai T = 150 ° C ir 171 MPa (2.2. tabula RD-10-249-98).
C ir cauruļvada aprēķinātā sienas biezuma kopējais pieaugums.
C = C1 + C2, mm
kur C1 - minimālā caurules sienas biezuma novirze tiek pieņemta saskaņā ar GOST 19903-74;
C2 - korozijas ekspluatācijas pieaugums.
C2 = C21 + C22

Sr = P * Da / (2φ * + P) = 1,6 * 530 / (2 * 1 * 171 + 1,6) = 848 / 343,6 = 2,47 mm

C1 = -0.8mm biezumam 7,5-10 mm (GOST 19903-74 tab. 3)
Saskaņā ar STO ROSTEKHEKSPERTIZA 10.001-2009, kura kalpošanas laiks ir 30 gadi, korozijas pieaugums būs

C22 = tc * V1 = 30 * 0,085 = 2,55mm

Ņemot vērā STO ROSTECHEXPERTIZE 10.001-2009 p.5.4.9. Punktu, ir pieņemts, ka V2 = 0.

C22 = tc * V2 = 30 * 0 = 0mm;

C2 = 2,55 + 0 = 2,55 mm.

Attiecībā uz Dn = 530 no tērauda 17G1S.

Sr = 2,47 mm; C1 = 0,8 mm; C2 = 2,55 mm.

Sreb = 2,47 + 0,8 + 2,55 = 5,82 mm.

Sulas aprēķinātās sienas biezuma noteikšanas formulas piemērojamība.
(s-c) / Da Pievienot komentāru

Cauruļu sienas spiediena aprēķins

UZSTĀDĪŠANA UZSTĀDĪŠANAI UN ĪPAŠIEM

BŪVNIECĪBAS DARBI (VNIImontazhspetsstroy)

pamatojoties uz tehnoloģiskā tērauda stiprību

cauruļvadi uz Ppie līdz 10 MPa

1986. gada 4. septembra Nr. 41 OD

Ieteicams publicēšanai ar PSRS Automobiļu izpētes un attīstības institūta Zinātniski pētnieciskā institūta zinātniskās un tehniskās padomes zinātniskās un tehniskās padomes instalācijas darbu montāžas nodaļas lēmumu.

Izstrādā tehnoloģisko tērauda cauruļvadu izturības aprēķināšanas normas un metodes, kuru izstrāde tiek veikta saskaņā ar "Tehniskā tērauda cauruļvadu Ppie līdz 10 MPa "(CH527-80).

Projektēšanas un būvniecības organizāciju inženiertehniskie un tehniskie darbinieki.

Izmantojot Rokasgrāmatu, ir jāņem vērā PSRS Valsts būvkomitejas žurnāla "Būvnoteikumu biļetens", "PSRS būvnormatīvu izmaiņu savākšana" un "Gosstandart" informācijas indeksa "PSRS valsts standarti" publicētās būvnormu un noteikumu un valsts standartu izmaiņas.

Rokasgrāmata ir paredzēta cauruļvadu stiprības aprēķināšanai, kas izstrādāti saskaņā ar "Tehniskā tērauda cauruļvadu Ppie līdz 10 MPa "(СН527-80) un kalpo šķidru un gāzveida vielu transportēšanai ar spiedienu līdz 10 MPa un temperatūru no mīnus 70 līdz plus 450 ° С.

Rokasgrāmatā norādītās metodes un aprēķini tiek izmantoti cauruļvadu un to elementu ražošanā, uzstādīšanā un kontrolē saskaņā ar GOST 1737-83 saskaņā ar GOST 17380-83, ar OST 36-19-77 līdz OST 36-26-77, ar OST 36-41 -81 saskaņā ar OST 36-49-81, ar OST 36-123-85 un SNiP 3.05.05.-84.

Pabalsts neattiecas uz cauruļvadiem, kas novietoti apgabalos ar seismiskumu 8 punkti vai vairāk.

Galvenie vēstules nosaukumi par daudzumu un to indeksiem ir doti pielikumā. 3 saskaņā ar ST SEV 1565-79.

Rokasgrāmatu izstrādāja PSRS "Montazhtazhspetsstroy Minmontazhspetsstroy" (Dr. B. B. Popovsky, Tehnisko zinātņu kandidāts RI Tavastsherna, AI Besmans, GM Khazhinsky) Visu Krievijas Pētniecības institūtu.

1. VISPĀRĪGI NOTEIKUMI

1.1. Tērauda fizikālās un mehāniskās īpašības jānosaka pēc projektēšanas temperatūras.

1.2. Cauruļvada paredzamā temperatūra jāņem līdz ar pārvadājamās vielas darba temperatūru saskaņā ar projekta dokumentāciju. Negatīvā darba temperatūrā par aprēķināto temperatūru jāuzskata 20 ° C, un materiāla izvēlei jāņem vērā minimālā temperatūra, kas tai atļauta.

1.3. Cauruļvada elementu izturības aprēķins jāveic saskaņā ar projektēto spiedienu P, kam seko papildu slodžu ietekmes pārbaude, kā arī izturības testēšana, ja ir izpildīti 1.18. Punkta nosacījumi.

1.4. Projektēšanas spiediens jāņem vienāds ar darba spiedienu saskaņā ar projekta dokumentāciju.

1.5. Aprēķinātās papildu slodzes un attiecīgie pārslodzes faktori jāņem saskaņā ar SNiP 2.01.07-85. Attiecībā uz papildu slodzēm, kas nav uzskaitītas SNiP 2.01.07-85, pārslodzes koeficients jāņem vienāds ar 1.2. Iekšējā spiediena pārslodzes koeficients ir vienāds ar 1,0.

PIEĻAUJAMĀ SPĪNES APRĒĶINĀŠANA

1.6. Pieļaujamais spriegums [s], aprēķinot elementus un cauruļvadu savienojumus statiskai izturībai, jāņem saskaņā ar formulu

1.7. Drošības faktori pagaidu rezistencei nb, izturības stiprība ny un ilgtermiņa spēks nz jānosaka pēc formulas:

1.8. Cauruļvada uzticamības koeficients g jāņem no tabulas. 1

Tiešsaistes kalkulators, lai aprēķinātu cilindriskās čaulas ar iekšējo spiedienu izpildāmo sienu biezumu.

Tiešsaistes kalkulators aprēķina minimālo aprēķināto sienu biezumu un cilindriskās čaulas izpildmehānisma biezumu saskaņā ar GOST-52857.2-2007 [1].

Dizaina sienas temperatūra T, ° С

Korpusa iekšējais diametrs D, mm

austenīta tērauds

austenīta ferīta tērauda klase

alumīnijs un tā sakausējumi

varš un tā sakausējumi

titāns un tā sakausējumi

pieļaujamā sprieguma noteikšana - standarta vērtība

[σ] = - pielāgota vērtība

ir aprēķinātā palielinājuma summa aprēķinātajam biezumam

aprēķinātā apvalka sienas biezuma noteikšana

izpildes apvalka sienas biezuma aprēķins

skaitlis tiek aprēķināts, lai pārbaudītu piemērojamības nosacījumus

Tiek veikta aprēķinu formulu izmantošanas nosacījumu pārbaude

Palīdzība projekta CAE-CUBE.ru attīstībai

Cienījamais vietnes apmeklētājs.
Ja jūs nevarat atrast to, ko meklējāt, noteikti rakstiet par to komentāros, kādai vietnei pašlaik trūkst. Tas mums palīdzēs saprast, kādā virzienā ir nepieciešams virzīties tālāk, un citi apmeklētāji drīzumā varēs iegūt vajadzīgo materiālu.
Ja vietne izrādījās noderīga Vama - dod CAE-CUBE.ru tikai projektam 2 ₽, un mēs zināsim, ka mēs virzāmies pareizajā virzienā.

Paldies, ka neesat iet caur

I. Procedūra minimālā apvalka sienas biezuma aprēķināšanai:

  1. Lai veiktu aprēķinu, ir jāievada projektētais spiediens p, projektētā temperatūra T, iekšējais diametrs D, attiecīgie pieaugumi līdz sienas biezumam c1, c2, c3 un garenvirziena metināšanas stiepes koeficients, kas parasti ir vienāds ar vienu. Ir arī jāizvēlas materiāla marka, no kuras izgatavo korpusu.
  2. Saskaņā ar ievadītajiem datiem programma automātiski aprēķina pieļaujamo spriegumu izvēlētajam materiālam aprēķinātajā temperatūrā, saskaņā ar GOST-52857.1-2007, vai arī jūs varat ievadīt savu vērtību. izvēloties atbilstošo iespēju.
  3. Aprēķina rezultātā tiešsaistes programma nodrošina izpildāmo un aprēķināto sienu biezumu, kā arī pārbauda formulu piemērojamības nosacījumus.
  4. Labajā pusē redzamais skaitlis norāda vajadzīgos izmērus.
  1. Izmantojot šo tiešsaistes kalkulatoru, jūs varat aprēķināt nepieciešamo minimālo sienas biezumu korpusam iekšējā spiediena iedarbībā saskaņā ar GOST-52857.2-2007, izmantojot zināmās konstrukcijas spiediena, projektēšanas temperatūras, iekšējā diametra un materiāla pakāpes vērtības.
  2. Pieļaujamās spriegumi tiek noteikti saskaņā ar GOST-52857.1-2007.

Cauruļu sienas spiediena aprēķins

Tērauda cauruļu izturības aprēķins

Tērauda cauruļvadu stresa aprēķins *

________________
* Modificēts izdevums, mod. N 1.


____________________________________________________________________
Salīdzināšanas teksts SP 33.13330.2012 ar SNiP 2.04.12-86, skatiet saiti.
- Ievērojiet datu bāzes ražotāju.
____________________________________________________________________

Ievads Datums 2013-01-01

1 IEŅĒMĒJS - Inženierzinātņu naftas un gāzes kompānija - Visu Krievu Pētniecības institūts cauruļvadu, degvielas un enerģijas objektu būvniecībai un ekspluatācijai (AS VNIIST)

2 IEVADS Tehniskā standartizācijas komiteja TC 465 "Būvniecība"

3 SAGATAVOTĀ PAR APSTIPRINĀŠANU AR ARHITEKTŪRAS, BŪVNIECĪBAS UN Pilsētas plānošanas politikas nodaļai

4 APSTIPRINĀTS ar Krievijas Federācijas Reģionālās attīstības ministrijas rīkojumu (Krievijas Reģionālās attīstības ministrija) 2011. gada 29. decembra N 621 un stājās spēkā 2013. gada 1. janvārī.

5 REĢISTRĒ Federālā aģentūra tehniskajam regulējumam un metroloģijai (Rosstandart). Kopuzņēmuma pārskatīšana 33.13330.2010 "SNiP 2.04.12-86 Tērauda cauruļvadu izturības aprēķins"

Ievads

1 Darbības joma


Šis noteikumu kopums attiecas uz tērauda cauruļvadiem (turpmāk tekstā - cauruļvadi) dažādiem mērķiem ar nominālo diametru līdz 1400 ieskaitot, paredzēts šķidrā un gāzveida materiāla transportēšanai ar spiedienu līdz 10 MPa un temperatūru no mīnus 70 ° C līdz plus 450 ° C ieskaitot, un komplekti prasības to spēka un stabilitātes aprēķināšanai.

2 Normatīvās atsauces


Šajā rokasgrāmatā ir atsauces uz šādiem reglamentējošiem dokumentiem:

3 Noteikumi un definīcijas


Pašreizējie noteikumu kopumi ar atbilstošām definīcijām tiek izmantoti šādi termini:

3.1 enkurs: ierīce, kas nodrošina cauruļvada konstrukcijas stāvokļa stabilitāti maršruta appludinātās iedaļās;

3.2. Cauruļvada balasta iekārta: ierīču cauruļvads, kas nodrošina tā konstrukcijas stāvokli maršruta appludinātajās daļās;

3.3. Minimālais sienas biezums: nominālā mīnus pielaide attiecībā uz cauruļu sienu biezumu;

3.4 nominālā caurules sienas biezums: caurules sienas biezums, ko aprēķina pēc iekšējā spiediena stiprības un noapaļo līdz tuvākajai lielākajai vērtībai, kas noteikta valsts standartos vai specifikācijās;

3.5 nominālais diametrs: apmēram vienāds ar cauruļvada iekšējo diametru, kas izteikts milimetros un atbilst tuvākajai vērtībai no noteikto kārtībā pieņemto skaitļu skaita (nav mērvienības), GOST 24856;

3.6. Darba spiediens: vislielākais pārspiediens konkrētā cauruļvada punktā visos cauruļvada stacionārajos ekspluatācijas režīmos, kas paredzēti projektā;

3.7. Cauruļvada konstrukcijas sieniņu biezums: Sienas biezums, kas noteikts, pamatojoties uz projektētās spiediena norādītajām vērtībām, caurules ārējo diametru un materiāla konstrukcijas pretestību;

3.8. Veidgabali: cauruļvada elementi, kas paredzēti, lai mainītu tās ass virzienu, no tā atdalītos zarus, mainītu tā diametru, sienas biezumu un blīvējumu (krāns, tee, savienojums, pārejas gredzens, dibens (spraudnis));

3.9. Elastīgais savilkums: Cauruļvada ass (vertikālajās vai horizontālajās plaknēs) apgriezts, neizmantojot krānus.

4 Apzīmējumi un saīsinājumi


Šajā noteikumā ir lietots sekojošais noteikums un saīsinājumi:

- attiecīgi stropes daļas un ķemmes šuves filtra platums;

- cauruļu un veidgabalu ārējais diametrs;

- ārējās diametra attiecīgi stumbras daļas un tees savienojuma filiāles;

- cauruļu iekšējais diametrs;

- iztrieces eliptiskas daļas augstums;

- saliekto loku elastības palielinājuma koeficients;

- aprēķinātais cauruļvada garenvirziena leņķa moments un spēks uz vienību garuma vienību;

- stresa intensitātes koeficients;

- darba (standarta) spiediens transportējamajā vidē;

- regulējama vēja slodze virszemes zemes cauruļvada garuma vienībā;

- regulējama ledus slodze;

- Regulējošā sniega slodze;

- regulējamā slodze uz pārvadājamā materiāla svaru;

- attiecīgi caurules un veidgabalu materiāla izturība pret pagaidu pretestību un izturību;

- attiecīgi caurules un veidgabalu materiāla regulējošā pretestība īslaicīgai pretestībai un izturībai;

- izejas izliekuma rādiuss;

- ceļa rādiuss;

- paredzamais cauruļu un veidgabalu sienu biezums;

- cauruļu veidgabalu nominālais sienas biezums;

- cauruļvada izolācijas (siltumizolācijas) pārklājuma biezums;

- cauruļvada darba apstākļu koeficients;

- slodzes drošības koeficients;

- caurules un veidgabalu materiāla pagaidu izturības koeficients normālā temperatūrā (20 ° С);

- izturības koeficients caurules un veidgabalu materiāla izturības stiprībai normālā temperatūrā (20 ° C);

- cauruļvadu atbildības uzticamības koeficients;

- Korekcijas koeficients cauruļvadu un veidgabalu materiāla drošībai aprēķinātajā darba temperatūrā laika pretestības aprēķinos;

- Caurules un veidgabalu materiāla uzticamības korekcijas koeficients aprēķinātajā darba temperatūrā, aprēķinot tecēšanas robežu;

- caurules un veidgabalu drošuma koeficients laika pretestības aprēķinos;

- pārvadāto vielu vidējais tilpums;

- cauruļu un veidgabalu stiprības koeficients;

- attiecīgi ķermeņa daļas ģeometriskie parametri, tees savienojuma un izejas filiāles;

- maksimālais gareniskais spriegums no projektēšanas slodzēm un triecieniem;

- maksimālais (šķiedras) kopējais gareniskais spriegums;

- aksiālais gareniskais spriegums no projektēšanas slodzēm un triecieniem;

- iekšējā spiediena parametrs, attiecīgi, galvenās daļas, tees savienojuma un izejas filiāles.

- augsts ūdens horizonts

5 Vispārīgi noteikumi

5.1. Cauruļvadiem vajadzētu izmantot cauruļvadus un veidgabalus, kas atbilst valsts standartu prasībām, un tie jāapstiprina ar pavaddokumentu (pasi vai sertifikātu). Ja nav norādīts dokuments, cauruļvadu un piederumu atbilstība valsts standartu prasībām ir jāapstiprina, pārbaudot paraugus apjomā, kas noteikts attiecīgo cauruļvadu normatīvajos dokumentos.

5.2 Cauruļvadu aprēķināšana izturībai un stabilitātei jāveic saskaņā ar stāvokļa ierobežošanas metodi, un tajā ietilpst cauruļu, tauļu, pāreju, līkumu un kontaktdakšu sienu biezuma noteikšana, veicot cauruļvada pieņemtā strukturālā risinājuma kalibrēšanu.

5.3. Cauruļvadu kalibrēšanas aprēķins jāveic ar nelabvēlīgu slodžu un ietekmes kombināciju īpaši pieņemtam dizaina lēmumam, izvērtējot attiecīgā cauruļvada garenisko un šķērsgriezumu izturību un stabilitāti.

5.4 Projektēšanas un darba dokumentācijā jauno un esošo tērauda cauruļvadu rekonstrukcijas laikā nav atļauts izmantot atjaunotas tērauda caurules.

6 slodzes un ietekme

6.1. Cauruļvadu aprēķināšana izturībai jāveic, ņemot vērā slodzes un ietekmi, kas rodas to būvēšanas, testēšanas un ekspluatācijas laikā.

Slodzes un ietekme

Cauruļvada nojaukšanas metode

Cauruļvada, piederumu un aprīkojuma neto svars

Svars un grunts spiediens (aizpildījums, krastmala)

Cauruļvadu pirmsspriegošana (elastīga liekšana noteiktā profilā, izplešanās locītavas pirms stiepšanās utt.)

Hidrostatisks ūdens spiediens

Transporta vidējais spiediens:

Vidējs svars:

Cauruļvada sienu temperatūras starpība

Nevienmērīgie augsnes deformācijas, kas nav saistīti ar tās struktūras izmaiņām (nogulumi, audzēšana utt.)

Atsevišķu sekciju pārvadājumi, cauruļvada izbūve, tīrīšanas iekārtu testēšana un izlaišana

Procesa traucējumi, pagaidu darbības traucējumi vai aprīkojuma sadalījums

Nevienmērīga zemes deformācijas, kopā ar izmaiņām tās struktūrā (dubļu plūsmu un zemes nogruvumus, kas zemes virsmas deformāciju un jomām mīnu karsta zonas; deformācijas iegrimšana augsnes mērcējot vai atkausēšanas mūžīgā sasaluma, uc).

6.3 Normatīvās slodzes no paša cauruļvada svara, vārstiem un izolācijas iekārtām no augsnes svara un spiediena jāņem saskaņā ar SP 20.13330 prasībām.

6.4. Cauruļvada iepriekšējās saspriegšanas ietekmes normatīvā vērtība (elastīga liekšana noteiktā profilā, izplešanās locītavas pirms stiepšanās, kad virszemes ieklāšana uc) jānosaka ar cauruļvada pieņemto konstruktīvo risinājumu.

6.5 Projekta ietvaros tiek noteikta standarta vērtība transportējamās vides spiedienam.

6.6 Transporta līdzekļa svara regulējošo slodzi cauruļvada vienības garumā nosaka pēc formulas

6.7 Tiek uzskatīts, ka normatīvā temperatūras starpība cauruļvadā ir vienāda ar starpību starp cauruļvada sienu maksimālo vai minimālo iespējamo temperatūru ekspluatācijas laikā un zemāko vai augstāko temperatūru, pie kuras ir noteikta cauruļvada projektēšanas shēma.

6.8 Regulējamā sniega slodze uz virszemes zemes cauruļvada garuma vienību jānosaka pēc formulas


kur ir vajadzīgs sniega sega svars uz 1 m no zemes horizontālās virsmas saskaņā ar SP 20.13330.

6.9. Ir jānosaka regulatīvā apledojuma slodze virszemes zemes cauruļvada garuma vienībā:


kur - virszemes ledus slodzes standarta vērtība, kas noteikta SP 20.13330.

6.10 Virszemes cauruļvada vienības garuma regulējošā vēja slodze, kas darbojas perpendikulāri tās vertikālajai vertikālajai plaknei, jānosaka ar formulu


kur statiskās un dinamiskās vēja slodzes komponenti jānosaka ar SP 20.13330, un vērtība jānosaka gan attiecībā uz struktūru ar vienmērīgi sadalītu masu un nemainīgu stingrību.

6.11. Nosakot slodzes un ietekmes normas, kas rodas atsevišķu sekciju transportēšanā, cauruļvada būvniecības laikā, tīrīšanas iekārtu testēšana un aizvākšana, projekts jānosaka atkarībā no šo darbu ražošanas un testēšanas metodēm.

6.12. Zemes un apakšzemes cauruļvadiem jāveic seismiskā ietekme saskaņā ar SP 14.13330.

6.13. Projektā jānosaka slodzes un ietekme, ko izraisa asus darbības procesa pārkāpumus, pagaidu darbības traucējumus un iekārtu sadalījumu, atkarībā no tehnoloģiskā darba režīma iezīmēm.

6.14 Kravas un sekas, kas nav vienotas deformācija daudz (nogulšņu dusulis, dubļu plūsmas, zemes nogruvumi, ieguves ietekmi, karsts, mērcēšanas iegrimšana zemes, mūžīgais sasalums un atkausēšanas, uc) jānosaka, pamatojoties uz augsnes apstākļu analīze un iespējamās izmaiņas šajā procesā cauruļvadu būvniecība un ekspluatācija.

6.15 Regulējošās slodzes un uzticamības koeficienti slodzēm no dzelzceļa un autoceļu ritošā sastāva jānosaka saskaņā ar SP 35.13330.

7. Caurules materiālu un veidgabalu konstrukcijas raksturlielumi.

7.2. Normatīvie pretestības koeficienti un tie būtu jāsaskaņo ar attiecīgi caurulītes un savienotājelementu materiāla pagaidu pretestības un izturības stiprības minimālajām vērtībām saskaņā ar valsts standartiem vai specifikācijām attiecībā uz caurulēm un veidgabaliem, kas noteikti normālā temperatūrā.

7.3. Materiāla un cauruļvadu un veidgabalu drošības faktoru vērtības jāņem no 2. un 3. tabulas.

7.6. Cauruļvada darbības koeficienta vērtības jāņem no 6. tabulas.

Cauruļu un veidgabalu raksturojums

Metinātie maloperlitnoy un bainitic tērauds Kontrolētas velmēšanas un termiski reinforced caurules izgatavotas sided kušņiem metināšanas saskaņā ar nepārtrauktu tehnoloģisko šuvi, ar pielaidi mīnus sienu biezums ir ne vairāk kā 5%, un pagājis 100% kontrole par nepārtrauktību parastā metāla un metinājuma nondestructive metodes

Metināti no normalizēta, termiski izturīga tērauda un kontrolēta tērauda, ​​ko ražo ar divpusēju iegremdējamu loka lokšņu metināšanu, izmantojot nepārtrauktu metināšanu un 100% kontrolē metināto savienojumu ar nesagraujošām metodēm

Metināti no standartizēta un karsti velmēta zemas leģētā vai oglekļa tērauda, ​​ko iegūst ar divvirzienu loka metināšanu un 100% metinātu savienojumu kontroli ar nesagraujošām metodēm; bezšuvju aukstums un karstuma veidošanās

Metināti no karsti velmēta zema leģētā vai oglekļa tērauda, ​​ko ražo ar divvirzienu loka metināšanu vai augstfrekvences strāvu; zīmogi un spiedogi; citas bezšuvju caurules un veidgabali

Cauruļu un veidgabalu raksturojums

Bezšuvju zemu oglekļa tēraudu modelis

Tērauda caurules un veidgabali

mīnus 40 - plus 20

Cauruļvada uzticamības koeficients pie pārvadāto barošanas standarta spiediena, MPa

Degošās gāzes, 500; lēnas degšanas un nedegošas (inertas) gāzes, 1000; viegli uzliesmojoši un viegli uzliesmojoši šķidrumi, 1000; lēni degoši un nedegoši šķidrumi, 1200

Degošās gāzes; lēnas degšanas un nedegošas (inertas) gāzes, 1200; viegli uzliesmojoši un viegli uzliesmojoši šķidrumi, 1200; lēni degoši un nedegoši šķidrumi, 1400

Degošās gāzes, 1200; lēni degošas un neuzliesmojošas (inertas) gāzes, 1400; viegli uzliesmojoši un viegli uzliesmojoši šķidrumi, 1400

Transportējamās vides raksturojums

Kaitīgs (1. un 2. bīstamības klase), degošās gāzes, arī sašķidrinātas

Uzliesmojoši un viegli uzliesmojoši šķidrumi; kaitīga (3. bīstamības klase) un nedegošas un nedegošas (inertas) gāzes

Lēni degoši un nedegoši šķidrumi

Piezīme. Bīstamo vielu bīstamības klase jānosaka saskaņā ar GOST 12.1.007.

7.7. Šķiedru savienojumi, kas savieno caurules un savienotājelementus starp tiem, kas izgatavoti ar jebkura veida metināšanu un ir nokļuvuši kvalitātes kontrolē ar nesagraujošām metodēm, ir līdzvērtīgi to savienojumu elementu atbilstošo konstrukcijas pretestību mazākajām vērtībām, kuras ir saistītas ar konstrukciju.

8. Cauruļu sienu biezuma un veidgabalu noteikšana.

8.2 Cauruļvadiem ar sienu biezumu, kas noteikts saskaņā ar šo noteikumu kodeksu, nav atļauts transportēt nesējus, kas izraisa kodīgu iedarbību uz metāla un metināto cauruļu savienojumiem, ja vien projekts nesniedz risinājumus, lai pasargātu tos no korozijas (pretkorozijas pārklājumi, inhibitori utt.).

8.3. Caurules un veidgabali, kuru projektēšanas risinājumi norādīti A papildinājumā, ir jāizmanto:


kur - ceļu locītavām;

Tees savienojumi [sk formula (8)]

metināti bez pastiprinātājiem

metināti, pastiprināti apšuvumi

bezšuvju un apzīmogota

8.4. Attiecībā uz pazemes cauruļvadiem, kuru attiecība ir 0,015 vai augstāka par 3 m vai mazāka par 0,8 m, nosacījums


Vērtības un (aprēķinātais spēka un lieces moments vienības garuma caurules gareniskajā daļā) jānosaka, ņemot vērā augsnes izturību pret augsnes spiediena kopējo ietekmi, slodzi virs dzelzceļa un automašīnu ritošā sastāva caurules, gruntsūdeņu iespējamo vakuumu un hidrostatisko spiedienu.

Saliekt [skatīt formula (8)]

9 Pārbaudīt cauruļvadu izturību un stabilitāti

9.1 Cauruļvada verifikācijas aprēķins izturībai un stabilitātei tiek veikts pēc tā galveno izmēru izvēles, ņemot vērā visas konstrukcijas slodzes un ietekmi uz visiem konstrukcijas gadījumiem.

9.2. Spēku noteikšana no konstrukcijas slodzēm un ietekmes, kas rodas atsevišķos cauruļvadu elementos, jāveic, izmantojot strukturālās mehānikas metodes, lai aprēķinātu statistiski nenosakāmu pamattīklu.

9.3. Cauruļvada dizaina shēmai jāatspoguļo tās darba faktiskie apstākļi.

9.4. Stacionāras, nenosakāmas, plakanas vai telpiskas, vienkāršas vai sazarotas pamatvirsmas ar dažādu stingrību jāuzskata par cauruļvada projektēšanas shēmu, ņemot vērā cauruļvada mijiedarbību ar palīgierīcēm un vidi (to novietojot tieši zemē). Tajā pašā laikā krānu un trīskāršo locītavu elastības palielināšanas koeficientus nosaka saskaņā ar 9.5. Un 9.6. Punktu, spriegumu pastiprināšanas koeficienti - saskaņā ar 9.7.

9.6. Trīskāršo savienojumu elastības koeficients ir vienāds ar vienību.

9.7 Jāizņem stresa intensifikācijas faktoru vērtības:

1. attēls - grafiks slīpēto un metināto līkņu elastības pieauguma koeficienta vērtību noteikšanai

2. attēls - stresa intensifikācijas koeficienta vērtību noteikšanas grafiks

Vērtības tiek ņemtas saskaņā ar grafiku 2. attēlā, atkarībā no T-locītavas parametriem, ko nosaka pēc formulas:

9.8 Armatūra, kas atrodas uz cauruļvada (krāni, aizbīdņi, pretvārsti utt.) Projektēšanas shēmā jāuzskata par cietu, deformējamu korpusu.

9.9. Cauruļvadi pazemes un virs zemes (bez taras) jāpārbauda uz stiprību, deformējamību un vispārējo stabilitāti garenvirzienā un pret pacelšanos.

9.10. Pazemes un virszemes (krastmalu) cauruļvadu izturības pārbaude gareniskajā virzienā jāveic no nosacījuma


kur - koeficients, ņemot vērā caurules metāla divu pakāpju stāvokli, ar izturību pret aksiālo garenisko spriegumu (0), ko uzskata par vienādu ar vienu, ar spiedienu (0), ko nosaka ar formulu

9.11. Garenvirziena asiĦu spriegumus nosaka pēc projektēšanas slodzēm un triecieniem, ņemot vērā metāla elastīgās plastmasas darbus. Projektēšanas shēmā jāatspoguļo cauruļvada darba apstākļi un tā mijiedarbība ar zemi.

9.12. Lai novērstu nepieņemamas pazemes un virszemes (krastmalu) cauruļvadu plastmasas deformācijas, ir jāpārbauda stāvoklis


kur - koeficients, ņemot vērā metāla caurules divu pakāpju stresa stāvokli; ar stiepes garenvirziena spriegumiem (0), ko uzskata par vienu, ar spiedienu (0) - nosaka pēc formulas

9.13 Maksimālo (šķiedru) kopējo garenisko spriegumu nosaka no visiem (ņemot vērā to kombināciju) regulējošās slodzes un triecienus, ņemot vērā cauruļvada šķērsenisko un garenisko kustību. Nosakot kontaktligzdas stingrību un sprieguma stāvokli, ir jāņem vērā tā saskarnes ar cauruli apstākļi un iekšējā spiediena ietekme.

9.14. Cauruļvada vispārējās stabilitātes pārbaude garenvirzienā sistēmas mazākās stingrības plaknē jāveic no nosacījuma

9.15. Ekvivalentais gareniskais aksiālais spēks cauruļvada šķērsgriezumā jānosaka pēc projektētās slodzes un trieciena, ņemot vērā cauruļvada garenisko un šķērsvirziena kustību.

9.16. Cauruļvada posteņa (balastēšanas) stabilitāte, kas novietota uz maršruta appludinātām iedaļām, būtu jāpārbauda atsevišķām sekcijām (atkarībā no konstrukcijas apstākļiem) atbilstoši nosacījumiem


kur - kopējā konstrukcijas slodze cauruļvadā, kas darbojas uz augšu, ieskaitot elastīgo pretestību, veicot brīvu saliekšanu;

caur purviem, palienēm, rezervuāriem bez strāvas, applūdušas un applūdušas teritorijas GVV 1% drošības robežās

upju kanāli pāri upēm ar platumu līdz 200 m vidēji zemā līmenī, ieskaitot piekrastes zonas zemūdens tehnisko darbu robežās

upes un rezervuāri, kuru platums pārsniedz 200 m, kā arī kalnu upes

naftas cauruļvadi un naftas cauruļvadi, kuru izvadīšana un produktu nomaiņa ar gaisu ir iespējama

9.17. Neņemt vērā cauruļvadu aizbēruma svaru uz upes gultnes un rezervuāra krustojumiem. Aprēķinot cauruļvada un naftas cauruļvadu stāvokļa stabilitāti, kas novietoti uz applūdušajām zonām, tiek ņemta vērā augsnes uzglabāšanas jauda.


kur ir enkura skaits vienā enkurvietā;


- aprēķināto enkura nestspēju no bāzes augsnes nestspējas stāvokļa, ko nosaka no stāvokļa


- viena horizontālās plaknes izvirzījuma izmēra maksimālā lineārā dimensija;

9.19 Augstākie (atvērtie) cauruļvadi jāpārbauda stiprības, gareniskās stabilitātes un izturības (svārstības vēja plūsmā).

9.20 Virszemes cauruļvadu izturības pārbaude jāveic no stāvokļa


kur - koeficients, ņemot vērā metāla caurules divu pakāpju stresa stāvokli; ar stiepes garenvirziena spriegumiem (0), ko uzskata par vienu, ar spiedienu (0) - nosaka pēc formulas (ņemot vērā 1., 2. piezīmi)

1 Ja jāņem vērā aprēķinātā pretestība, tad formulā (25).

9.21 Maksimālais kopējais šķiedru garenvirziena spriegums, kas rodas no konstrukcijas slodzēm un triecieniem sijas, kapenes, piekārtiem un izliektiem virszemes cauruļvadiem, jānosaka, ņemot vērā cauruļvadu kā galveno sistēmu.

9.22. Nosakot garenvirziena spēkus un lieces momentus virszemes cauruļvados, jāņem vērā izmaiņas konstrukcijas shēmā atkarībā no cauruļvada uzstādīšanas metodes. Liekšanas momenti cauruļvadu bezkompensācijas pārejās jānosaka, ņemot vērā garenisko un šķērsvirziena izliekumu. Virszemes cauruļvadu aprēķins jāveic, ņemot vērā cauruļvada kustības blakus esošajās cauruļvadu pazemes daļās.

9.23. Virszemes cauruļvadu sijas sistēmas jāaprēķina, ņemot vērā balstu berzi, ar mazāku vai lielāku no iespējamām berzes koeficienta vērtībām, atkarībā no tā, kas ir bīstamāks šim konstrukcijas gadījumam.

9.24. Caurules, siksnas, izliektas un piekārtas sistēmas cauruļvadiem ar uztverto cauruļvada izkliedi jāprojektē tā, lai tās gareniskā stabilitāte būtu vismazākā sistēmas stingrības plaknē.

9.25. Vēja ātrumā, kas izraisa cauruļvada svārstības ar frekvenci, kas ir vienāda ar dabisko svārstību biežumu, ir nepieciešams veikt cauruļvadu kalibrēšanas aprēķinu rezonansei.

9.26 Pašu pamatnes, pamatnes un paši aprēķini jāveic, ņemot vērā nesošās stiprības (spēka un stabilitātes) vai normālas darbības nepieņemamību, kas saistīta ar to elementu iznīcināšanu vai nepieļaujami lielām deformācijām, atbalsta daļām, starplaikiem vai cauruļvadiem.

9.27. Atbalsti (ieskaitot pamatnes un pamatus) un palīgierīces jāuzskaita vertikālajam un horizontālajam (gareniskajam un šķērseniskajam) spēkiem, ko pārraida cauruļvads un palīgkonstrukcijas, ko nosaka pēc konstrukcijas slodzēm un ietekmes visnevarīgākajās to kombinācijās, ņemot vērā iespējamos balstu pārvietojumus un atbalsta daļas ekspluatācijas laikā.

9.28 Atkarībā no pieņemtās uzstādīšanas sistēmas un kompensācijas par cauruļvadu garenvirziena deformācijām, ņemot vērā izturību pret cauruļvada kustību uz balstiem, jānosaka slodzes uz balstiem, kas izriet no vēja ietekmes un cauruļvadu garuma izmaiņu ietekmes caurules iekšējo spiediena un temperatūras izmaiņu ietekmē.

9.29 Augstāko zemes siju cauruļvadu sistēmu fiksēto (mirušo) stiprinājumu slodzēm jābūt vienādām ar to spēku summu, kas tiek pārsūtīti uz blakus esošo cauruļvadu sekciju atbalstu, ja šie centieni tiek virzīti vienā virzienā, un centienu atšķirībām, ja šie centieni ir vērsti dažādos virzienos. Pēdējā gadījumā mazāko no slodzēm ņem ar koeficientu, kas vienāds ar 0,8.

9.30. Sliežu virszemes cauruļvadu gareniski kustīgiem un brīvi pārvietojamiem atbalstiem jābalstās uz vertikālās slodzes un horizontālo spēku vai konstrukcijas pārvietojumu kombinēto efektu (ar fiksētu cauruļvadu piestiprināšanu pie balsta, kad tas pārvietojas plaukta izliekuma dēļ). Nosakot horizontālos spēkus mobilajos balstos, ir jāņem maksimālais berzes koeficienta lielums.

9.31. Aprēķinot izliektu sistēmu stiprinājumus, piekāršanas sistēmu un citu sistēmu stiprinājumu balsts, ir jāaprēķina apgāšanās un pārvietošanas iespēja.

9.32 Cauruļvada stiprības aprēķins attiecībā uz seismisko iedarbību jāveic:

9.33. Cauruļvadi jāizstrādā pamata un īpašām slodžu kombinācijām saskaņā ar SP 14.13330.

Cauruļvada aprēķins

Mehāniskais aprēķins

Mehāniskā aprēķina mērķis ir aprēķināt maģistrālo cauruļvadu stiprumu, t.i. cauruļvada sieniņu biezuma noteikšana, spriegumi cauruļvadā un tā pārbaude.

Cauruļvada sienas biezuma aprēķins

Metāla caurules aprēķinātā pretestība tiek noteikta pēc formulas.

I un II kategorijai:

III un IV kategorijai:

kur: R1 n - standarta pretestība metāla caurules stiepšanai (saspiešanai). (Pieņemts saskaņā ar 1. pielikumu, tērauda kategorija 13G1S-U, Vyksa rūpnīca - 54 0 MPa)

m ir cauruļvada darba apstākļu koeficients, kas ņemts I un II kategorijā, m = 0,75; III un IV kategorijai, m = 0,9 (m tiek ņemts saskaņā ar 2. papildinājumu)

uz1 un uzn - cauruļvada materiāla un nolūka uzticamības koeficienti, mēs uzņemamies pieteikumu uz1 = 1, 4; uzn = 1,05 (līdz1- ņemti 3. pielikumā uzn - Pieņemam pieteikumu 4)

Cauruļvada aprēķināto sienu biezumu nosaka pēc formulas:

I un II kategorijai:

III un IV kategorijai:

kur: - slodzes uzticamības koeficients (ņemts saskaņā ar 5. papildinājumu);

Р - iekšējais darba spiediens MPa; (par uzdevumu);

Dn - ārējais diametrs mm (pēc pasūtījuma);

R1; R2 - metāla cauruļu konstrukcijas stiepes izturība, MPa

Nosakiet garenisko aksiālo saspiešanas spriegumu:

I un II kategorijai:

III un IV kategorijai:

kur: 1 - ārējā gaisa temperatūra cauruļvada novietošanai, 0С

temperatūras starpība, 0 С

t0 - zemes temperatūra, 0 С (pēc uzdevuma)

d ir caurules iekšējais diametrs, mm

Tērauda fizikālās īpašības:

b - lineārais izplešanās koeficients, kas vienāds ar 1,2? 10 -5 1/0 С

E ir cauruļvada materiāla elastības modulis, kas ir vienāds ar 2.1 × 10 5 MPa (6. papildinājums);

m ir Puasona plastmasas pakāpes šķērsgriezuma deformācijas koeficients 0,3 (6. papildinājums).

Nosakiet koeficientu, ņemot vērā cauruļu divu pakāpju stresa stāvokli

I un II kategorijai:

III un IV kategorijai:

Sienas biezumu, ņemot vērā garenisko aksiālo saspiešanas spriegumu, nosaka:

Aprēķinam mēs ņemam cauruļvada minimālo sienu biezumu d = 10mm

Caurules stiprības aprēķins

Ar balstiem, plauktiem, kolonnām, tērauda cauruļu un čaulu konteineriem mēs saskaramies pie katra posma. Apakšējā caurules profila izmantošanas platība ir neticami plaša: no zemmātes ūdens caurulēm, žogu posmiem un pīķu balstiem līdz maģistrālo naftas vadu un gāzes vadiem.

. milzīgas kolonnas ēkās un būvēs, ēkas no dažādām iekārtām un tvertnēm.

Caurulei, kurai ir slēgta cilpa, ir viena ļoti svarīga priekšrocība: tam ir daudz lielāka stingrība nekā kanālu atveramās daļas, leņķi un C-profili ar vienādiem gabarītiem. Tas nozīmē, ka cauruļu konstrukcija ir vieglāka - to svars ir mazāks!

No pirmā acu uzmetiena ir visai vienkāršs aprēķināt caurules stiprību ar pielietoto aksiālo spiedes slodzi (praksē diezgan izplatīta shēma) - tā sadalīja slodzi šķērsgriezuma laukumā un salīdzināja iegūto spriegumu ar pieļaujamām. Ar cauruļu stiepes izturību tas būs pietiekami. Bet ne kompresijas gadījumā!

Pastāv jēdziens - "vispārējās ilgtspējības zaudēšana". Šis "zaudējums" jāpārbauda, ​​lai izvairītos no vēlākiem nopietniem zaudējumiem, kas ir citādi. Šeit varat uzzināt vairāk par vispārējo ilgtspējību. Speciālisti - dizaineri un dizaineri labi apzinās šo brīdi.

Bet ir vēl kāda veida lūzums, ko daudzi cilvēki nekontrolē - vietējie. Tas ir tad, kad cauruļu sienas stingums "beidzas", kad slodzes tiek pielietotas pirms korpusa kopējās stingrības. Siena "saplīst" tā, it kā tā būtu, iekšpusē, un šajā vietējā rindu sekcija būtiski deformējas salīdzinājumā ar oriģinālo apļveida formu.

Tālāk piedāvātā programma veic cauruļvada visaptverošu verifikāciju, kas iztur spēku un stabilitāti programmā Excel, ja tiek pakļauta ārējai slodzei un spiedienam uz apļveida apvalka.

Atsauces: apaļais apvalks ir loksne, kas velmēta cilindrā, caurules gabals bez dibena un vāciņa.

Aprēķins programmā Excel ir balstīts uz materiāliem GOST 14249-89 "Kuģi un aparāti". Spēka aprēķināšanas normas un metodes. (Izdevums (2003. gada aprīlis) ar grozījumu (IUS 2-97, 4-2005)).

Cilindru apvalks. Aprēķins programmā Excel.

Programma tiks aplūkota vienkāršā, bieži uzdotajā interneta jautājumu piemērā, piemērā: "Cik daudziem vertikālās slodzes kilogramiem vajadzētu novietot 3 metru atbalstu no 57. caurules (St3)?"

Bāzes līnija:

Pirmo 5 sākotnējo parametru vērtības jāņem no GOST 14249-89. Saskaņā ar piezīmēm šūnām, tās ir viegli atrodamas dokumentā.

Cauruļu izmēri ir ierakstīti šūnās D8 - D10.

Šūnās D11-D15 lietotājs norāda slodzes, kas iedarbojas uz cauruli.

Ja no korpusa iekšpuses tiek pielikts pārspiediens, ārējā pārspiediena vērtība ir jānosaka nullei.

Tāpat, nosakot pārspiedienu ārpus caurules, iekšējā pārspiediena vērtība būtu jāņem par nulli.

Šajā piemērā caurulei tiek uzlikts tikai centrālais aksiālais spiedes spēks.

Uzmanību. Kolonnas "Vērtības" šūnu piezīmēs ir atsauces uz atbilstošajiem lietojumu numuriem, tabulām, zīmējumiem, punktiem, formulas GOST 14249-89.

Aprēķina rezultāti:

Programma aprēķina slodzes koeficientus - faktiskās slodzes attiecību pret pieļaujamo. Ja iegūtais koeficienta lielums ir lielāks par vienu, tas nozīmē, ka caurule ir pārslogota.

Principā lietotājam ir nepieciešams redzēt tikai pēdējo aprēķinu rindu - kopējo slodzes kopējo koeficientu, kurā ņemta vērā visu spēku, momenta un spiediena kopējā ietekme.

Saskaņā ar pielietoto GOST standartu St3 cauruļvadu ø57 × 3.5 ar garumu 3 metrus ar noteikto piestiprināšanas modeli galiem, kas "spēj pārvadāt" 4700 N vai 479,1 kg centrāli pielietotās vertikālās slodzes ar atstarpi

Bet slodze no asīm jāpārvieto līdz caurules sekcijas malai - par 28,5 mm (kas praksē faktiski var rasties) parādīsies brīdis:

M = 4700 * 0,0285 = 134 Nm

Un programma dos rezultātus, kas pārsniedz pieļaujamās slodzes par 10%:

Nepalaidiet uzmanību drošībai un stabilitātei!

Viss - Excel ir pabeigts caurules izturības un stabilitātes aprēķins.

Secinājums

Protams, piemērojamais standarts nosaka normas un metodes, kas īpaši attiecas uz kuģu un aparātu elementiem, bet kas mums liedz paplašināt šo tehniku ​​arī citās jomās? Ja jūs saprotat šo tēmu, un GOST raksturīgais krājums, uzskatiet to par pārāk lielu, lai saglabātu jūsu situāciju - nomainiet stabilitātes koeficienta n vērtībuy no 2,4 līdz 1,0. Programma veiks aprēķinu, neņemot vērā nekādus krājumus.

Vērtība 2,4, ko izmanto kuģu darba apstākļiem, var kalpot kā ceļvedis citās situācijās.

No otras puses, ir acīmredzams, ka, aprēķinot atbilstoši kuģu un aparatūras standartiem, cauruļu stendi darbosies ļoti labi!

Piedāvātais Excel caurules stiprības aprēķins ir vienkāršs un daudzpusīgs. Izmantojot programmu, jūs varat pārbaudīt gan cauruļvadu, kuģi, gan stendu, un atbalstu - jebkuru daļu, kas izgatavota no tērauda apaļās caurules (korpusa).

Ievērojot autora darbu, lūdzu, lejupielādējiet failu ar programmu pēc tam, kad esat parakstījies uz paziņojumiem par izstrādājumiem logā, kas atrodas lapas augšdaļā vai raksta beigās!

Caurules stiprības aprēķins - 2 vienkāršie cauruļu konstrukciju aprēķina piemēri

Mājas rāmis šajā piemērā ir izgatavota no formas caurules

Parasti, kad caurules tiek izmantotas ikdienas dzīvē (kā rāmis vai jebkuras struktūras atbalsta daļas), tad uzmanība netiek pievērsta stabilitātes un izturības jautājumiem. Mēs zinām, ka slodze būs maza, un nav nepieciešami izturības aprēķini. Taču zināšanas par spēku un stabilitātes novērtēšanas metodoloģiju noteikti nav lietis, tomēr labāk ir pārliecināties par ēkas uzticamību, nekā paļauties uz laimīgu notikumu.

Kad jums ir nepieciešams aprēķins spēks un stabilitāte?

Izturības un stabilitātes aprēķins visbiežāk ir vajadzīgs būvniecības organizācijām, jo ​​tām jāpamato pieņemtais lēmums, un galīgās struktūras izmaksu pieauguma dēļ nav iespējams izveidot stingru rezervi. Protams, neviens sagaida sarežģītu dizainu, protams, jūs varat izmantot to pašu SCAD vai LIRA CAD aprēķināšanai, bet jūs varat arī aprēķināt vienkāršus dizainus ar savām rokām.

Tā vietā, lai aprēķinātu manuāli, jūs varat izmantot dažādus tiešsaistes kalkulatorus, parasti tiek piedāvātas vairākas vienkāršākās aprēķinu sistēmas, jūs varat izvēlēties profilu (ne tikai cauruli, bet arī I-sijas, kanālu bāzes). Norādot slodzi un norādot ģeometriskās īpašības, persona saņem maksimālās novirzes un šķērsvirziena spēka vērtības un lieces momentu bīstamā sadaļā.

Vienkārša kalkulatora piemērs, lai aprēķinātu

Principā, ja jūs veidojat vienkāršu pakavu virs lieveņa vai izgatavojat margas kāpnēm mājās no profila caurules, tad jūs varat iztikt bez aprēķiniem. Bet vēl labāk pavadīt dažas minūtes un novērtēt - vai jūsu rāmja kravnesība uz nojumes vai pīlāriem būs pietiekama.

Ja jūs precīzi ievēroat aprēķināšanas noteikumus, tad saskaņā ar SP 20.13330.2012 vispirms ir jānosaka šādas slodzes:

  • konstante - tas nozīmē pašu svaru konstrukcijai un cita veida slodzēm, kas ietekmēs visu ekspluatācijas laiku;
  • pagaidu ilgtermiņa - mēs runājam par ilgstošu iedarbību, bet laika gaitā šī slodze var pazust. Piemēram, aprīkojuma svars, mēbeles;
  • īstermiņa - kā piemēru, mēs varam piešķirt sniega sega svars uz jumta / viziera virs lieveņa, vēja iedarbība utt.;
  • īpašas - tās, kuras nevar prognozēt, var būt zemestrīce un cauruļvada mašīnu statnis.

Saskaņā ar to pašu standartu stiepes un stabilitātes cauruļvadu aprēķins tiek veikts, ņemot vērā visu iespējamo nelabvēlīgo kravu kombināciju. Vienlaikus šādi cauruļvada parametri tiek noteikti kā pašas cauruļvada sienas biezums un adapteri, tējas un kontaktdakšas. Aprēķins atšķiras atkarībā no tā, vai cauruļvads iet zem vai virs zemes.

Ikdienas dzīvē, kas sarežģī jūsu dzīvi, noteikti to nav vērts. Ja jūs plānojat vienkāršu konstrukciju (iežogojuma vai vainaga konstrukciju, no caurulēm tiks uzcelta lapene), tad nav nekādas jēgas manuāli nolasīt kravnesību, slodze joprojām būs niecīga un pietiekama drošības robeža. Pat 40x50 mm caurulē ar galvu ir pietiekami daudz nojumes vai plauktiem nākotnes eiropeiskai izmantošanai.

Foto ir diezgan vienkāršs dizains. Jūs varat iztikt bez aprēķiniem

Lai novērtētu kravnesību, varat izmantot gatavas tabulas, kurās, atkarībā no spraugas garuma, ir norādīta maksimālā slodze, ko caurule var izturēt. Šajā gadījumā jau ir ņemts vērā pašu cauruļvada svars, un slodze tiek uzrādīta koncentrēta spēka formā, kas tiek pielietota gar sparu centrā.

Piemēram, cauruļvada 40x40 ar sienu biezumu 2 mm, kura garums ir 1 m, var izturēt slodzi 709 kg, bet ar platuma palielināšanos līdz 6 m, maksimālā pieļaujamā slodze tiek samazināta līdz 5 kg.

Pieļaujamā slodze atkarībā no spraugas garuma

No šejienes un pirmā nozīmīgā piezīme - nepadariet pārāk lielus garus, tas samazina pieļaujamo slodzi uz to. Ja jums ir nepieciešams aptvert lielu attālumu, uzstādiet pārsegu, palieliniet pieļaujamo slodzi uz staru.

Vienkāršāko dizainu klasifikācija un aprēķināšana

Principā ir iespējams izveidot jebkādas sarežģītības un konfigurācijas konstrukciju no caurulēm, bet ikdienas dzīvē tiek izmantotas tipiskas shēmas. Piemēram, staru shēma ar stingru nostiprinājumu vienā galā var tikt izmantota kā atbalsta modelis nākotnes žogu postenim vai atbalstam zem carport. Tātad, ņemot vērā 4-5 standarta shēmu aprēķinu, mēs varam pieņemt, ka lielākā daļa uzdevumu privātajā būvniecībā tiks atrisināti.

Cauruļu darbības joma atkarībā no klases

Nosakot nomas diapazonu, jūs varat saskarties ar tādiem jēdzieniem kā cauruļu stiprības grupa, spēka klase, kvalitātes klase utt. Visi šie rādītāji ļauj uzreiz uzzināt produkta mērķi un vairākas tā īpašības.

Tas ir svarīgi! Viss, kas tiks apspriests tālāk, attiecas uz metāla caurulēm. Attiecībā uz PVC, arī polipropilēna caurulēm, protams, ir iespējams noteikt stiprību, stabilitāti, bet, ņemot vērā relatīvi vieglos darba apstākļus, nav nekādas jēgas minēt šādu klasifikāciju.

Tā kā metāla caurules darbojas spiediena režīmā, dažkārt var rasties hidrauliskie triecieni, jo īpaši svarīgi ir izmēru stabilitāte un ekspluatācijas slodžu atbilstība.

Piemēram, saskaņā ar kvalitātes grupām var atšķirt 2 cauruļvadu veidus:

  • A klase - tiek kontrolēti mehāniskie un ģeometriskie indikatori;
  • D klase - pretestība pret ūdens āmuru ir arī ņemta vērā.

Cauruļu velmējumu var sadalīt klasēs atkarībā no mērķa, šajā gadījumā:

  • 1. klase - saka, ka noma var tikt izmantota ūdens un gāzes piegādes organizēšanai;
  • 2. pakāpe - norāda paaugstinātu pretestību spiedienam, ūdens āmuru. Šāda noma jau ir piemērota, piemēram, autoceļu būvei.

Spēka klasifikācija

Cauruļu stiprības klases tiek piešķirtas atkarībā no pagaidu stiepes izturības, ko parāda sienas metāls. Marķējot, jūs varat tūlīt novērtēt cauruļvada stiprību, piemēram, apzīmējums K64 nozīmē sekojošo: burts K norāda, ka tā ir stiprības pakāpe, skaitlis norāda uz īslaicīgo stiepes izturību (vienības kg ∙ s / mm2).

Minimālais stiprības rādītājs ir 34 kg ∙ s / mm2, un maksimālais lielums ir 65 kg ∙ s / mm2. Tajā pašā laikā caurules stiprības klase tiek izvēlēta, pamatojoties ne tikai uz metāla maksimālo slodzi, bet arī tiek ņemti vērā ekspluatācijas apstākļi.

Ir vairāki standarti, kas raksturo prasības attiecībā uz cauruļvadu stiprību, piemēram, velmējamajiem izstrādājumiem, ko izmanto gāzes un naftas cauruļvadu būvniecībā, kas atbilst GOST 20295-85.

Cauruļu marķēšanas piemēri

Papildus spēka klasifikācijai, atkarībā no cauruļu tipa ievieš atdalīšanu:

  • 1. tips - taisnas līnijas (kontaktsmetināšana tiek izmantota ar augstfrekvences strāvu), diametrs ir līdz 426 mm;
  • 2. tips - spirāle;
  • 3. tips - taisna līnija.

Arī caurules var atšķirties tērauda sastāvā, augstas stiprības tērauds tiek ražots no zema leģētā tērauda. Oglekļa tēraudu izmanto velmēta tērauda ražošanai ar stiprības klasi K34 - K42.

Attiecībā uz fizikālajām īpašībām stiprības klases K34 stiepes izturība ir 33,3 kg ∙ s / mm2, pieļaujamā izturība ir vismaz 20,6 kg s / mm2, un relatīvais pagarinājums nav lielāks par 24%. Vērienīgākajai K60 caurulei šie skaitļi jau ir attiecīgi 58,8 kg ∙ s / mm2, 41,2 kg ∙ s / mm2 un 16%.

Cauruļu stiprības klases raksturojums

Tipisko shēmu aprēķins

Privātajā būvniecībā neizmanto sarežģītas konstrukcijas no caurulēm. Viņi vienkārši ir pārāk grūti radīt, un to vispār nav nepieciešams. Tātad, veidojot kaut ko sarežģītāku trīsstūrveida fermu (zem kolonnu sistēmas), jūs, visticamāk, nerisināsit.

Jebkurā gadījumā visus aprēķinus var izdarīt ar rokām, ja neesat aizmirsuši materiālu pamatus un struktūras mehāniku.

Konsoles aprēķins

Konsole - parastais stingrs, stingri fiksēts vienā pusē. Piemēram, jūs varat novietot kolonnu zem žoga vai caurules gabala, ko jūs piestiprinājāt pie mājas sienas, lai izveidotu vainagu pār lievenis.

Principā slodze var būt jebkas, tas var būt:

  • vienots spēks, kas tiek pielietots vai nu konsoles malā, vai kaut kur span;
  • vienmērīgi sadalīts visā garumā (vai atsevišķā staru kūļa daļā);
  • slodze, kuras intensitāte mainās atkarībā no likuma;
  • arī uz konsoles var darboties spēku pāris, kas izraisa staru liekšanos.

Ikdienas dzīvē visbiežāk ir jārisina sijas slodze ar vienības spēku un vienmērīgi sadalītu slodzi (piemēram, vēja slodze). Vienmērīgi sadalītas slodzes gadījumā maksimālais lieces moments tiks novērots tieši pie cieta blīvējuma, un tā vērtību var noteikt ar formulu

kur M ir lieces moments;

q ir vienmērīgi sadalītas slodzes intensitāte;

Attiecībā uz koncentrētu spēku, kas pielikts konsolē, nekas nav jāņem vērā - lai noskaidrotu maksimālo staru kūļa momentu, pietiek ar spēka lieluma palielināšanu uz pleca, t.i. formula izskatīsies

Maksimālie momenti, kad konsoles slodze ir koncentrēta un sadalīta slodze

Visi šie aprēķini ir vajadzīgi vienīgi nolūkā - lai pārbaudītu, vai staru stiprība būs pietiekama ekspluatācijas slodzēm, to prasa jebkura instrukcija. Aprēķinot, ir nepieciešams, lai iegūtā vērtība būtu zemāka par galīgās izturības atsauces vērtību, vēlams, lai būtu vismaz 15-20% starpība, tomēr ir grūti paredzēt visu veidu slodzi.

Lai noteiktu maksimālo stresu bīstamajā sadaļā, izmantojiet formulas formulu

kur σ ir spriegums bīstamajā daļā;

Mmax ir maksimālais lieces moments;

W ir šķērsgriezuma izturības moments, atsauces vērtība, lai gan to var aprēķināt manuāli, bet tas ir labāk, tikai skatieties tā vērtību mērītājā.

Spuldze uz diviem balstiem

Vēl viens vienkāršākais veids, kā izmantot cauruļvadu, ir kā viegls un spēcīgs staru kūlis. Piemēram, pārklājuma ierīkošanai mājā vai kāpņu būvē. Šeit var būt vairākas slodzes gadījumi, mēs koncentrēsimies tikai uz vienkāršākajiem.

Siju ieliek centrā ar koncentrētu spēku.

Koncentrētais spēks centra span ir vieglākais veids, kā ielādēt siju. Šajā gadījumā bīstamā daļa atrodas tieši zem spēka pielietošanas punkta, un lieces momenta lielumu var noteikt pēc formulas.

Nedaudz sarežģītāka iespēja ir vienmērīgi sadalīta slodze (piemēram, tās pārklājuma svars). Šajā gadījumā maksimālais lieces moments būs vienāds ar

Virsmas slodze ar vienmērīgi sadalītu slodzi

Attiecībā uz gaismu uz 2 balstiem arī kļūst svarīgs tā stingrība, tas ir, maksimālā kustība zem slodzes tā, ka stingruma nosacījums ir izpildīts tā, lai deformācija nepārsniegtu pieļaujamo vērtību (kas norādīta kā staru kūļa daļa, piemēram, l / 300).

Strādājot uz koncentrēta spēka staru, maksimālā novirze būs spēka pielietošanas punktā, tas ir, centrā.

Aprēķina formula ir

kur E ir materiāla elastības modulis;

Es esmu inerces moments.

Elastības modulis ir atskaites vērtība, piemēram, tēraudam, tas ir 2,105 MPa, un katra cauruļvada izmēra indikators ir norādīts inerces brīdī, tāpēc to atsevišķi nav nepieciešams aprēķināt un pat humanitārās zinātnes varēs aprēķināt ar savām rokām.

Apaļo cauruļu diapazons

Vienmērīgi sadalītajai slodzei, kas tiek pielietota visā sijas garumā, centrā tiks novērots maksimālais pārvietojums. Jūs to varat noteikt pēc formulas

Visbiežāk, ja spēka aprēķinā visi nosacījumi ir izpildīti un ir vismaz 10%, tad nav stingrības problēmu. Bet reizēm var būt gadījumi, kad spēks ir pietiekams, bet novirze pārsniedz pieļaujamo. Šajā gadījumā vienkārši palieliniet šķērsgriezumu, tas ir, ņemiet nākamo cauruli diapazonā un atkārtojiet aprēķinu, līdz tiek izpildīts nosacījums.

Statistiski nenosakāmi konstrukti

Principā ir arī viegli strādāt ar šādām shēmām, bet mums ir nepieciešamas vismaz minimālas zināšanas par stiprību un struktūras mehānismu. Statistiski nenosakāmas shēmas ir labas, jo tās ļauj ietaupīt materiālu ekonomiski, bet mīnus ir tas, ka aprēķins ir sarežģīts.

Vienkāršākās statistiski nepārvaramo siju shēmas

Visvienkāršākais piemērs - iedomājieties 6 metru garumu, to nepieciešams bloķēt ar vienu staru. Problēmas 2 risināšanas iespējas:

  1. Vienkārši uzlieciet garu staru ar lielāko daļu. Bet, ņemot vērā tikai savu svaru, gandrīz pilnībā tiks izvēlēts tās izturības resurss, un šādas lēmuma izmaksas būs ievērojamas;
  2. uzstādot pārsegumu spaini spānī, sistēma kļūs statistiski nenosakāma, bet pieļaujamā slodze uz staru palielināsies par lielumu. Rezultātā jūs varat uzņemt mazāku daļu un ietaupīt uz materiāla, nemazinot spēku un stingrību.

Secinājums

Protams, uzskaitītās slodzes opcijas neuzskata, ka ir pilnīgs visu iespējamo ielādes iespēju saraksts. Bet, lai to izmantotu ikdienas dzīvē, tas ir pietiekami, jo īpaši tāpēc, ka ne visi ir iesaistīti patstāvīgā nākotnes ēku aprēķināšanā.

Bet, ja jūs joprojām izvēlaties veikt kalkulatoru un pārbaudīt esošo / plānoto struktūru spēku un stingrību, tad piedāvātās formulas nebūs lietis. Galvenais šajā biznesā ir nevis ietaupīt uz materiālu, bet arī neņemt pārāk daudz rezerves, jums ir jāatrod vidusceļš, spēka un stingrības aprēķins ļauj to izdarīt.

Šajā rakstā esošajā videoklipā ir parādīts piemērs tam, kā saliekt cauruli SolidWorks.

Komentāros atstājiet komentārus / ieteikumus attiecībā uz cauruļu konstrukciju aprēķinu.