Строительные нормы и правила СНиП 2.04.12-86 "Расчет на прочность стальных трубопроводов" (утв. постановлением Госстроя СССР от 7 апреля 1986 г. N 41) (не действуют)

Строительные нормы и правила СНиП 2.04.12-86
"Расчет на прочность стальных трубопроводов"
(утв. постановлением Госстроя СССР от 7 апреля 1986 г. N 41)

Срок введения в действие 1 января 1987 г.

Взамен СН 373-67

ГАРАНТ:

Приказом Минрегиона России от 29 декабря 2011 г. N 621 настоящие СНиП признаны не действующими на территории РФ с 1 января 2013 г. Введена в действие актуализированная редакция настоящего документа с шифром СП 33.13330.2012

Отдельные части настоящих СНиП, указанные в Перечне национальных стандартов и сводов правил, утвержденном распоряжением Правительства РФ от 21 июня 2010 г. N 1047-р, признаны обязательными для применения для обеспечения соблюдения требований Технического регламента о безопасности зданий и сооружений

О статусе данного документа см. письмо Минрегиона России от 15 августа 2011 г. N 18529-08/ИП-ОГ

Настоящие нормы распространяются на стальные трубопроводы (в дальнейшем - трубопроводы) различного назначения условным диаметром до 1400 мм включ., предназначенные для транспортирования жидких и газообразных сред давлением до 10 МПа (100 ) и температурой от минус 70 до плюс 450°С включ., и устанавливают требования к расчету их на прочность.

Настоящие нормы не распространяются на магистральные и промысловые газо- и нефтепроводы, технологические и шахтные трубопроводы, на трубопроводы, работающие под вакуумом и испытывающие динамические воздействия транспортируемой среды, трубопроводы особого назначения (атомных установок, передвижных агрегатов, гидро- и пневмотранспорта и др.), а также на трубопроводы, для которых проектирование или расчет на прочность регламентируется "Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды", утвержденными Госгортехнадзором СССР, и другими нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

ГАРАНТ:

См. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды, утвержденные постановлением Госгортехнадзора РФ от 11 июня 2003 г. N 90

1. Общие указания

1.1. Для трубопроводов следует применять трубы и соединительные детали, отвечающие требованиям государственных стандартов и технических условий, утвержденных в установленном порядке, что должно быть подтверждено сопроводительным документом (паспортом или сертификатом). При отсутствии указанного документа соответствие труб и соединительных деталей требованиям государственных стандартов или технических условий должно быть подтверждено испытанием их образцов в объеме, определяемом нормативными документами на соответствующие трубопроводы.

1.2. Расчет трубопроводов на прочность производится по методу предельных состояний и включает определение толщин стенок труб, тройников, переходов, отводов и заглушек, определение допустимых пролетов трубопроводов, проведение поверочного расчета принятого конструктивного решения трубопровода.

1.3. Поверочный расчет трубопроводов следует производить на неблагоприятные сочетания нагрузок и воздействий для конкретно принятого конструктивного решения с оценкой прочности и устойчивости продольных и поперечных сечений рассматриваемого трубопровода.

1.4. Буквенные обозначения величин в формулах, приведенных в настоящих нормах, указаны в обязательном приложении 1.

2. Нагрузки и воздействия

2.1. Расчет трубопроводов на прочность следует выполнять с учетом нагрузок и воздействий, возникающих при их сооружении, испытании и эксплуатации.

Расчетные нагрузки, воздействия и их возможные сочетания необходимо принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

2.2. Коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать по табл. 1.

2.3. Нормативные нагрузки от собственного веса трубопровода, арматуры и обустройств, изоляции, от веса и давления грунта необходимо принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

2.4. Нормативное значение воздействия от предварительного напряжения трубопровода (упругий изгиб по заданному профилю, предварительная растяжка компенсаторов при надземной прокладке и др.) надлежит определять по принятому конструктивному решению трубопровода.

2.5. Нормативное значение давления транспортируемой среды устанавливается проектом.

2.6. Нормативную нагрузку от веса транспортируемой среды на единицу длины трубопровода следует определять по формулам:

для жидкой среды

, (1)

для газообразной среды

. (2)

2.7. Нормативный температурный перепад в трубопроводе надлежит принимать равным разнице между максимально или минимально возможной температурой стенок трубопровода в процессе эксплуатации и наименьшей или наибольшей температурой, при которой фиксируется расчетная схема трубопровода.

2.8. Нормативную снеговую нагрузку на единицу длины горизонтальной проекции надземного трубопровода надлежит определять по формуле

. (3)

Таблица 1

Нагрузки и воздействия			Способ прокладки трубопровода		Коэффициент надежности по нагрузке гамма_fi
вид	шифр i	характеристика	подземный	надземный
Постоянные	1 2 3 4	Собственный вес трубопро- вода, арматуры и обустройств Вес изоляции Вес и давление грунта (засып- ки, насыпи) Предваритель- ное напряжение трубопровода (упругий изгиб по заданному профилю, пред- варительная растяжка ком- пенсаторов и др.) и гидрос- татическое давление воды	+ + + +	+ + - +	1,1 (0,95) 1,2 1,2 (0,8) 1,0
Временные длительные	5 6 7 8 9 10	Внутреннее давление тран- спортируемой среды: газообразной жидкой Вес транспор- тируемой сре- ды: газообразной жидкой Температурный перепад метал- ла стенок тру- бопровода Неравномерные деформации грунта, не сопровождающи- еся изменением его структуры (осадки, пуче- ния и др.)	+ + + + + +	+ + + + + +	1,1 1,15 1,1 (1,0) 1,0 (0,95) 1,1 1,5
Кратковре- менные	11 12 13 13а	Снеговая Гололедная Ветровая Транспортиро- вание отдель- ных секций, сооружение трубопровода, испытание и пропуск очист- ных устройств	- - - +	+ + + +	1,4 1,3 1,2 1,0
Особые Примеча следует учи 2. Зна скобках, до ухудшает ус 3. Когд транспортир заполнение трубопровод опорожнение	14 15 16 ия: 1. Зн ывать, зн ения коэ жны прин овия рабо по услов ющих газ внутренне х, трансп их, необх	Сейсмические воздействия Нарушение тех- нологического процесса, вре- менные неисп- равности или поломка обору- дования Неравномерные деформации грунта, сопро- вождающиеся изменением его структуры (се- левые потоки и оползни; де- формации зем- ной поверхнос- ти в районах горных вырабо- ток и карсто- вых районах; деформации просадочных грунтов при замачивании или вечномерз- лых при отта- ивании и др.) к "+" означает к "-" - не учи фициентов над маться в тех ы трубопровода ям испытания образные сред полости их ртирующих жид димо учитывать	+ + + что н ывать. жности по лучаях, к ли эксплу , возможн водой и ие среды, изменение	+ + + грузки и нагрузке, гда уменьше тации в тр полное и и конденс - попадание агрузки от	1,0 1,0 1,0 воздействия указанные в ие нагрузки бопроводах, и частичное том, а в воздуха или еса среды.

Вес снегового покрова s следует принимать по СНиП 2.01.07-85.

2.9. Нормативную нагрузку от обледенения на единицу длины надземного трубопровода следует определять по формуле

, (4)

где - толщину слоя и - объемный вес гололеда необходимо принимать по СНиП 2.01.07-85.

2.10. Нормативную ветровую нагрузку на единицу длины надземного трубопровода , действующую перпендикулярно его осевой вертикальной плоскости, следует определять по формуле

, (5)

где статическую и динамическую составляющие ветровой нагрузки следует определять по СНиП 2.01.07-85, при этом значение необходимо определять как для сооружения с равномерно распределенной массой и постоянной жесткостью.

2.11. Нормативные значения нагрузок и воздействий, возникающих при транспортировании отдельных секций, при сооружении трубопровода, испытании и пропуске очистных устройств, следует устанавливать проектом в зависимости от способов производства этих работ и проведения испытаний.

2.12. Сейсмические воздействия на надземные и подземные трубопроводы надлежит принимать согласно СНиП II-7-81.

2.13. Нагрузки и воздействия, вызываемые резким нарушением процесса эксплуатации, временной неисправностью и поломкой оборудования, следует устанавливать проектом в зависимости от особенностей технологического режима эксплуатации.

2.14. Нагрузки и воздействия от неравномерных деформаций грунта (осадок, пучения, селевых потоков, оползней, воздействий горных выработок, карстов, замачивания просадочных грунтов, оттаивания вечномерзлых грунтов и т.д.) надлежит определять на основании анализа грунтовых условий и их возможного изменения в процессе строительства и эксплуатации трубопроводов.

2.15. Нормативные нагрузки и коэффициенты надежности по нагрузке от подвижного состава железных и автомобильных дорог следует определять согласно СНиП 2.05.03-84.

3. Расчетные характеристики труб, соединительных деталей и сварных соединений

3.1. Расчетные сопротивления материала труб и соединительных деталей по временному сопротивлению и пределу текучести при расчетной температуре следует определять по формулам:

; (6)

. (7)

3.2. Нормативные сопротивления и следует принимать равными минимальным значениям соответственно временного сопротивления и предела текучести материала труб и соединительных деталей по государственным стандартам или техническим условиям на трубы и соединительные детали, определяемым при нормальной температуре (20°С).

3.3. Значения коэффициента надежности по материалу труб и соединительных деталей надлежит принимать по табл. 2. Значения коэффициентов надежности по материалу труб и соединительных деталей, изготовляемых по ряду государственных стандартов, допускается принимать по рекомендуемому приложению 2.

Таблица 2

Характеристика труб и соединительных деталей

Коэффициент на- дежности по ма- териалу гамма_m

Сварные из малоперлитной и бейнитной стали контролиру- емой прокатки и термически упрочненные трубы, изготов- ленные двусторонней электродуговой сваркой под флюсом по сплошному технологическому шву, с минусовым допус- ком по толщине стенки не более 5% и прошедшие 100%-ный контроль на сплошность основного металла и сварных со- единений неразрушающими методами Сварные из нормализованной, термически упрочненной стали и стали контролируемой прокатки, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой под флюсом по сплошному технологическому шву и прошедшие 100%-ный контроль сварных соединений неразрушающими методами Сварные из нормализованной и горячекатаной низколеги- рованной или углеродистой стали, изготовленные двусто- ронней электродуговой сваркой и прошедшие 100%-ный контроль сварных соединений неразрушающими методами; бесшовные холодно- и теплодеформированные Сварные из горячекатаной низколегированной или углеродистой стали, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой или токами высокой частоты; штампованные и штампосварные соединительные детали; остальные бесшовные трубы и соединительные детали Примечания: 1. Для труб, сваренных одностор коэффициент надежности по материалу гамма_m следует ум 2. Коэффициент надежности по материалу для соедин изготовленных из труб без теплового передела по принимать равным соответствующим его значениям для тру детали изготовлены. 3. Допускается применять коэффициенты 1,025 вместо 1,10 и 1,10 вместо 1,15 для труб, изготовле сваркой под флюсом или электросваркой токами вы стенкой толщиной не более 12 мм при использов технологии производства, позволяющей получать соответствующее данному коэффициенту гамма_m.

1,025 1,05 1,10 1,15 нней сваркой, ожать на 1,1. тельных деталей, ледних, следует , из которых эти место 1,05, 1,05 ных двусторонней окой частоты, со нии специальной качество труб,

3.4. Значения поправочных коэффициентов надежности по материалу труб и соединительных деталей и при расчетной температуре эксплуатации трубопровода следует принимать по табл. 3.

Таблица 3

Трубы и соедини- тельные детали из сталей	Поправочные коэффициенты надежности по материалу по временному сопротивлению гамма_tu и по пределу текучести гамма_ty при температуре эксплуатации трубопровода, °С
	минус 70	минус 40 - плюс 20	100	200	300	400	450
Углеродистых: гамма_tu гамма_ty Низколегированных: гамма_tu гамма_ty Легированных: гамма_tu гамма_ty Примечания: 1. величины гамма_tu и двух ближайших знач 2. Знак "-" о трубопровода углеро	- - 1,0 1,0 1,0 1,0 Для гамма_ ний, п начает истые	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 ромежуто y следуе иведенны что п тали, ка	1,0 1,05 1,05 1,10 1,05 1,05 ных з опред в таб и так прави	1,0 1,15 1,05 1,15 1,15 1,15 ачений лять л . 3. х тем о, не	1,0 1,40 1,10 1,25 1,25 1,25 расче нейной ератур рименя	- - 1,40 1,60 1,35 1,35 ных те интер х эксп тся.	- - 1,90 2,20 1,45 1,45 ператур оляцией уатации

3.5. Расчетные сопротивления сварных швов, соединяющих между собой трубы и соединительные детали, выполненных любым видом сварки и прошедших контроль качества неразрушающими методами, следует принимать равными меньшим значениям соответствующих расчетных сопротивлений соединяемых элементов.

При отсутствии этого контроля расчетные сопротивления сварных швов, соединяющих между собой трубы и соединительные детали, следует принимать с понижающим коэффициентом 0,85.

4. Определение толщин стенок труб и соединительных деталей

4.1. Расчетные толщины стенок труб и соединительных деталей t следует определять:

при

, (8)

где

; (9)

при

. (10)

4.2. Трубопроводы с толщиной стенки, определенной согласно настоящим нормам, не допускается применять для транспортирования сред, оказывающих коррозионное воздействие на металл и сварные соединения труб, если в проекте не предусмотрены решения по защите их от коррозии (антикоррозионные покрытия, ингибиторы и пр.).

Увеличение толщины стенки трубопроводов (соединительных деталей) с целью защиты их от коррозии, а также трубопроводов, находящихся в особых условиях строительства или эксплуатации (например, при прокладке трубопроводов в сейсмических районах или особенностях технологии сварки, производства строительно-монтажных работ или значительных температурных перепадах в трубопроводе и др.), допускается только при условии, если это увеличение предусмотрено соответствующими нормативными документами, утвержденными или согласованными Госстроем СССР.

4.3. Значения коэффициента надежности по назначению трубопровода следует принимать по табл. 4.

4.4. Значения коэффициента условий работы трубопровода необходимо принимать по табл. 5.

4.5. Коэффициент надежности для труб и соединительных деталей в расчетах по временному сопротивлению следует принимать равным 1,3.

4.6. Значения коэффициента несущей способности труб и соединительных деталей, конструктивные решения которых приведены в рекомендуемом приложении 3, надлежит принимать:

для труб, заглушек и переходов ;

для тройниковых соединений и отводов - по формуле

, (11)

где - для тройниковых соединений;

- для отводов.

Таблица 4

Транспортируемая среда и условный диаметр трубопровода	Коэффициент надежности по назначению гамма_n трубопровода при нормативном давлении транспортируемой среды, МПа
	0<p_n <=2,5	2,5<p_n<=6,3	6,3<p_n <= 10
Горючие газы, d<=500 мм; трудно- горючие и негорючие (инертные) газы, d<=1000 мм; легковоспламе- няющиеся и горючие жидкости, d<=1000 мм; трудногорючие и него- рючие жидкости, d<=1200 мм Горючие газы, 500<d<=1000 мм; трудногорючие и негорючие (инерт- ные) газы, d=1200 мм; легковосп- ламеняющиеся и горючие жидкости, d=1200 мм; трудногорючие и него- рючие жидкости, d=1400 мм Горючие газы, d=1200 мм; трудно- горючие и негорючие (инертные) газы, d=1400 мм; легковоспламеня- ющиеся и горючие жидкости, d=1400 мм Горючие газы, d=1400 мм	1,0 1,0 1,0 1,05	1,0 1,0 1,05 1,10	1,0 1,05 1,10 1,15

Таблица 5

/-----------------------------------------------------------------------\

|Характеристика транспортируемой среды              |Коэффициент условий|

|                                                   |работы трубопровода|

|                                                   |гамма_с            |

|---------------------------------------------------+-------------------|

|Вредные  (классов опасности 1 и 2), горючие газы, в|        0,55       |

|том числе сжиженные                                |                   |

|                                                   |                   |

|Легковоспламеняющиеся  и горючие жидкости;  вредные|        0,70       |

|(класса опасности 3)  и  трудногорючие и  негорючие|                   |

|(инертные) газы                                    |                   |

|                                                   |                   |

|Трудногорючие и негорючие жидкости                 |        0,85       |

|                                                   |                   |

|    Примечание. Класс опасности вредных веществ  следует  определять по|

|ГОСТ 12.1.005-76 и ГОСТ 12.1.007-76.                                   |

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 12.1.005-76 постановлением Госстандарта СССР от 29 сентября 1988 г. N 3388 с 1 января 1989 г. введен в действие ГОСТ 12.1.005-88

\-----------------------------------------------------------------------/

Значения коэффициентов а и b в формуле (11) следует принимать: для тройниковых соединений - по табл. 6; для отводов - по табл. 7.

4.7. Для подземных трубопроводов, имеющих отношение или укладываемых на глубину более 3 м или менее 0,8 м, следует соблюдать условие

. (12)

Значения и (расчетное усилие и изгибающий момент в продольном сечении трубы единичной длины) необходимо определять в соответствии с правилами строительной механики с учетом отпора грунта от совместного воздействия давления грунта, нагрузок над трубой от подвижного состава железнодорожного и автомобильного транспорта, возможного вакуума и гидростатического давления грунтовых вод.

Таблица 6

d e2 кси = ----- d e1	Тройниковые соединения [см. формулу (11)]
	сварные без усиливающих элементов		сварные, усиленные накладками		бесшовные и штампосварные
	а	b	а	b	а	b
От 0,00 до 0,15 " 0,15 " 0,50 " 0,50 " 1,00	0,00 1,60 0,10	1,00 0,76 1,51	0,00 0,00 0,46	1,00 1,00 0,77	0,22 0,62 0,40	1,00 0,94 1,05

Таблица 7

r кси = ----- d e	Отводы [см. формулу (11)]
	а	b
От 1,0 до 2,0 Более 2,0	-0,3 0,0	1,6 1,0

5. Проверка прочности трубопровода

5.1. Поверочный расчет трубопровода производится после выбора его основных размеров с учетом всех расчетных нагрузок и воздействий для всех расчетных случаев.

5.2. Определение усилий от расчетных нагрузок и воздействий, возникающих в отдельных элементах трубопроводов, необходимо производить методами строительной механики расчета статически неопределимых стержневых систем.

5.3. Расчетная схема трубопровода должна отражать действительные условия его работы, а метод расчета - учитывать возможность использования ЭВМ.

5.4. В качестве расчетной схемы трубопровода следует рассматривать статически неопределимые плоские или пространственные, простые или разветвленные стержневые системы переменной жесткости с учетом взаимодействия трубопровода с опорными устройствами и окружающей средой (при укладке непосредственно в грунт). При этом коэффициенты повышения гибкости отводов и тройниковых соединений определяются согласно пп. 5.5 и 5.6.

5.5. Значение коэффициента повышения гибкости гнутых и сварных отводов надлежит определять по табл. 8.

Величина * принимается по черт. 1 в зависимости от геометрического параметра отвода и параметра внутреннего давления .

Значения параметров и следует определять по формулам:

; (13)

. (14)

Таблица 8

5.6. Коэффициент гибкости тройниковых соединений необходимо принимать равным единице.

5.7. Арматуру, расположенную на трубопроводе (краны, задвижки, обратные клапаны и т.д.), следует рассматривать в расчетной схеме как твердое недеформируемое тело.

5.8. В каждом поперечном сечении трубопровода необходимо соблюдать условия:

при эксплуатации:

; (15)

; (16)

при сооружении, испытании, пропуске очистных устройств, хранении и транспортировании труб (секций), сейсмических воздействиях, особых режимах эксплуатации, вызываемых резкими нарушениями технологического режима, временной неисправностью или поломкой оборудования,

. (17)

При несоблюдении условий (15) - (17) необходимо изменить конструктивную схему трубопровода, технологический режим транспортируемого продукта или способ производства работ, а в исключительных случаях, приведенных в п. 4.2, допускается увеличить толщину стенки трубопровода.

Номинальную толщину стенки труб и соединительных деталей надлежит принимать ближайшей большей по сравнению с расчетной по ГОСТу или ТУ на трубы, которые допускается применять для строительства соответствующих трубопроводов.

Значения коэффициентов нагруженности поперечных сечений трубопровода , и А следует определять согласно пп. 5.9 и 5.10.

5.9. Значения коэффициентов и следует определять по формулам:

, (18)

где ;

, - соответственно расчетные продольное усилие и крутящий момент в рассматриваемом сечении трубопровода, изоляции, арматуры и обустройств, расположенных на трубопроводе, веса, и внутреннего давления транспортируемой среды, снеговой, ветровой и гололедных нагрузок;

, (19)

где , , , - соответственно расчетные продольное усилие, изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, крутящий момент в рассматриваемом поперечном сечении трубопровода от совместного действия веса трубопровода, изоляции, арматуры и обустройств, расположенных на трубопроводе, воздействия предварительного напряжения трубопровода (в том числе упругого изгиба по заданному профилю), веса, внутреннего давления и температурного воздействия неравномерных деформаций грунта, снеговой, ветровой и гололедных нагрузок.

Коэффициент интенсификации напряжений следует определять согласно п. 5.11.

5.10. Коэффициент А для стадий сооружения, хранения и транспортирования необходимо вычислять по формуле

, (20)

где N, , , T - соответственно расчетные продольное усилие, изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, крутящий момент в рассматриваемом поперечном сечении трубопровода от действия нагрузок, возникающих при принятом в проекте способе производства работ и транспортирования труб (секций).

Значение коэффициента А для стадий испытания и пропуска очистных устройств, при воздействиях, вызываемых резкими нарушениями технологического режима, временной неисправностью или поломкой оборудования, следует определять по формуле (19), в которой нормативные значения давления транспортируемой среды и температурного воздействия должны приниматься согласно принятой в проекте схеме испытания или режиму эксплуатации.

Значение коэффициента А для оценки прочности при сейсмических воздействиях следует вычислять по формуле (19), в которой при определении расчетных усилий и моментов к перечисленным нагрузкам и воздействиям добавляются сейсмические воздействия.

5.11. Значения коэффициентов интенсификации напряжений следует принимать:

для прямой трубы ;

для отводов .

Значение принимается по черт. 2 в зависимости от параметров и , определяемых формулами (13) и (14);

для тройникового соединения:

магистральной части

; (21)

ответвления .

Значения принимаются по черт. 2 в зависимости от параметров тройникового соединения, определяемых по формулам:

; (22)

. (23)

Примечание. При определении значений параметров магистральной части тройникового соединения и используются первые индексы, ответвления тройникового соединения и - вторые индексы.

5.12. Определение пролетов надземных трубопроводов, укладываемых на опоры с самокомпенсацией температурных удлинений или с линзовыми компенсаторами, допускается производить согласно обязательному приложению 4.