Вы можете открыть актуальную версию документа прямо сейчас.
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Приложение Е
(справочное)
Пример
расчета для проектирования труб под давлением
Е.1 Введение
В приложении Е представлен пример расчета трубы райзера под давлением в соответствии с требованиями настоящего стандарта. Пример расчета включает следующие основные шаги:
a) задание исходных данных для проектирования;
b) определение минимального внутреннего диаметра для прохождения шаблона;
c) определение требуемой толщины стенки исходя из несущей способности по внутреннему давлению (разрыв);
d) определение сопротивления максимальному внешнему давлению и проверка на кольцевую потерю устойчивости.
Общий анализ и проверку напряжений при сочетании нагрузок не проводят.
Е.2 Исходные данные для проектирования
Номинальное значение давления 69,0 МПа, класс температуры K (см. таблицу 8).
Е.3 Предварительное определение размера
Е.3.1 Введение
Целью данного шага является получение предварительных размеров труб райзера. В некоторых случаях можно выполнять оценку размеров отдельных компонентов райзера (усиленного соединения, натяжного соединения и гладкого соединения). Вычисление на данном шаге, как правило, выполняют вручную.
Для определения размеров труб необходимы следующие исходные данные:
- внутренний диаметр с допуском на овальность, допуск на толщину стенки трубы и припуск на коррозию;
- расчетная прочность материала и модуль Юнга;
- внутреннее и наружное проектное давление.
Теперь может быть определена толщина стенки, обеспечивающая:
a) сохранение целостности при максимальном эффективном внутреннем давлении (исключение разрыва), см. 6.5.2.2;
b) надлежащую прочность при эффективном внешнем давлении (исключение кольцевого коллапса), см. 6.5.2.3.
Предварительные размеры труб и компонентов райзера, полученные на этом этапе, следует определять достаточно точно, чтобы исключить необходимость существенных изменений на этапе рабочего проектирования/анализа. Для отдельных задач или групп задач могут потребоваться несколько итераций для определения размеров труб и конструкций компонентов.
Е.3.2 Минимальный внутренний диаметр
Минимальный внутренний диаметр трубы D int,min необходимо определять с учетом следующих параметров (см. рисунок Е.1):
a) проходной диаметр D drift (см. классы шаблонов в таблице 5), в данном примере принят равным 129,29 мм;
b) начальная овальность трубы (на концах и в средней части трубы) f 0, в данном примере принята равной 0,005;
c) высота валика последнего слоя сварного шва от диаметра корня сварного шва D weld, в данном примере принята равной 1,5 мм;
d) соосность труба/соединитель (допуск выравнивания) по диаметру D align, в данном примере принята равной 1,5 мм;
e) минимальный зазор смещения по диаметру D clear, в данном примере принят равным 2,0 мм.
Минимальный внутренний диаметр трубы D int,min, мм, определяют по формуле
.
(Е.1)
1 - труба; 2 - сварной шов; D o - наружный диаметр трубы; D drift - максимальный проходной диаметр; D int - внутренний диаметр трубы; H wrf - высота валика сварного шва; х рса - допуск на несоосность трубы/соединителя; D clear - минимальный зазор смещения по диаметру
Рисунок Е.1 - Минимальный внутренний диаметр
Е.3.3 Расчет минимальной толщины стенки трубы на разрыв под действием внутреннего давления
Отрицательный допуск на толщину стенки, как правило, выражают в виде процента от номинальной толщины для бесшовных труб, и как абсолютный показатель - для сварных труб.
Критерий на разрыв под действием внутреннего давления определяет минимальную требуемую толщину t 1.
На основе указанного выше критерия минимальная толщина стенки трубы без припусков и технологических допусков t 1, м, может быть рассчитана для трубы с заданным наружным диаметром по формуле
,
(Е.2)
где D o - условный или номинальный наружный диаметр, м;
F b - коэффициент использования для расчета трубы на разрыв под действием внутреннего давления;
y - предел текучести для использования в расчетах при максимальной расчетной температуре, Па;
u - предел прочности на растяжение для использования в расчетах при максимальной расчетной тем
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.