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 Р
(справочное)
Формулы расчета показателей для труб
с резьбой и с муфтами и испытаний
на направленный загиб и ударный изгиб образцов
с V-образным надрезом (CVN)
Р.1 Общие положения
Настоящее приложение содержит различные формулы расчета характеристик трубопроводных труб и специальные данные, которые приведены в стандарте [2]. Номера формул по стандарту [29] приведены для справки в квадратных скобках перед номерами формул настоящего стандарта. Подробные сведения о выводе формул приведены в стандарте [29].
Примечание - В контексте настоящего приложения [30] эквивалентен [29].
Р.2 Расчетная масса трубы после нарезания резьбы и свинчивания с муфтой*
Массу на единицу длины трубы после нарезания резьбы и свинчивания с муфтой вычисляют при длине, измеренной от свободного торца муфты до свободного торца трубы (рисунок Р.1). При этом считается, что несвободный торец навинченной муфты находится в плоскости механического свинчивания.
,
[76] (P.1)
где - коэффициент пересчета длины, равный 0,001;
J - расстояние от торца трубы до середины муфты при механическом свинчивании в соответствии с API Spec 5B, мм;
- длина трубы, м;
- масса муфты, кг;
- масса, удаленная при нарезании резьбы на двух концах трубы, кг;
- длина муфты, мм;
- масса резьбы и муфты на единицу длины трубы, кг/м;
- масса трубы без резьбы, кг/м.
Рисунок Р.1 - Труба с резьбой и муфтой
Р.3 Расчетная масса с отделкой концов трубы**
Для расчета номинальной массы трубы используют понятие "уменьшение" ("увеличение") массы трубы, связанное с отделкой концов, , которое рассчитывают по формуле (Р.2). Для труб с концами без резьбы
= 0.
,
[74] (Р2)
где - изменение массы трубы при отделке концов трубы, кг;
- длина трубы, м;
m - расчетная масса трубы с резьбой и муфтой (), с высадкой и резьбой (
) или трубы с высадкой (
) для трубы длиной
, кг/м;
- масса трубы с концами без резьбы, кг/м.
Массу трубы с отделкой концов рассчитывают по формуле (Р.3)
,
[75] (Р.3)
где - изменение массы трубы при отделке концов, кг;
- поправочный коэффициент для расчета массы, равный 1,000 - для углеродистой стали и 0,989 для мартенситной хромистой стали;
- длина трубы, с учетом отделки концов, м;
- расчетная масса трубы длиной L, кг;
- масса трубы с концами без резьбы, кг/м.
Р.4 Расчетная масса обычной муфты без учета фаски**
Массу муфт трубопроводных труб рассчитывают по размерам, указанным в API Spec 5L, издание 1942 года, которые идентичны указанным в API Spec 5L, издание 1971 года.
Рисунок Р.2 - Муфта
,
[82] (Р.4)
,
[83] (Р.5)
,
[84] (P.6)
,
[85] (P.7)
,
[86] (P.8)
,
[87] (P.9)
где - поправочный коэффициент для расчета массы, равный 1,000 - для углеродистой стали и 0,989 - для мартенситной хромистой стали;
- масса обычной муфты;
K - конусность резьбы.
Результаты расчета массы муфты выражают в килограммах. Окончательная расчетная масса округляется до двух десятичных знаков без промежуточных округлений в процессе расчетов.
Р.5 Расчет стойкости муфт к действию давления**
Р.5.1 Общие положения
Трубы с резьбой и муфтами выдерживают такое же внутреннее давление, как и трубы с концами без резьбы, за исключением тех случаев, когда требуется более низкое давление во избежание достижения предела текучести материала муфты или возникновения утечки из-за недостаточной плотности соединения под действием внутреннего давления в плоскости , как это показано ниже.
Р.5.2 Внутреннее давление возникновения текучести в муфте
Внутреннее давление, при котором достигается предел текучести материала муфты, рассчитывают по формуле
,
[66] (P.10)
где - заданный минимальный предел текучести муфты, МПа;
- диаметр впадины резьбы муфты в плоскости торца трубы после механического свинчивания, мм;
- внутреннее давление возникновения текучести в муфте МПа;
- наружный диаметр муфты по таблице F.1, мм.
,
[67] (Р.11)
- натяг при ручном свинчивании, мм;
- средний диаметр резьбы в плоскости ручного свинчивания, мм;
H - высота треугольной резьбы с полным профилем:
2,1996 мм для 10-ниточной резьбы;
2,7496 мм для 8-ниточной резьбы;
- расстояние от торца трубы до плоскости ручного свинчивания согласно API 5B, мм;
- срез по впадинам профиля треугольной резьбы 0,36 мм для 10-ниточной резьбы, 0,43 мм для 8-ниточной резьбы;
K - конусность резьбы, равная 0,0625 мм/мм.
Число витков резьбы на длине 25,4 мм |
Срез по впадинам профиля трубопроводной резьбы |
Высота треугольной резьбы с полным профилем: Н, мм |
27 |
0,031 |
0,815 |
18 |
0,046 |
1,222 |
14 |
0,061 |
1,572 |
11 1/2 |
0,074 |
1,913 |
8 |
0,104 |
2,748 |
Р.5.3 Стойкость к утечкам под действием внутреннего давления муфт с треугольной или трапецеидальной резьбой
Стойкость к утечкам под действием внутреннего давления в плоскостях или
рассчитывают по формуле (Р.12). Формула (Р.12) основана на допущении, что уплотнение находится в плоскости
соединений с треугольной резьбой и в плоскости
соединений с трапецеидальной резьбой, в которых муфта является наиболее слабым звеном, а ее стойкость к утечкам под действием внутреннего давления считается наиболее низкой. Формула (R.12) основана также на допущении, что стойкость к утечкам под действием внутреннего давления определяется давлением витков резьбы трубы и муфты друг на друга в результате свинчивания и действия внутреннего давления, при этом напряжения не выходят за упругий интервал.
,
[69] (P.12)
где E - модуль Юнга, МПа;
N - число витков свинчивания на расстоянии, равном А - для обсадных и насосно-компрессорных труб с треугольной резьбой; (А + 1,5) - для обсадных труб с трапецеидальной резьбой наружным диаметром менее 406,40 мм и (A + 1) - для обсадных труб с трапецеидальной резьбой диаметром 406,40 мм и более;
Р - шаг резьбы:
- 3,175 мм для треугольной резьбы (обсадные и насосно-компрессорные трубы);
- 2,540 мм для круглой резьбы (насосно-компрессорные трубы);
- 5,080 мм для трапецеидальной резьбы (обсадные трубы);
- внутреннее давление витков муфты и ниппеля друг на друга в результате свинчивания;
К - конусность по диаметру:
- 0,0625 для треугольной резьбы (обсадные и насосно-компрессорные трубы);
- 0,0625 для трапецеидальной резьбы обсадных труб наружным диаметром менее 406,40 мм;
- 0,0833 для трапецеидальной резьбы обсадных труб наружным диаметром 406,40 мм и более;
- наружный диаметр муфты по [6] или [21], мм;
- средний диаметр резьбы в плоскости уплотнения равный
- для треугольной резьбы и
- для трапецеидальной резьбы.
При этом:
А - натяг при ручном свинчивании, мм;
- средний диаметр резьбы в плоскости ручного свинчивания по API Spec 5B, мм;
- средний диаметр резьбы в основной плоскости по API Spec 5B, мм.
Давление витков резьбы муфты и ниппеля друг на друга в результате свинчивания составляет
,
[70] (P.13)
где E - модуль Юнга, МПа;
- средний диаметр резьбы в плоскости уплотнения, равный
- для треугольной резьбы и
- для трапецеидальной резьбы;
d - внутренний диаметр трубы, равный (D - 2t) мм;
N - число витков свинчивания на расстоянии, равном А - для обсадных и насосно-компрессорных труб с треугольной резьбой; (А + 1,5) - для обсадных труб с трапецеидальной резьбой диаметром менее 406,40 мм; (А + 1) - для обсадных труб с трапецеидальной резьбой диаметром 406,40 мм и более;
Р - шаг резьбы:
- 3,175 мм для треугольной резьбы (обсадные и насосно-компрессорные трубы);
- 2,540 мм для треугольной резьбы (насосно-компрессорные трубы);
- 5,080 мм для трапецеидальной резьбы (обсадные трубы);
К - конусность по диаметру:
- 0,0625 для треугольной резьбы (обсадные и насосно-компрессорные трубы);
- 0,0625 для трапецеидальной резьбы обсадных труб наружным диаметром менее 406,40 мм;
- 0,0833 для трапецеидальной резьбы обсадных труб наружным диаметром 406,40 мм и более;
- наружный диаметр муфты по [6] или [21], мм.
При этом:
А - натяг при ручном свинчивании, мм;
- средний диаметр резьбы в плоскости ручного свинчивания по API Spec 5B, мм;
- средний диаметр резьбы в основной плоскости по API Spec 5B, мм;
D - наружный диаметр трубы, мм;
t - толщина стенки трубы, мм.
После свинчивания приложение внутреннего давления вызывает изменение давления витков резьбы муфты и ниппеля друг на друга на величину
, МПа:
,
[71] (P.14)
где - средний диаметр резьбы в плоскости уплотнения, равный
- для треугольной резьбы и
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.