Как се изчислява тръбата за якост и други важни параметри

При инсталирането на домашни тръбопроводи изчислението не се извършва, тъй като за тези цели се използват стандартни тръби, чиято здравина е достатъчна да издържа на налягането на вода, газ и т.н. Но изграждането на промишлени магистрали без определено изчисление в повечето случаи е опасно, тъй като това може да доведе до бърз провал на системата и други неприятни последици.

В тази статия ще разгледаме основите как се извършва изчисляването на якостта на тръбата, както и някои други параметри, които трябва да знаете преди изграждането на структура.

Изчисляване на якостта

Трябва да кажа, че изчисляването на якостта на тръбата е необходимо не само за да се гарантира надеждността на магистралата. Това също така ще избегне свръх-разходи, защото прекомерната сила ще доведе до по-високи разходи за строителство. Ето защо проектирането е не по-малко важен етап от изграждането на тръбопровод, отколкото инсталирането му.

Така че това изчисление предполага дефинирането на няколко основни параметъра:

• Вътрешният диаметър на тръбата, в зависимост от скоростта на потока на транспортираната течност;
• Вътрешен диаметър в зависимост от хидравличната устойчивост;
• Дебелина на стената.

Всеки параметър се определя от определени формули, които ще разгледаме по-долу.

Изчисляване на вътрешния диаметър

Определете оптималния вътрешен диаметър на тръбата при определена скорост на потока от течност в тръбопровода и нейният поток може да бъде направен ръчно по формулата - D = 4Q3600v? Y m, където:

• Q - расход жидкости, измеряется в мг/ч.
• v - скорость протекания жидкости в трубопроводе, измеряется в м/сек.
• y - удельный вес жидкости при заданных параметрах, измеряется в кг/м3. Данное значение принимается по справочникам.

Скоростта на движение на различни течности и газове се определя чрез изчисления и се потвърждава и от практически експерименти. Ето защо при изчисленията можете да използвате следните данни:

От горната формула следва, че диаметърът на участъка на тръбопровода зависи от скоростта на потока на течността. Колкото е по-висока, пропускливостта трябва да бъде по-малка, затова разходите за изграждане на структурата ще бъдат по-ниски.

Хидравлично съпротивление

Когато течността или газът протичат през тръбопровода, съпротивлението възниква в резултат на триенето на транспортирания продукт срещу стената на тръбата и всички видове препятствия в системата. Това съпротивление се нарича хидравлика. Колкото по-висок е дебитът на флуида и неговата плътност, толкова по-голяма е хидравличната устойчивост

Диаметърът на тръбопровода може да се определи от конкретната загуба на главата.

Инструкцията за извършване на това изчисление е, както следва: D = L L P P Y Y V 2 g kgf / cm 2, където:

• ? p = P1-P2 - определена или допустима загуба на налягане между началните и крайните точки на тръбопровода, измерена в kgf / cm2.
• L е дължината на основната линия.
• ? - коефициент на хидравлично съпротивление, може да бъде 0.02-0.04.
• g е ускорението, дължащо се на гравитацията, което е равно на 9,81 м / сек.

Разбира се, това изчисление позволява да се определи загубата на налягане в права тръба. Що се отнася до определянето на този индекс на армировка и фитинги, то се установява чрез загуба на налягане в права тръба на съответния диаметър и с еквивалентна дължина.

Еквивалентна дължина е правният участък на тръбата, чието хидравлично съпротивление е равно на съпротивлението на профилната част при еднакви други условия.

Дебелина на стената

Основният параметър на тръбата, който оказва влияние върху здравината, е дебелината на стената.

Този показател зависи от няколко фактора:

• Вътрешно и външно налягане върху тръбата;
• Диаметър на тръбопровода;
• Материалът, от който е изработена тръбата, и нейната корозионна устойчивост.

Повечето тръбопроводи са засегнати само от вътрешен натиск. Външното налягане е обект на вакуумни тръбопроводи, както и на системи с ризи, предназначени за отопление на пара чрез лесно втвърдяване или кристализация на продуктите.

Дебелината на стените на стоманени тръби, които са засегнати от вътрешното свръхналягане, се определя чрез изчисляване на якостта и добавяне на дебелина, която се отнема от корозията.

За тази цел се използва следната формула: S = Sp-C,

• Sp е проектната дебелина, измерена в mm.
• C - увеличаване на корозията. Като правило, това е 2-5 мм (за средно-агресивна среда).

Расчетную толщину стенки можно получить по следующей формуле - Sp=pDн230?доп?+P мм, где:

• р е излишното вътрешно налягане в тръбата, kgf / cm2.
• Dn е външният диаметър на тръбопровода.
• - доп - допустимо напрежение при счупване, sgs / mm2. Този индикатор може да бъде определен от указателите, в зависимост от температурата на транспортираната течност и качеството на стоманата.
• ? - коефициент на якост на заварения шев. Ако тръбата е безпроблемна, тогава коефициентът А = 1. За заварени тръби тази цифра може да бъде 0,6-0,8, в зависимост от типа заварка и вида на заваряване.

Обърнете внимание! При монтажа на тръбопровода и в случай на ремонт не е възможно да се монтират отделни произволни части от неконтролируем или неизвестен материал, тъй като това може да доведе до авария в системата.

Трябва да кажа, че при изчисляването на тръбопроводите обърнете внимание не само на дебелината на тръбите, но и на самия материал. Например, ако температурата, при която системата работи, е по-малка от 450 градуса по Целзий, тогава се използват тръби от стомана клас 20.

Ако температурата на транспортирания продукт в системата е висока, тогава се избира стомана 12X1MF. Това позволява използването на тръбопровод с по-тънки стени. Съответно, дебелината на стените до голяма степен зависи от цената на конструкцията.

Стабилност на тръбопровода

При изчисляване на мрежата, в допълнение към якостта на тръбопровода, важен параметър е неговата стабилност в надлъжната посока.

Данный расчет выполняют из условия - S?mNкр, где

• S - продольное эквивалентное осевое усилие в сечении системы.
• m - коэффициент условий работы системы. Данное значение находится в справочной литературе.
• Ncr е критичната надлъжна сила, при която тръбопроводът губи надлъжна стабилност. Тази стойност трябва да се определи съгласно съществуващите правила на строителната механика, като се вземе предвид първоначалната кривина на системата, наличието на баласт, който задържа тръбопровода, и характеристиките на почвата. В напояваните области е необходимо да се вземе предвид и хидростатичният ефект на водата.

Обърнете внимание! Надлъжната стабилност трябва да се проверява за криволинейни сечения в равнината на огъване на основната линия. На правите секции надлъжната устойчивост на подземните участъци трябва да бъде проверена във вертикална равнина, радиусът на първоначалната кривина се приема, че е 5000 м.

Дължината еквивалентна аксиална сила трябва да се определи в зависимост от проектното натоварване и удара, като се отчитат напречните и надлъжните движения на линията.

Выполняется расчет по следующей формуле -

S = 100 [(0,5-p) + K + + EEt] F

• ? - коэффициент линейного расширения материала трубы;
• E - переменный параметр упругости;
• ?t - температурный расчетный перепад;
• ?кц - кольцевые напряжения от внутреннего расчетного давления;
• F е напречното сечение на тръбопровода.

Обърнете внимание! При определяне на стабилността на повдигнатите магистрали е необходимо да се изчислят стойките за закрепване, закрепените системи, подпорите на окачващите окачвания и други структурни елементи за възможността за срязване и накланяне.

Класове на якост на стоманени тръби

За да може да се изберат подходящи тръби след извършване на всички необходими изчисления на якостта на тръбопровода, бяха въведени класовете на якост на тръбите. В този случай силата на продуктите се оценява от устойчивостта на метала под напрежение.

Групата за якост на тръбата се обозначава с буквата "К" и нормативната стойност в kgf / mm2 от 34 до 65. Например газопроводите в зоните на средната зона, като се вземе предвид средната температура на околната среда около 0 градуса по Целзий и работно налягане в системата от 5,4 МРа , са изработени от тръби с клас на якост K52.

В Далечния север, където средната температура е -20 градуса по Целзий и работното налягане в системата е планирано при 7,4 МРа, се изпълняват газопроводи от тръби с клас на якост K55-K60.

Изчисляване на масата

В повечето случаи изчисляването на системата може да изисква стойността на масата на тръбите, например, да се свърже с носещата способност на опорите или просто да се предвидят транспортните разходи.

За тази цел не е необходимо да се изчислява по математически метод каква е теглото на определена дължина на тръбата, тъй като референтната информация съдържа точното тегло на измерителя на най-различни типове тръби.

Достатъчно е само да се знае следната информация:

• Тръбен материал;
• Външен диаметър;
• Дебелина на стената и др.

След като теглото на един работещ метър е известно, тази стойност трябва да бъде умножена по броя на работещите метри.

Площ

При инсталирането на различни линии на багажника може да се изисква изолация, хидроизолация, боядисване и др. За целта е необходимо да се определи площта на тръбопровода, което ще позволи изчисляването на количеството материал. За да извършите това изчисление, трябва да умножете дължината на обиколката на външната част по дължината на тръбата.

Формула определения окружности выглядит следующим образом - L=?D. Длину отрезка трубы обозначим как H.

В таком случае площадь наружной окружности трубы будет выглядеть следующим образом - St=?DH м2, где:

• St е повърхността на тръбата, която се измерва в квадратни метри.
• ? - Число «пи», которое всегда равняется 3,14;
• D - външен диаметър;
• H - както вече бе споменато по-горе, означава дължината на тръбата в метри.

Например, има тръба с дължина 5 метра и диаметър 30 ​​см. Площта й е St =? DH = 3.14 * 0.3 * 5 = 4.71 квадратни метра.

Въз основа на горните формули е възможно също да се изчисли обемът на тръбопровода и площта на неговите вътрешни стени. За това е необходимо само да се промени стойността на външния диаметър чрез вътрешната стойност при изчисленията. Всички тези параметри може да се изискват при инсталиране на вътрешен тръбопровод.

заключение

Ние разгледахме основите на това как се изчисляват тръбопроводите за силата и стабилността. Разбира се, при инсталирането на индустриални магистрали се извършва много по-сложен дизайн, което предполага редица други действия, така че тази работа се извършва изключително от професионалисти. Въпреки това, когато изграждате домашна система, можете да научите сами всички необходими стойности.

От видеото в тази статия можете да получите повече информация по тази тема.