5.26. Компенсация температурных удлинений должна осуществляться, как правило, за счет самокомпенсации отдельных участков трубопровода. Установку компенсирующих устройств следует предусматривать в тех случаях, когда расчетом выявлены недопустимый напряжения в элементах трубопровод или недопустимые усилия на присоединенном к нему оборудовании, кроме случаев подземной бесканальной прокладки.
Рис. 2. Зависимость коэффициента ?? от параметра Аt
а—для интервала Аt=0—0,05;
б — для интервала Аt=0,05—0,5;
в—для интервала Аt=0,5—3
Рис. 3. Основные геометрические параметры
а — гнутого отвода; б — П-образного компенсатора; .
в —.лирообразного компенсатора
5.27. Расчетные величины продольных перемещений участков трубопровода следует определять от максимального повышения температуры стенок труб (положительного расчетного температурного перепада) и внутреннего давления (удлинение трубопровода) и от наибольшего понижения температуры стенок труб (отрицательного расчетного температурного перепада) при отсутствии внутреннего давления в трубопроводе (укорочение трубопровода).
5.28. Компенсирующая способность гнутого отвода под углом 90° должна определяться по формуле
(19)
где ??l—максимально допустимое продольное перемещение трубопровода от действия температуры, которое может быть компенсировано отводом, см; l1—длина прилегающего к отводу прямого участка трубопровода, .воспринимающего перемещение ??l,см; r— радиус изгиба отвода, см; Д—наружный диаметр трубы, см; R— расчетное сопротивление материала труб, МПа (кгс/см2), определяемое в соответствии с требованиями п. 5.3; Е—модуль ползучести, МПа (кгс/см2),- определяемый согласно требованиям п. 5.4.
Основные геометрические параметры гнутого отвода показаны на рис. 3. а.
5.29. Максимально допустимое расстояние от конца отвода до места неподвижного закрепления l, см (рис. 3, а) следует определять по формуле
(20)
где ??l — компенсируемое отводом продольное перемещение трубопровода от действия температуры, определяемое по формуле (19); а, ??t—обозначения те же, что и в формуле (13).
5.30. Компенсирующая способность П-образного компенсатора определяется по формуле
(21)
где ??l—максимально допустимое продольное перемещение трубопровода от действия температуры, которое может быть воспринято компенсатором, см; h—полный вылет компенсатора, см; а—длина прямого участка компенсатора, см; r— радиус изгиба компенсатора, см; Д—наружный диаметр трубы, см; R—расчетное сопротивление материала трубы, МПа (кгс/гм2), определяемое в соответствии с требованиями п. 5.3; Е—модуль ползучести, МПа (кгс/см2), определяемый согласно требованиям п. 5.4.
Основные геометрические параметры П-образного компенсатора h, r и а показаны на рис. 3, б.
5.31. Максимально допустимые расстояния от компенсатора до места неподвижного закрепления трубопровода l, см (рис. 3, б) должны вычисляться по формуле
(22)
где ??l— воспринимаемое компенсатором продольное перемещение трубопровода от действия температуры, определяемое по формуле (21); а, ??t—обозначения те же, что и в формуле (13).
5.32. Для компенсации температурных деформаций прямолинейных участков трубопроводов длиной до 12 м размеры лирообразного компенсатора (рис. 3, в) следует принимать исходя из следующих соотношений: г1 = 5Д, r = 3,5Д, В = ЗД, h = 15Д.
5.33. Расстояние от осей тройников (ответвлений) или от концов отводов до мест неподвижного закрепление трубопровода следует принимать равным
(23)
где К—коэффициент, принимаемый равным: для труб из ПВХ-25; ПНД-10; ПП-12,5; ПВД-5; ??l, Д—обозначения те же, что в формуле (19).
ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
5.34. Подземные трубопроводы следует .проверять по прочности и деформациям поперечного сечения.
5.35. Расчетные сопротивления материала труб для подземного трубопровода следует определять по формуле
(24)
где R—расчетное сопротивление материала труб, определяемое согласно п. 5.3; К1 — коэффициент условий прокладки подземного трубопровода, принимаемый равным 0,8—для трубопроводов, прокладываемых в местах, труднодоступных для рытья траншей в случае его повреждения; 0,9—для трубопроводов, прокладываемых под усовершенствованными покрытиями; 1,0—для остальных трубопроводов.
5.36. Несущая способность подземных трубопроводов должна проверяться путем сопоставления предельно допустимых расчетных характеристик материала трубопровода с расчетными нагрузками на трубопровод, при этом внешние, нагрузки приводятся к двум эквивалентным противоположно направленным вдоль вертикального диаметра линейным нагрузкам.
5.37. Полная расчетная приведенная (эквивалентная) линейная нагрузка Рпр, Н/м (кгс/м) должна определяться по формуле
(25)
где Q — равнодействующие расчетных вертикальных нагрузок, H/м (кгс/м), определяемые и в соответствии с требованиями пп 5.44—5.48; ?? — коэффициент приведения нагрузок, определяемый согласно указаниям п 5.38; ?? — коэффициент, учитывающий боковое давление грунта на трубопровод, определяемый в соответствии с указаниями п. 5.39.
5.38. Значение коэффициента приведения нагрузок ?? следует принимать зависимости от способа опирания трубопровода на грунт:
а) для нагрузок от давления грунта: при укладке на плоское основание—0,75; при укладке на спрофилированное основание с углом охвата трубы 2а= 70°—0,55, 2а =90°— 0,50, 2а = 120° — 0,45;
б) для нагрузок от массы трубопровода и транспортируемого вещества: при укладке на плоское основание — 0,75, при укладке на спрофилированное основание с углом охвата трубы 2а = 75°— 0,35, 2а =90°— 0,30, 2а= 120°—0,25.
5.39. Величину коэффициента ??, учитывающего боковое давление грунта на трубопровод, следует принимать в зависимости от степени уплотнения засыпки в пределах от 0,85 до 0,95.
5.40. Несущую способность подземных трубопроводов по условию прочности следует проверять на действие только внутреннего давления транспортируемого вещества, при этом полное расчетное приведенное (эквивалентное) напряжение ??пр, МПа (кгс/см2), вычисленное в соответствии с требованиями п. 5,18 должно удовлетворять неравенству
(26)
где R1 — расчетное сопротивление материала труб для подземного трубопровода, МПа (кгс/см2), определяемое согласно п. 5,35.
5.41. Несущую способность подземного трубопровода по условию предельно допустимой величины овализации. поперечного сечения трубы (укорочения вертикального диаметра) следует определять по формуле
(27)
где 100%— относительная деформация вертикального
диаметра трубы, %, РПР—расчетная внешняя приведенная нагрузка на трубопровод, Н/м (кгс/см), определяемая в соответствии с требованиями п.5.37, РЛ—параметр, характеризующий жесткость трубопровода, Мпа (кгс/см2), вычисляемый по формуле (38), Д— Наружный диаметр трубопровода, м (см); ??—коэффициент, учитывающий распределение нагрузки и опорной реакции, который следует принимать: при укладке трубопровода на плоское основание — 1,3, при укладке на спрофилированное основание 1,2; ??—коэффициент, учитывающий совместное действие отпора грунта и внутреннего (внешнего) давления, вычисляемый по формуле
(28)
—предельно допустимая величина овализации поперечною сечения трубы, %, принимаемая для труб из полиэтилена высокого и низкого давления—5%, полипропилена—4%, поливинилхлорида-3,5%.
В формуле (28) РГР—параметр, учитывающий отпор грунта, определяемый по формуле (37); Р—внутреннее давление транспортируемого вещества (считается положительным) или внешнее равномерное радиальное давление (считается отрицательным), которое может быть атмосферным (при образовании в трубе вакуума) или гидростатическим (при прокладке трубопровода ниже уровня воды) или давлением грунта.
5.42. Несущую способность подземного трубопровода по условию устойчивости круглой формы поперечного сечения следует проверять соблюдением неравенства
(29)
где РКР—предельная величина внешнего равномерного радиального давления, МПа (кгс/см2), которое труба способна выдержать без потери устойчивости круглой формы поперечного сечения; К2— коэффициент условий работы трубопровода на устойчивость, принимаемый равным К2?? 0,6; РПР — расчетная внешняя приведенная нагрузка, Н/м (кгс/см), вычисляемая в соответствии с требованиями п. 5.37 РВАК—величина возможного на расчетном участке трубопровода вакуума, Мпа (кгс/см2), РГ.В—внешнее гидростатическое давление грунтовых вод на трубопровод, МПа (кгс/см2), определяемое по формуле
(30)
Д—наружный диаметр трубопровода, м (см);
В формуле (30) ??В—плотность воды, с учетом растворенных в ней солей, Н/м3 (кгс/см3); НГ.В — высота столба грунтовой воды над верхом трубопровода, м (см).
5.43. За критическую величину предельного внешнего равномерного радиального давления следует принимать меньшее из значений, вычисленных по формулам:
(31)
(32)—(33)
где РГР, РЛ— параметры, определяемые соответственно по формулам (37) и (38). -
5.44. Расчетная нагрузка на трубопровод от давления грунта QГР, Н/м (кгс/см) должна определяться по формулам:
при укладке в траншее
(34)
при укладке в насыпи
(35)
где nГР— коэффициент перегрузки давления грунта, принимаемый по табл 10; qHГР—нормативная вертикальная нагрузка от давления грунта, Н/м2 (кгс/см2), определяемая согласно п.5.8; В—ширина траншеи на уровне верха трубопровода, м (см); Д—наружный диаметр трубопровода, м (см); КГР—коэффициент вертикального давления грунта, определяемый по табл. 13; КН—коэффициент концентрации давления грунта в насыпи, определяемый по формуле.
(36)
Таблица 13
|
Глубина заложения трубопро-вода, Н, м |
Коэффициент вертикального давления КГР для грунтов |
. Глубина заложения трубопровода, Н, м |
Коэффициент вертикального давления КГР для грунтов |
||
|
|
Пески, супеси, суглинок твердый |
Суглинок. пластинчатый, глина твердой консистенции |
|
Пески, супеси, суглинок твердый |
Суглинок пластинчатый, глина твердой консистенции |
|
0,5 |
0,82 |
0,85 |
5,0 |
0,43 |
0,46 |
|
1,0 |
0,75. |
0,78 |
6,0 |
0,37 |
0,40 |
|
2,0 |
0,67 |
0,70 |
7,0 |
0,32 |
0,34 |
|
3,0 |
0,55 |
0,58 |
8,0 |
0,29 |
0,32 |
|
4,0 |
0,49 |
0,52 |
|
|
|
В формуле (36): РГР—параметр, характеризующий жесткость засыпки, МПа (кгс/см2), рассчитываемый по соотношению
(37)
РЛ—параметр, характеризующий жесткость трубопровода, МПа (кгс/см2), рассчитываемый по формуле
(38)
В формулах (37) и (38): ЕГР —модуль деформации грунта засыпки, принимаемый в зависимости от степени уплотнения грунта: для песчаных грунтов—от 8,0 до 16,0 МПа (от 80 до 160 кгс/см2), для супесей и суглин-ков—от 2,0 до 6,0 МПа (от 20 до 60 кгс/см2), для глин—от 1,2 до 2,5 МПа (от 12 до 25 кгс/см2); Е —модуль ползучести материала труб, МПа (кгс/см2), определяемый в соответствии с требованиями п. 5.4.
5.45. Расчетная нагрузка на трубопровод от транспорта Н/м (кгс/см) должна определяться по формуле
(39)
где ??тр — коэффициент перегрузки от транспортных нагрузок, принимаемый по табл. 10; qНТР—нормативное равномерно распределенное давление от транспорта, Н/м2 (кгс/см2), определяемое в соответствии с п. 5.13;. Д—наружный диаметр трубопровода, м (см).
5.46. Расчетная нагрузка на трубопровод от равномерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки QР, Н/м (кгс/см), должна определяться по формуле
(40)
где nP — коэффициент перегрузки от нагрузок на поверхности грунта, принимаемый по табл. 10; qP —интенсивность равномерно распределенной нагрузки, Н/м2 (кгс/см2); Д— наружный диаметр трубопровода, м (см); КН—коэффициент вычисляемый по формуле (36).
5.47. Расчетные нагрузки на основание траншеи от массы трубопровода и транспортируемого вещества . должны рассчитываться по формулам (3) и (6) с учетом соответствующих коэффициентов перегрузки.
5.48. Расчетную нагрузку, вызывающую всплытие трубопровода, от давления грунтовых вод QГ.В, Н/м (кгс/см) следует определять по Формуле
(41)
где nГ.В— коэффициент перегрузки от гидростатического давления грунтовых вод, принимаемый по табл. 10: qНГ.В— нормативная нагрузка от гидростатического давления грунтовых вод, Н/м (кгс/м), определяемая в соответствии с п. 5.9.
5.49. При укладке трубопроводов в малосвязных грунтах, не обеспечивающих надлежащего защемления его грунтом, и при отсутствии компенсации температурных удлинений необходимо предусматривать мероприятия, препятствующие выпучиванию трубопровода: увеличивать глубину заложения трубопровода (до 50%), избегать укладки криволинейных участков с малым радиусом изгиба и пр.
ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ
6.1. Необходимость применения изоляции для трубопроводов следует устанавливать в каждом конкретном случае в зависимости от физико-химических свойств материалов труб и транспортируемого вещества, места и способа прокладки трубопровода, требований технологического процесса, техники безопасности, а также в соответствии с нормированной плотностью теплового потока.
6.2. При проектировании тепловой изоляции для трубопроводов следует, кроме требований настоящей Инструкции, руководствоваться требованиями главы СНиП по проектированию тепловых сетей, Инструкции по проектированию тепловой изоляции оборудования и трубопроводов промышленных предприятии, а также другими нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.
