ТРУБОПРОВОДЫ СУДОВЫЕ
МЕТОДИКА РАСЧЕТА БЕЗОТКАЗНОСТИ
И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ
И ДОПУСТИМЫЕ СКОРОСТИ ПОТОКА
МОРСКОЙ воды
ОСТ5.5Ю4—79
ИЗДАНИЕ ОФИЦИАЛЬНОЕ
РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским институтом стандартизации
Директор Б. В. Подсевалов
Начальник отделения Ю. М. Брусельницкий
Начальник отдела А. ГТ. Фомин
Руководитель темы С. В. Коркош
Исполнитель Б. А. Парфенов
и ордена Трудового Красного Знамени Центральным научно- исследовательским институтом технологии судостроения (ЦНИИТС)
Директор И. М. Савченко
Начальник отделения Б. С. Дмитриев
Начальник лаборатории В. Д. Пирогов
Руководитель темы, исполнитель Т. В. Еременко
ВНЕСЕН Центральным научно-исследовательским институтом стандартизации
Директор института Б. В. Подсевалов
ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Отделом стандартизации Министерства
Начальник отдела В. В. Беляшин
УТВЕРЖДЕН Главным управлением Министерства по научно- исследовательским работам
Начальник ГУНИР В. Д. Пыталь
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Директивным указанием Министерства от 24.04.79 г. № 32/716-5104
СОГЛАСОВАН с ММФ и МРХ
ОДОБРЕН Регистром СССРУ
Группа Д45
Ж 621.643.4-192:629.12.06ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ
ТРУБОПРОВОДИ СУДОВЫЕ
МЕТОДИКА РАСЧЕТА БЕЗОТКАЗНОСТИ И 0СТ5.5104-79
ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ И ДОПУСТИТЕ Взамен 0СТ5.5104-73
СКОРОСТИ ПОТОКА МОРСКОЙ вода
ОКСТУ 2903
Распоряжением Министерства от 20.04.79 г. М 32/7-5104-32-617 срок введения установлен о 01.07.1980 г.
Настоящий, стандарт распространяется на элементы трубопроводов морской холодной воды с температурой на более 313 К (40 °С) из стали, оцинкованной горячим способом стали, меди, медно-нике- левах сплавов и спецсплавов и элементы трубопроводов морокой горячей воды с температурой выше 313 К (40 °С) из стали, оцинкован ной горячим способом стали, меди и медно-никелевнх сплавов, применяемых на судах.
Стандарт устанавливает допустише величины скорости потока морской воды в трубопроводах с учетом диаметра груб и методику расчета безотказности и долговечности элементов трубопроводов на стадии проектирования. —
онииЕ полоїения
Основные термины и определения, применяемые в стандарте, соответствуй ГОСТ 27.002-83 , 0СТ5.5349-78.
Г
Издание официальное
Р 8І35І42 от 23.07.79 ПерепечаткаПроверен в 1985 году воспрещенаСтандарт предусматривает выбор скоростей потока морской вода в зависимости от материала и диаметра труб и расчета показателей безотказности и долговечности дяя элементов 3, 2 и 1-й категорий.
Классификация элементов по категориям приведена в таблице рекомендуемого приложения 3.
При расчете показателей безотказности и долговечности определяющим фактором для труб из стали, меди и медно-никелевых сплавов и спецсплавов является коррозионная стойкость трубопроводов в морской воде.
ВЫБОР СКОРОСТИ ПОТОКА МОРСКОЙ ВОЛН
Допустимые скорости потока морокой воды для труб различного диаметра из стали марки 10, 20 с цинковым покрытием и без покрытия, меди МЗр, сплавов МН35-І, МН АїМцб-1,5-1-1 и МНАЇМц6-0,8-0,8-0,6 для элементов 3,2 и 1-й категорий не должны превышать величин, приведенных в черт.1 - 4 обязательного приложения I.
Примечание. Под скоростью потока понимается осред- ненная по площади сечения труб скорость потока морской воды.
Для труб из спецсплава величина скорости потока морской вода не ограничивается.
Для объектов, к которым предъявляются особые требования по шуму и вибрации, скорость потока морской вода не должна превышать значения 9,6 ^Рвя, где Рвн - минимальное рабочее давление в системе, МПа.
Для редко действующих систем и систем, работающих кратковременно или в аварийном режиме, допускается использование больших скоростей потока морской вода в трубопроводе при условии обеспечения показателей безотказности, долговечности и тре-
бований п.2.3.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ
БЕЗОТКАЗНОСТИ И даЛГОВЕЯНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ
ТРУБОПРОВОДОВ
Расчет показателей безотказности и долговечности элементов трубопроводов с учетом диаметра труб производится на стадии технического и уточняется на стадии рабочего проектирования.
Надежность трубопроводов морской вода определяется надежностью входящих в их состав элементов. Определение показателей безотказности и долговечности начинается с элементов 3-й категории, при их отсутствии - 2й и 1-1 категорий.
При оценке безотказности и долговечности элементов трубопроводов определяются следующие показатели:
показатель безотказности -
средняя наработка до отказа Тер, года;
показатели долговечности -
средний ресурс до списания Тр, года;
средний срок службы до списания Тел или Тпр, год.
Под отказом элемента трубопровода понимается событие, заключающееся в нарушении работоспособности. Последнее может быть вызвано уточнением стенки трубы до величины S^>n , при которой напряжение в трубопроводе под действием внутреннего давления достигнет предела прочности (для труб из меди и медно-нике- левнх сплавов) или предела текучести (для труб из стали).
Под средним ресурсом до списания понимается средняя наработка элемента трубопровода от начала эксплуатации до его списания, обусловленного предельным состоянием, по достижении которого дальнейшая эксплуатации трубопровода из условий безопасно-оти является недопустимой.
Критерием предельного состояния элемента трубопровода является уточнение стенки трубы до величины S'yon , при которой напряжение в трубопроводе под действием внутреннего давления достигнет допускаемого значения, или до величины, назначаемой в соответствии с требованиями нормативно-технической документации, по дефектации трубопроводов.
Под средним сроком службы до списания понимается средний срок службы элемента трубопровода от начала эксплуатации до его описания, обусловленного появлением отказа Тел или уточнением стенки трубы до величины, соответствующей предельному состоянию Тпр.
Исходными данными для определения количественных показателей безотказности и долговечности элементов трубопровода являются? материал трубы, категория элемента, размер трубы (внутренний диаметр d^ и толщина стенки S ), коэффициенты, характеризующие условия эксплуатации (таблица рекомендуемого приложения 4), и внутреннее давление в трубопроводе Рвн.
При разных диаметрах магистрали и отростка расчетной толщиной стенки трубы при определении показателей долговечности и безотказности является: в случае разделения потока - толщина стенки отростка, в случае слияния потоков - толщина стенки магистрали, в случае отсутствия потока в отростке - толщина стенки отростка. При этом расчет показателей безотказности и долговечности производится: в случае разделения потока - при скорости морской воды в отростке, в случае слияния потока - при скорости морской воды в магистрали по потоку за отростком, в случае отсутствия потока в отростке - при скорости потока в магистрали.
Материал труб судовых систем забортной воды выбирается
ао 0СТ5.5462-82 и 0СТВ5.5501-81; толщина цинкового защитного покрытия стальных труб должна соответствовать требованиям 0СТ5.9039-79. .Категория элементов определяется в процессе анализа схем трубопроводов (см.таблицу рекомендуемого приложения 3). Внутренний диаметр труб выбирается по результатам гидравлического расчета, выполненного с учетом ограничения допустимих скоростей в соответствии с настоящим стандартом (см.черт.1 - 4 обязательного приложения I).
Толщина стенок труб должна соответствовать ограничительному сортаменту труб в зависимости от внутреннего диаметра. Коэффициент интенсивности эксплуатации Kj выбирается по таблице рекомендуемого приложения 5.
Расчет средней наработки, до отказа и среднего ресурса до списания элементов трубопровода, выполненных из меди и медно- | никелевых сплавов, при скоростях потока морской воды, не превышавших значений, представленных на черт.1 - 3 обязательного при-' ложения I, производится по формулам: j
т - £ ~ Ss°n ft) і
-S* ~ Sg0n
'p= (2)
где S - толщина стенки трубы, мм, выбирается по ограни- j чительному сортаменту; ■
S^>n ~ толщина стенки трубы, соответствующая появлению | отказа, мм; рассчитывается или выбирается в зави- і симооти от категории элемента и давления в трубопроводе в соответствии с рекомендуемым приложе-{ - іниєм 6;
S'^on- толщина стенки трубы, соответствушая предельному состоянию, мм} рассчитывается или выбирается в зависимости от давления в трубопроводе в соответствии с рекомендуемым приложением 6;
•- скорость коррозии внутренней поверхности труб в потоке морской вода, принимаемая равной значению, приведенному на черт.1 - 3 обязательного приложения I, в зависимости от скорости потока морской вода и категории элемента, мм/год;
- скорость коррозии внутренней поверхности труб в неподвижной морской воде, принимаемая равной 0,05 мм/год независимо от материала труб.
Определение средней наработки до отказа элементов 3 и 2-й категорий, выполненных из меди и медао-никелевых сплавов при давлении в системе 1,6 Ша (16 кто/ом2) и 4,0 МПа (40 кгс/см2) и среднего ресурса до списания тех же элементов при давлении 0,4 МПа (4 гкс/см2) и 4,0 МПа (40 кгс/см2), производится по графикам черт.1 - 42 обязательного приложения 2, средняя наработка до отказа и средний ресурс до списания принимаются равными 25 годам.
Для элементов 1-й категории из меди и медно-никелевых сплавов при скоростях потока морской воды, не превышающих допустимые (черт.З обязательного приложения I), и давлении в системе до 4,0 МПа (40 кгс/см2) средняя наработка до отказа и средний ресурс до списания элементов принимаются равными 25 годам.
Расчет средней наработки до отказа и среднего ресурса то списания элементов 3, 2 и 1-й категорий из стали марки 10 с ■лотковым покрытием при скоростях, потока холодной и горячейморской волы, не превышающих значений, представленных на черт. 4 обязательного приложения 1, производится по формулам:
Тср=Т^+Т^-, (3)
Тр^Т'РЧТ^; (4)
'T'Fe S $ДОП ДЦП /£-
ср“ bK^ + v^l-Кг) ’
yFe 5 5доп аип
'р - bKl4n+v,(l-K1)’
TZn =^Zn-fl,sZnUn + c4-°-012,7х
где Гер и Тре—соответственно средняя наработка до отказа и средний ресурс до описания элементов трубопровода из стали марки 10 без цинкового покрытия, год;
Т'ср’ —средняя наработка элементов трубопровода до износа цинкового покрытия, год;
ип —скорость потока холодной и горячей морской воды, м/с;
szn —толщина цинкового покрытия, мм;
a, a', btb1, с' —коэффициенты, значения и размерность которых для элементов 3, 2 и 1-й категорий из стали марки 10 без покрытия и для цинкового покрытия толщиной свыше 0,100 мм приведены в табл. 1 рекомендуемого приложения 7;
ч/2— скорости коррозии труб из стали марки 10 и цинкового покрытия в неподвижной морской воде, мм/год, (см. табл. 1 рекомендуемого приложения 7).
В случае, если Тер равно 0,342 года или менее 0,342 года, величина Тер пересчитывается по формуле
Tzn _ szn Л — 0,012
' ср — ■ тг: > (°)
»2 (1 — Л)
где Ji—вспомогательное значение величины коррозии внутренней поверхности труб при наличии потока морской воды, мм. Значения Ji в зависимости от К±Т1р для толщин 0,100; 0,150;
0,200; 0,250 и 0,300 мм при скорости потока морокой воды 3,0 м/с приведены в табл. 2 рекомендуемого приложения 7. Для промежуточных ТОЛЩИН покрытия, промежуточных значений KiTep и скоро
сти потока морской воды менее 3,0 м/с величина J определяется линейной интерполяцией.
В случае, если (1 —KJ Т7Ср равно или менее 0,342 года, величина Тер пересчитывается по формуле
SZn—a'sZnUn+C'un-J2
b
(9)
где /г — вспомогательное значение величины коррозии внутренней поверхности труб в неподвижной морской воде, мм.
Значения І2 приведены в табл. 3 рекомендуемого приложения 7.
Определение средней наработки до отказа элементов 3, 2 и 1-й категорий, выполненных из стали марки 10, при скоростях потока холодной и горячей морской воды 3,0 м/с и давлении в системе 1,6 МПа (16 кгс/см2) и 4,0 МПа (40 кгс/см2), производится по графикам черт. 43—50 и 57—64 обязательного приложения 2. Средний ресурс до списания элементов 3, 2 и 1-й категорий, выполненных из стали марки 10 без покрытия при скорости потока морской воды 3,0 м/с и при давлении в системе 0,4 МПа (4,0 кгс/см2) и 4,0 МПа (40 кгс/см2), определяется по графикам черт. 51—56 и 65—70 обязательного приложения 2.
Определение средней наработки элементов 3, 2 и 1-й категорий до износа цинкового покрытия при скорости потока холодной и горячей морокой воды 3,0 м/с и толщине цинкового покрытия 0,100; 0,150; 0,200 и 0,250 мм производится по черт. 71—76 обязательного приложения 2.