33 subscribers

Расчет толщины стенки трубопровода теплосети

В данной статье Вы узнаете, как подбирается толщина трубопровода. Если вы до сих пор не знаете, как выполнить расчет толщины стенки трубопровода теплосети, то после прочтения данной статьи узнаете. Расчет производится по «Нормам расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды» РД 10-249-98, и "ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ. Нормы и методы расчета на прочность" СТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗА 10.001-2009.

Исходные данные:

1) трубы стальные прямошовные электросварные ГОСТ 20295-85, из стали 17Г1С по ГОСТ 19281-2014 в ППУ изоляции, Дн=1020х11мм;

2) расчетное давление Р=1.6 МПа;

3) расчетная температура Т=150 С°;

4) срок службы теплосети tС=30 лет.

В соответствии с РД 153-34.1-17.465-00 принимаем агрессивность сетевой воды (трубопроводы тепловых сетей) как допустимую со скоростью коррозии V1=0,085 мм/год.

Расчет:

Номинальная толщина стенки прямой трубы должны быть не менее определенной по формуле:

S=SR+ С (мм)

где SR- расчетная толщина стенки трубопровода по заданным значениям расчетного давления и номинального допускаемого напряжения

SR=Р*Dа/(2ф*[б]+Р)(мм)

где Р - расчетное давление - 1,6 МПа

Da - наружный диаметр трубы (мм)

ф - коэффициент прочности продольного сварного соединения. В соответствии с п.4.2.1.1 РД 10-249-98 принимается ф=1.

[б] - номинальное допустимое напряжение для стали 17Г1С и температуры Т=150С° принимается равным 171 МПа (табл.2.2 РД 10-249-98)

Примечание (для будущих расчетов):

1) для стали 17Г1С – при температуре от 0 С° до 100 С° значение 177 МПа, а для температуры 200 С° значение 165 МПа, методом интерполяции находим для температуры 150 С° значение 171 МПа;

2) для стали 20 – при температуре от 20 С° до 100 С° значение 147 МПа, а для температуры 200 С° значение 140 МПа, методом интерполяции находим для температуры 150 С° значение 143,5 МПа и для температуры допустим 130 С° значение 144,9 МПа;

3) для стали 09Г2С – при температуре от 0 С° до 100 С° значение 170 МПа, а для температуры 200 С° значение 150 МПа, методом интерполяции находим для температуры 150 С° значение 160 МПа и для температуры допустим 130 С° значение 164 МПа.

Если не знаете, как считать и пользоваться интерполяцией то читайте статью: "Интерполяция" .

SR=Р*Dа/(2*ф*[б]+Р) = 1.6*1020 / (2*1*171+1.6) = 1632 / 343.6 = 4.75 (мм)

С - суммарная прибавка к расчетной толщине стенки трубопровода.

C=C1+C2 (мм)

где C1 -минусовое отклонение толщины стенки трубы принимаем по ГОСТ 19903-74;

С2 - эксплуатационная прибавка на коррозию.

С2 = С21 + С22

С21 – внутренняя коррозия;

С22 – наружная коррозия.

C1= - 0.8 мм для диапазона толщин 10-12.7 мм (ГОСТ 19903-2015 табл. 3)

Примечание (для будущих расчетов):

1) для диапазона толщин 12.7-15 мм C1= - 0.8 мм;

2) для диапазона толщин 7.5-10 мм C1= - 0.8 мм;

3) для диапазона толщин 5.5-7.5 мм C1= - 0.6 мм;

4) для диапазона толщин 3.9-5.5 мм C1= - 0.4 мм.

В соответствии с СТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗА 10.001-2009 (см. п.5.4.8) при сроке службы 30 лет прибавка на внутреннюю коррозию составит:

С21 = tС *V1 = 30*0,085 = 2.55 (мм)

Учитывая п.5.4.9 СТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗА 10.001-2009 принимается V2=0 – т.к. труба в ППУ изоляции.

С22 = tС *V2 = 30*0 = 0 (мм)

С2 = 2.55 + 0 = 2.55 (мм)

Для Дн=1020 из стали 17Г1С получаем:

SR = 4.75 мм;

С1 = 0.8 мм;

С2 = 2.55 мм;

С = С1 + С2 = 0.8 + 2.55 = 3.35 мм

SТРЕБ=SR + С = 4.75 + 3.35 = 8.1 мм

Принимаем S = 9 мм.

Проверка применимости формулы, определения расчетной толщины стенки.

(S-C)/Da < 0.25

Подставим полученные значения и проверим:

(9 - 3.35)/1020=0.0055 < 0.25

Следовательно, условие применимости формулы выполняется.

Толщина стенки трубопровода
Толщина стенки трубопровода
Толщина стенки трубопровода

И как вывод. Отношение толщины стенки принятой в проекте к толщине стенки обеспечивающей нормативные прочностные характеристики составляет:

К = SПРИНЯТ/SТРЕБ= 11 / 8.1 = 1.35

В соответствии со специальными техническими условиями коэффициент запаса должен быть не менее 1.1.

Условие запаса прочности по толщине стенки выполнено (К = 1.35).