Тогда толщина стенки труб

,

где D _Н – наружный диаметр трубы.

Если эта толщина не совпадает с заданным значением, то расчет повторяют в той же последовательности, принимая новое значение толщины стенки, близкое к определенному по формулам.

Сварные стыковые швы принимаются равнопрочными основному металлу с учетом расчетного коэффициента прочности. Расчет угловых швов, соединяющих штуцер (врезку) с трубой, производят по формуле

(d_H – δ_В) (δ_В – с)

K_min = 2,1 δ_В , (5.52)

d

где K_min – минимальный расчетный размер углового шва; δ_В – расчетная толщина стенки штуцера; d_H – расчетный наружный диаметр штуцера; d – расчетный внутренний диаметр штуцера.

Минимальный размер шва должен быть не менее толщины стенки штуцера.

Применение угловых швов требует обязательной подготовки кромок, если толщина свариваемых элементов более 15 мм. Во всех остальных случаях должны применяться стыковые сварные соединения. В том случае, ко-

гда в составе трубопроводов имеются гнутые элементы, не разрешается размещать сварные швы на гнутых участках. Запрещается также размещать

штуцеры, дренажные трубы и другие врезки в местах сварных швов, а также гнутых участков.

При сварке трубопроводов диаметром более 100 мм, если свариваемые трубы или детали имеют продольные швы, не разрешается совпадение швов. При сборке таких элементов следует размещать продольные швы относительно друг друга таким образом, чтобы смещение составляло не менее трехкратной толщины стенки трубы, но не менее 100 мм.

Трубопроводы иногда устанавливают на опорах: анкерных, устанавливаемых в конечных точках и в местах изменения направления оси; промежуточных, не препятствующих продольным перемещениям. Конструкции опор зависят от диаметра труб d. При d = 0,6 м применяются скользящие опоры, при d = 0,6…1,5 м – седловые, при больших ( d ≥ 1,5 м) – катковые или качающиеся, либо трубы непосредственно опираются на оголовок колонн.

Наиболее распространенным методом компенсации температурных деформаций трубопроводов является самокомпенсация. Она достигается такой конфигурацией трубопроводов, которая обеспечивает при нагревании и под действием внутреннего давления удлинение труб без передачи чрезмерных усилий на опоры и технологическое оборудование и без появления в металле труб опасных напряжений. В процессе самокомпенсации происходит изгиб как прямолинейных, так и криволинейных участков, напряженное состояние которых резко отличается от прямых труб.

Если δ / R > 1 / 20, то такие трубопроводы называют толстостенными , и в этом случае приходится учитывать неравномерность распределения напряжений по толщине стенки. Решение задачи о распределении напряжений в стенках толстостенного кругового цилиндра бесконечной длины, нагруженного равномерным внутренним и наружным давлением, впервые было предложено Ляме.

В частном случае нагружения толстостенного трубопровода только внутренним давлением р_В напряжения в стенке трубы вычисляются по формулам:

R_B ² R_H ²

σ _ρ = р _В 1 - ;

R ²_н – R_B² ρ ²

( 5.53 )

R_B ² R_H ²

σ _t = p _В 1 + ,

R _H ² – R_B ² ρ ²

где σ _ρ – нормальные радиальные напряжения; σ _t - нормальные кольцевые напряжения; R _B и R _H – соответственно внутренний и наружный радиусы трубы; ρ – расстояние рассматриваемой точки от оси цилиндра.

Эпюры напряжений по толщине стенки трубопровода изображены на рис.5.27. В любом случае прочность трубопровода проверяется по внутрен- ней стенки, которая нагружается интенсивнее. Условие прочности с использованием энергетической теории:

σ _{э к в} = σ _t² + σ _ρ² – σ _t σ _ρ ≤ σ _{п р е д} , (5.54)

(+)

2 r R σ _t

p

(( σ _r

(-)

Рис. 5.27. Распределение напряжений в стенке толстостенного

Трубопровода

где σ _{п р е д} – предельное напряжение, за которое принимается или предел прочности σ _В , или предел текучести σ _Т .

Контрольные вопросы

1.Классификация листовых конструкций по назначению и характеру работы?

2.Особенности проектирования и изготовления оболочковых конструкций?

3.Пластины, их классификация?

4.Классификация оболочек?

5.Безмоментная теория расчета оболочек?

6.Уравнение Лапласа?

7.Определение напряжений в цилиндрической оболочке?

8.Определение напряжений в сферической оболочке?

9.Проверка прочности оболочек?

10.Назначение и конструктивные особенности сварных вертикальных резервуаров?

11.Определение расчетной толщины обечайки вертикального резервуара?

12.Проверочные расчеты обечайки резервуара?

13.Условие обеспечения прочности пояса стенки резервуара?

14.Краевой эффект в цилиндрических резервуарах?

15.Методы уменьшения влияния краевого эффекта?

16.Назначение и конструктивные особенности горизонтальных резервуаров?

17.Схема расчета цистерн?

18.Проверка устойчивости формы цистерны?

19.Оценка прочности цистерны?

20.Особенности оптимального проектирования горизонтальных резервуаров?

21.Назначение шаровых резервуаров?

22.Условие прочности шаровой оболочки?

23.Определение толщины стенки шарового резервуара?

24.Проверка устойчивости сферической оболочки?

25.Расчет опорных стоек сферического резервуара?

26.Конструктивные особенности каплевидных резервуаров?

27.Оценка прочности каплевидного резервуара?

28.Назначение, условия работы и конструктивные особенности сварных труб и трубопроводов?

29.Оценка прочности трубопроводов?

30.Расчет устойчивости трубопроводов?

31.Расчет сварных соединений трубопроводов?

Поиск по сайту: