8.2.1 Полный поверочный расчет состоит из нескольких расчетов на различные сочетания нагрузок и воздействий, называемых этапами расчета (таблица 8.1). Критерии прочности, соответствующие каждому этапу расчета, приведены в 8.6.1.
Таблица 8.1 - Сочетания нагрузок и воздействий
N этапа | Наименование этапа расчета | Сочетание нагрузок и воздействий по таблице 6.1 | Цель расчета |
Режим ПДН (постоянные и длительные временные нагрузки) | |||
1 | Действие постоянных и длительных временных несамоуравновешенных нагрузок в рабочем состоянии | 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8 | Оценка статической прочности; оценка устойчивости |
2 | Совместное действие постоянных и всех длительных временных нагрузок и воздействий в рабочем состоянии | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 | Оценка нагрузок на оборудование, опоры и конструкции; оценка перемещений |
3 | Совместное действие постоянных и всех длительных временных нагрузок и воздействий в холодном состоянии | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 | Определение нагрузок на оборудование, опоры и конструкции; оценка перемещений |
4 | Расчет на действие циклических воздействий | Разность усилий по этапам 2 и 3 | Оценка циклической прочности (выносливости) |
Режим ПДКОН (постоянные, длительные временные, кратковременные и особые нагрузки) | |||
5 | Действие постоянных, длительных временных, кратковременных и особых несамоуравновешенных нагрузок в рабочем состоянии | 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 13, 14, 15 | Оценка статической прочности; оценка устойчивости |
6 | Совместное действие всех нагрузок и воздействий в рабочем состоянии | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 | Оценка нагрузок на оборудование, опоры и конструкции; оценка перемещений |
Режим "сейсмика" | |||
7 | Действие постоянных, длительных временных, кратковременных несамоуравновешенных и сейсмических нагрузок в рабочем состоянии | 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 16 | Оценка статической прочности; оценка устойчивости |
8 | Совместное действие всех нагрузок и воздействий в рабочем состоянии и сейсмических нагрузок | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 16 | Оценка нагрузок на оборудование, опоры и конструкции; оценка перемещений |
8.2.2 Поверочный расчет трубопровода осуществляют как на постоянные и длительные временные нагрузки (режим ПДН), так и на дополнительные воздействия кратковременных нагрузок (режим ПДКОН), а также на особое сочетание нагрузок при сейсмическом воздействии (режим "сейсмика"). Шифры нагрузок и воздействий указаны в таблице 6.1.
Расчеты этапов 1, 2, 3, 4 являются обязательными. Расчеты этапов 5, 6 не обязательны.
Необходимость дополнительного поверочного расчета этапов 5, 6 определяют заказчик или органы надзора.
Расчеты этапов 7, 8 обязательны для трубопроводов, расположенных на площадках с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов по шкале MSK-64.
8.2.3 Расчет по этапам 5 и 6 должен быть выполнен с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий. Выбор учитываемых в расчетах типов кратковременных и особых нагрузок из таблицы 6.1 и их сочетаний определяет проектная организация из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок на трубопровод. В зависимости от учитываемого состава нагрузок следует различать:
а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных (1-6), длительных временных (7-10) и кратковременных (11-15) нагрузок;
б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных (1-6), длительных временных (7-10), кратковременных (11-15) и одной из особых нагрузок (16). В особых сочетаниях нагрузок кратковременные нагрузки (11-15) допускается не учитывать.
8.2.4 Если трубопровод эксплуатируют при различных режимах работы (температура, давление, состояние вкл./выкл. насосов, задвижек и т.д.), то расчет следует выполнять для того режима работы, которому соответствуют наиболее тяжелые условия нагружения всех элементов трубопровода.
Если такой режим невозможно установить, то расчет выполняют для каждого из возможных режимов работы и производят проверку статической прочности, определяют нагрузки на оборудование по этапам 1, 2 или 5, 6 (в зависимости от длительности режима).
8.2.5 Расчет трубопровода в состоянии испытаний проводят в режиме ПДКОН. При этом расчетную температуру и давление принимают согласно 6.2.2. Вместо веса теплоносителя задают вес вещества, с которым проводят гидравлические испытания. По этапу 5 учитывают нагрузки 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, а по этапу 6 - нагрузки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 (см. таблицу 6.1).
8.2.6 Свойства материала (модуль упругости , коэффициент линейного расширения ) при 20 °С и при расчетной температуре должны соответствовать государственным стандартам, техническим условиям и другим действующим нормативно-техническим документам и должны быть подтверждены сертификатами заводов-изготовителей.
Значения , , определяют по нормативным и справочным данным в зависимости от температуры. Допускается принимать , , , для электросварных труб и деталей по ГОСТ Р 52857.1, для бесшовных - по [6].
Значения , , определяют на этапах 1, 2, 5, 6 при расчетной температуре , на этапе 3 - при температуре 20 °С. См. таблицу 8.2.
Таблица 8.2 - Учет температурного расширения, смещений и монтажной растяжки на различных этапах
Этап и цель расчета | , , принимают равными | , , принимают при |
Этапы 1, 5, 7 | , 0, 0 | |
Этапы 2, 6, 8
| , , | |
Этапы 2, 6, 8
| , , | |
Этап 3
| , , | 20 °С |
Примечания 1 - "собственные" смещения опор от нагрева присоединенного оборудования. 2 - предварительная (монтажная) растяжка и "собственные" смещения опор не от нагрева присоединенного оборудования. |
Если расчетная температура ниже 20 °С, то , и допускается принимать при температуре 20 °С.
8.2.7 На этапах 2 и 6 расчет ведут на положительный или отрицательный температурный перепад в соответствии с 6.2.7. На этапах 1, 3 и 5 расчет ведут при нулевом температурном перепаде (принимают , см. таблицу 8.2).
8.2.8 На этапе 3 при определении влияния сил трения или отклонений подвесок необходимо учитывать, что перед началом охлаждения трубопровод имеет перемещения, обусловленные его нагревом в рабочем состоянии по этапу 2.
8.2.9 Напряжения на всех этапах вычисляют по номинальной толщине стенки элемента.