Что такое рабочее давление трубопровода: Давление трубопровода рабочее — это… Что такое Давление трубопровода рабочее?

Содержание

Давление трубопровода рабочее — это… Что такое Давление трубопровода рабочее?

Давление трубопровода рабочее

«…4. Давление рабочее — максимальное избыточное давление на входе в элемент, определяемое по рабочему давлению трубопровода с учетом сопротивления и гидростатического давления. По величине рабочего давления в элементе трубопровода следует определять область применения материала…»

Источник:

Постановление Госатомнадзора РФ N 3, Госгортехнадзора РФ N 100 от 19.06.2003 «Об утверждении и введении в действие федеральных норм и правил в области использования атомной энергии «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды для объектов использования атомной энергии. НП-045-03» (Зарегистрировано в Минюсте РФ 10.07.2003 N 4885)

Официальная терминология.
Академик.ру.
2012.

Давление трубопровода пробное
Давление трубопровода разрешенное

Смотреть что такое «Давление трубопровода рабочее» в других словарях:

Давление трубопровода условное — 7. Давление условное рабочее давление среды в арматуре и деталях трубопроводов, при котором обеспечивается их длительная эксплуатация при 20 град. С… Источник: Постановление Госатомнадзора РФ N 3, Госгортехнадзора РФ N 100 от 19.06.2003 Об… … Официальная терминология
давление — 2.3 давление: Механическая величина, характеризующая интенсивность сил, действующих на внутреннюю (внутреннее давление среды) или наружную (внешнее давление воды, грунта) поверхность трубопровода по нормали к ней. Источник: СТО Газпром 2 2.1 318… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Рабочее давление воды — Давление воды в сечении подводящего к соплу прямого участка трубопровода, расположенного на расстоянии не более половины диаметра трубопровода от вентиля сопла, при полностью открытом вентиле, в рабочем режиме насоса при мойке Источник: ГОСТ… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
рабочее давление — Наибольшее избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана. Примечание Под… … Справочник технического переводчика
РАБОЧЕЕ ДАВЛЕНИЕ — такое (см.), при котором предусматривается нормальная работа сосуда, прибора, аппарата, котла, трубопровода и др. устройств, находящихся под давлением газов, паров млн. жидкостей, в условиях грамотной эксплуатации … Большая политехническая энциклопедия
рабочее давление — 3.8 рабочее давление: Давление воздуха на выходе из компрессора. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
давление рабочее — 3.10 давление рабочее: Максимальное давление газа в баллоне при температуре 20 °С. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
рабочее давление — наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры и деталей трубопровода (МПа, кгс/см2). (Смотри: ПБ 03 108 96. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов.) Источник:… … Строительный словарь
номинальное давление — 2.2.105 номинальное давление: Максимальное рабочее давление в пароварочном аппарате и в парогенераторе, указанное изготовителем для частей аппарата, находящихся под давлением. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
расчетное давление — 3.15 расчетное давление: Максимальное рабочее давление с учетом допустимых кратковременных повышений, при котором обеспечивается надежная работа барокамеры при рабочей температуре среды в течение заданного срока эксплуатации. Расчетное давление… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Расчет максимально допустимого рабочего давления при длительной эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 656.56:504.064.47

И.П.АБРАМОВ, И.Ю.ПОДАВАЛОВ

Самарский государственный технический университет

РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОГО РАБОЧЕГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДОВ

Рассмотрены вопросы прочностных расчетов магистральных нефтепроводов, прочностных характеристик дефектных участков труб, дефектов стенки труб их геометрии. Разработана автоматизированная программа расчета несущей способности магистрального неф-тепродуктопровода с построением эпюры несущей способности участка с линией гидравлического уклона, определяющего максимально допустимое по прочностным показателям рабочее давление на выходе нефтеперекачивающей станции.

The article studies issues of oil-trunk pipeline strength calculation, determination of strength characteristics of defective pipe sections, defects in pipe walls and their geometry. Automated software was developed to calculate bearing capacity of main oil-products pipelines with computer assisted construction of the bearing capacity diagram for sections with hydraulic grade line which limits the maximum output operating pressure at the booster stations permissible according to the strength characteristics.

Эксплуатация обширной сети магистральных трубопроводов ОАО «АК «Транснефтепродукт» требует внимания в вопросах безопасной эксплуатации, надежности и экологии. Учитывая то, что значительная часть участков трубопроводов работает более 30 лет, решение задач безопасной и надежной эксплуатации становится в настоящее время основной и требует особой технической стратегии.

Кроме постоянно проводимой диагностики трубопроводов и замены дефектных участков, важными являются разработка и применение нормативно-технической документации по оценке и анализу надежности действующих нефтепродуктопроводов. В 2002 г. Институтом проблем транспорта энергоресурсов (ИПТЭР) разработан РД 153-39.4Р-134-2002 «Методика расчета максимально допустимого рабочего давления при эксплуатации магистрального неф-тепродуктопровода с учетом старения стальных труб, циклической долговечности и данных технической диагностики».

Первые пробные расчеты несущей способности участка МНПП «Унеча-Дисна» (1-189 км), проведенные в ОАО «Юго-Запад

ТНП» в соответствии с указанным РД, по результатам внутритрубной диагностики показали, что прочностные расчеты несущей способности трубопровода, проводимые в соответствии с данным РД, позволяют определить предельно допустимое рабочее давление на участке с учетом изменения механических свойств и износа металла труб и без учета дефектов по соответствующей формуле СНиП 2.05.06-85 с введением в нее понижающих коэффициентов и mу :

Р(Тэ) =

25RH mK 5 my

nDBH KXKH

где 5 — номинальная толщина стенки трубы, мм; В. — коэффициент надежности

ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.167. Часть 2

по материалу; Кн — коэффициент надежности по назначению трубопровода.

Кафедрой трубопроводного транспорта СамГТУ на основании данного РД разработана автоматизированная программа расчета несущей способности магистрального неф-тепродуктопровода с автоматизированным выполнением графической части расчета, т.е. построением эпюры несущей способности всего участка с линией гидравлического уклона, определяющего максимально допустимое по прочностным показателям рабочее давление на выходе нефтеперекачивающей станции.

Для проведения расчетов на данной программе необходимо введение следующих исходных данных: раскладка труб по трассе магистрального нефтепровода; категорийность, километраж и пикетаж участков трубопроводов; количество и наименование нефтеперекачивающих станций; высотные отметки трассы трубопровода и некоторые другие. р + ц — sm р 1 2 %

где R — номинальный радиус трубы; t -толщина стенки трубы; п1 — коэффициент, учитывающий тип дефекта; п2 — коэффициент, учитывающий опасность последствий разрушения; k — коэффициент, учитывающий различные условия нагружения; Е -модуль упругости металла; р — радиус упругого изгиба трубопровода; ц — коэффициент, учитывающий соотношение продольных и окружных напряжений в трубе; р — угол наклона оси дефекта к оси трубы;

а Г =

М =

ав

1,15

; л =

Ао — Л

А -о М

; % =

Ао — А

А -о N

1 + 0,2625 —

0,5

; N =

1 + 0,041 —

0,5

ав — предел прочности материала трубы; Ас1 — замеренная или аппроксимированная

площадь сечения дефекта;

А = зы; Ао -площадь сечения сквозного дефекта; Ао = Lt.

Допустимое рабочее давление для трубы с опасным дефектом определяется по формуле Рд = КрРтах, где Ртах — нормативное рабочее давление трубы; Кр — коэффициент снижения рабочего давления.

Выполнен расчет по программе с ручным вводом в графическую часть значений несущей способности дефектных мест.

Учитывая большую протяженность магистральных нефтепродуктопроводов (19 тыс.км) и длительные сроки их эксплуатации (30-40 лет), на кафедре в настоящее время прорабатывается вопрос создания программного обеспечения мониторинга магистральных нефтепродуктопроводов в направлении их безаварийной и безотказной эксплуатации.

— 185

Санкт-Петербург. 2006

Промышленная трубопроводная арматура — Что такое Промышленная трубопроводная арматура?

Трубопроводная арматура это устройство, устанавливаемое на трубопроводах, агрегатах, сосудах

Трубопроводная арматура это устройство, устанавливаемое на трубопроводах, агрегатах, сосудах и предназначается для управления (отключения, регулирования, сброса, распределения, смешивания, фазораспределения) потоками рабочих сред (газообразной, жидкой, газожидкостной, порошкообразной, суспензии и т. п.) путем изменения площади проходного сечения.

Существует ряд государственных стандартов, регламентирующих требования, предъявляемые к трубопроводной арматуре.

В частности, основные параметры кранов необходимо смотреть по ГОСТ 21345-2005.

Требования к проектированию, изготовлению и испытаниям — по ГОСТ 12.2.063-81.

Типы, присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей фланцев — по ГОСТ Р 54432-2011.

Муфтовые концы — по ГОСТ 6527-68.

Разделку концов патрубков под приварку — по ГОСТ 16037-80.

Требования надежности — по ГОСТ 27.003-90.

Маркировку и окраску — по ГОСТ 4666-75.

Трубопроводная арматура характеризуется двумя главными параметрами: условным проходом (номинальным размером) и условным (номинальным) давлением. Под условным проходом (номинальным размером) DN или ДУ понимают параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей, например соединений трубопроводов, фитингов и арматуры ГОСТ 28338-89. Условный проход не имеет единицы измерения и приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах.

Условное (номинальное) давление PN или PУ — наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 20 °С, при котором обеспечивается заданный срок службы соединений арматуры и трубопровода, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках, прочности их при температуре 20 °С. Значения и обозначения номинальных (условных) давлений должны соответствовать указанным по ГОСТ 26349-84 в табл. 3.2.

Номинальные (условные) давления менее 0,01 МПа следует выбирать из ряда R5, а более 100 МПа — из ряда R20 по ГОСТ 8032-84.

Допускается применять обозначение номинального (условного) давления PУ вместо PN в конструкциях соединений трубопроводов и арматуры, разработанных до 01.01.92.

При маркировке допускается применять обозначение PN 6 вместо PN 6,3.

Рабочее давление Pр — наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры, то есть при рабочих температурах.

Пробное давление Рпр — избыточное давление, при котором должно производиться гидравлическое испытание арматуры и деталей трубопровода на прочность и герметичность водой при температуре не менее 5 и не более 70 °С. Значения пробных давлений для арматуры и деталей из различных материалов определяются по ГОСТ 356-80. Для Рр до 20 МПа пробное давление примерно в 1,5 раза больше рабочего.

Каталог Промышленной трубопроводной арматуры

Испытания нефтепроводов на прочность — Пути российской нефти

Энциклопедия технологий

Гидравлические испытания трубопроводов (опрессовка) относятся к операциям, контролирующим целостность магистрали и качество монтажа трубопровода с установленными на нем устройствами. Гидравлические испытания производятся на относительно небольшом участке трубопровода, который изолируется от основной линии и подвергается испытанию повышенным давлением, граничащим с допустимым. Если рассматриваемый участок выдерживает это испытание и сохраняет свою герметичность, то трубопровод на этом участке признается годным для дальнейшей эксплуатации. Если же участок не выдерживает, и в каком-либо его звене обнаруживается течь, которую фиксируют уменьшением давления на манометре, то весь испытуемый участок бракуется и после доработки испытывается вновь.

Гидравлическим испытаниям подвергают все новые трубопроводы (перед их сдачей в эксплуатацию), а также участки трубопроводов, которые находятся в эксплуатации уже длительное время, если на них выполнялся ремонт, частичная или полная модернизация. Кроме того, гидравлическим испытаниям подвергают все системы, при монтаже которых использовался метод стыковки труб «в муфту», поскольку стыки труб и места подключения арматуры, например задвижек, являются традиционно слабыми местами магистрали.

Следует отметить, что испытания технологических трубопроводов на прочность и герметичность бывают двух видов: гидравлические и пневматические, т. е. испытания нагнетанием в трубопровод жидкости или газа, соответственно. Как правило, нефте- и нефтепродуктопроводы испытывают гидравлическим способом, поскольку создание в трубах избыточного давления закачкой в них жидкости (являющейся, как известно, слабо сжимаемой средой) менее опасно, чем создание этого давления сжимаемым газом. Ведь если при испытании случится разрыв трубы, то давление в трубопроводе стремительно снизится, и какие-либо предметы и осколки трубы не разлетятся, тогда как в пневматических испытаниях (воздухом или инертным газом) разрыв трубы крайне опасен именно этим.

На время проведения пневматических испытаний трубопроводов внутри и снаружи помещения устанавливают охранную зону, пребывание людей в которой запрещается. Пневматический способ опрессовки применяют в нескольких случаях: когда температура окружающего воздуха ниже 0 °С, и вода может замерзнуть; когда на промышленной площадке не хватает необходимого количества воды, а также когда в трубопроводе и опорных конструкциях могут возникнуть чрезмерные напряжения от значительной массы воды (например, при в участках трубопровода большого диаметра и протяженности).

Процесс контроля целостности труб и качества соединения стыков методом опрессовки производится в несколько этапов. На первом этапе выполняют перекрытие и герметизацию испытуемого участка. Перекрытие участка осуществляют с помощью запорных устройств (задвижек или кранов), расположенных в начале и в конце участка. Герметизация участка состоит в перекрытии имеющихся отводов от магистрали и иных каналов для ухода жидкости. На втором этапе испытуемый участок подключают к источнику нагнетающего давления, который способен создать в системе давление на 20–30% большее, чем нормальное рабочее давление (как правило, давление испытания превышает рабочее давление на 25%, т. е. ), причем в качестве такого источника используется либо специальный насос для гидравлических испытаний трубопроводов, либо обычный насос, отвечающий за обеспечение напора в системе.

Прежде чем производить гидравлические испытания трубопровода, проверяют наличие и работоспособность монометров согласно установленной процедуре. И только после этого приступают к самим мероприятиям. При помощи манометра измеряют давление в системе. После того как оно достигнет уровня, гарантирующего полную ликвидацию остаточного воздуха в системе, ее проверяют на утечки. Испытательное давление при проверке на прочность выдерживают в течение 5 минут, после чего его снижают до рабочего и осматривают трубопровод. Если манометр показывает одно и то же давление в течение 30 минут, то герметичность трубопровода считается удовлетворительной, а проверка заканчивается оформлением акта установленного образца. Если же давление начинает уменьшаться, необходимо найти и устранить причину этого явления, как правило, найти утечку жидкости. После устранения утечки испытуемый участок проверяется заново.

Результаты гидравлических испытаний признают удовлетворительными, если за время осмотра давление по манометру не уменьшилось, а в сварных швах фланцевых соединений, корпусах и сальниках арматуры не обнаружено течи и запотевания.

Гидравлические испытания

На основании «Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок» (утв. приказом Минэнерго РФ от 24 марта 2003 г. №115) предприятия тепловых сетей при эксплуатации систем тепловых сетей должны обеспечить надежность теплоснабжения потребителей, подачу ему теплоносителей (воды и пара) с расходом и параметрами в соответствии с температурным графиком регулирования и перепадом давления на вводе.

В процессе эксплуатации все действующие тепловые сети должны подвергаться испытаниям на прочность и плотность для выявления дефектов не позже, чем через две недели после окончания отопительного сезона.

Гидравлические испытания трубопроводов водяных тепловых сетей с целью проверки прочности и плотности следует проводить пробным давлением с внесением результатов в акт.

Давление пробное — избыточное давление, при котором должно производиться гидравлическое испытание тепловых энергоустановок и сетей на прочность и плотность.

Минимальная величина пробного давления при гидравлическом испытании составляет 1,25 рабочего давления, но не менее 0,2 МПа (2 кгс/см2).

Максимальная величина пробного давления устанавливается расчетом на прочность по нормативно-технической документации, согласованной с Госгортехнадзором России.

Величину пробного давления выбирает предприятие-изготовитель (проектная организация) в пределах между минимальным и максимальным значениями.

Гидравлические испытания осуществляет ответственный за безопасную эксплуатацию тепловых сетей совместно с персоналом, допущенным к эксплуатации тепловых сетей.

Гидравлические и пневматические испытания

Приборы: 2 манометра (рабочий и контрольный) класс выше 1,5%, диаметр манометра не ниже 160мм, шкала 4/3 от давления испытания.

Порядок проведения гидравлических испытаний:

Отключить испытуемый участок заглушками
Сальниковые компенсаторы заменить заглушками или вставками
Открыть все байпасные линии и задвижки, если их нельзя заменить заглушками
Устанавливается пробное давление =1,25Рраб, но не более рабочего давления трубопровода Ру
Выдержка 10 минут
Давление уменьшается до рабочего, при этом давлении осуществляется осмотр.

Утечки контролируются по: падение давления на манометре, явные утечки, характерный шум, запотевание трубы. Одновременно контролируется положение трубопроводов на опорах.

Пневматические испытания запрещается проводить для:

Допускается при низких давлениях испытывать арматуру из ковкого чугуна.

Приборы: 2 манометра, источник давления – компрессор.
Заполнение со скоростью 0,3 МПа/час.
Визуальный осмотр при давлении Р ≤ 0,3Риспытан., но не более 0,3 МПа. Рисп = 1,25Р раб.
Давление повышается до Риспытан, но не более 0,3 МПа.
Выдержка 30мин.
Снижение давления до Рраб, осмотр.
Утечки определяются по признакам: уменьшение давления на манометрах, шум, пузырение мыльного раствора.

Техника безопасности:

во время осмотра запрещается спускаться в траншею;

не попадать под струю воздуха

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ?

Гидравлические испытания проводятся в соответствии со СНиП. После их окончания составляется акт, указывающий на работоспособность системы. Они выполняются на разных этапах эксплуатации коммуникаций. Параметры проверки вычисляются для каждой системы отдельно, в зависимости от ее типа.

Зачем и когда проводить гидравлические испытания?

Гидравлические испытания – это вид неразрушающего контроля, который осуществляется для проверки прочности и плотности трубопроводных систем.

Испытанием подвергается всё работающее оборудование на разных этапах эксплуатации.

В целом, можно выделить три случая, в которых испытания должны проводиться в обязательном порядке, в независимости от назначения трубопровода:

после завершения производственного процесса по выпуску оборудования или деталей трубопроводной системы;

после завершения установочных работ трубопровода;во время эксплуатации оборудования.

Испытания гидравлическим способом – это важная процедура, которая подтверждает или опровергает надёжность эксплуатируемой системы, работающей под давлением. Это необходимо для предотвращения аварии на магистралях и сохранения здоровья граждан.

Осуществляется проведение процедуры на гидравлическое испытание трубопроводов в экстремальных условиях. Давление, под которым оно проходит, называют проверочным. Оно превышает обычное, рабочее давление в 1,25-1,5 раза.

Особенности гидравлических испытаний

В систему трубопровода пробное давление подается плавно и медленно, чтобы не спровоцировать гидроударов и образования аварийных происшествий. Величину давления определяют не на глаз, а по специальной формуле, но на практике, как правило, оно на 25% больше рабочего давления. Гидравлические испытания выявляют ненадежные соединения.

Согласно СНиП, допускаются скачки показателей, так как возможно быстрое измерение температуры жидкости в трубопроводном сосуде.

При его наполнении нужно обязательно следить за скоплением газа на разных участках системы.

После заполнения трубопровода наступает, так называемое, время выдержки – период, во время которого испытуемое оборудование находится под повышенным давлением.

Важно следить, чтобы оно находилось на одном уровне во время выдержки.

После его окончания давление минимизируют до рабочего состояния.

Пока проходит испытание, возле трубопровода не должно находиться никого.

Обслуживающий его персонал должен ждать в безопасном месте, так как проверка работоспособности системы может быть взрывоопасна.

После окончания процесса наступает оценка полученных результатов согласно СНиП.

Трубопровод осматривается на наличие течей, взрывов металла, деформаций.

Параметры гидравлических испытаний

При проведении проверки качества трубопровода необходимо определить показатели следующих параметров работ:

Давления.
Температуры.
Времени выдержки.

Нижняя граница проверочного давления вычисляется по следующей формуле: Ph = KhP.Верхняя граница не должна превышать сумму общих мембранных и изгибных напряжений, которая достигнет 1,7 [δ]Th. Формула расшифровывается так:Р – расчетное давление, параметры которого предоставлены изготовителем, или рабочее давление, если испытания осуществляются после монтажа;

[δ]Th – номинальное напряжение, которое допускается при температуре испытаний Th;[δ]T – допускаемое напряжение при расчетной температуре T;

Kh – условный коэффициент, принимающий разное значение для разных объектов.

При проверке трубопроводов он равен 1,25.

Температура воды не должна опускаться ниже 5˚С и не подыматься выше 40˚С. Исключением являются лишь те случаи, когда температура гидро компонента указана в технических условиях исследуемого объекта. Как бы там ни было, температура воздуха при проведении проверки не должна опускаться ниже тех же 5˚С.Время выдержки должно быть указанно в проектной документации на объект. Оно не должно быть меньше 5 мин.

Если точные параметры не предусмотрены, то время выдержки рассчитывается, исходя их толщины стенок трубопровода. Например, при толщине до 50 мм, проверка под давлением длиться не менее 10 мин, при толщине свыше 100 мм – не менее 30 мин.

Гидравлические испытания тепловых сетей и систем подачи воды

После завершения гидравлических испытаний систем отопления по СНиП, составляется акт гидравлических испытаний тепловых сетей и систем подачи воды, указывающий на соответствие параметров трубопровода.

Согласно СНиП его бланк содержит такую информацию:

название должности руководителя предприятия, оказывающего обслуживание тепловых сетей;
его подпись и инициалы, а также дату проверки;
данные о председателе комиссии, а также ее членах;информацию о параметрах тепловых сетей:
протяжности, наименования и т.д.;
выводы о проведении контроля, заключение комиссии.

Регулировка характеристик магистралей отопления осуществляется СНиП 3.05.03-85. Согласно указанному СНиП его правила действуют в отношении всех магистралей, которые транспортируют воду температурой до 220˚С и пара — до 440˚С.

Для документального завершения гидравлических испытаний водопровода составляется акт для наружного водопроводав соответствии со СНиП 3.05.01-85. Согласно СНиП акт содержит следующую информацию:

Акт заверяется представителем организации надзора.

Испытания трубопроводов на герметичность в тепловом пункте

Значение рабочего давления трубопровода при производстве фланцев

При эксплуатации и ремонте фланцев и фланцевых соединений большое значение имеет параметр и значение рабочего давления, обозначение по ГОСТ и в чертежах Ру, это параметр закладывается изначально в конструкцию трубопроводов, теплового оборудования и другого оборудования и является достаточно серьезным показателем степени ответственности, с которым нужно подходить к производству фланцев и деталей трубопроводов. Для соединения деталей трубопроводов фланцы стальные приварные применяются наряду с прочими видами фланцев. Рабочее давление, как показатель, для производства фланцев, в том числе фланцев стальных приварных и фланцевых соединений, выражается в нескольких значениях. Это как правило, увеличенная масса фланца и фланцевого узла, повышенная точность соединения (уменьшенные допуски на сопряжения), обязательное использование металлической прокладки (линзовая прокладки, прокладка овального сечения, прокладка восьмиугольного сечения), и высокая степень ответственности и понимание поставленной задачи.

Высокое рабочее давлени — это показатель характеризуется рабочем давлением от 6,3 Мпа. до 200 Мпа. по ГОСТ 12821 80 и другим показателям рабочего давления у других государственных стандартов. Главной задачей при производстве фланцев и фланцевых соединений для магистральных трубопроводов является обеспечение герметичности этого узла, и чем больше рабочее давление тем сложнее обеспечить эту герметичность. Возникает множество технических и технологических проблем. Прежде всего, стоит уделить большое значение материалу изготовления фланца или фланцевого соединения, он зависит от условий эксплуатации и рабочей среды в которой будут эксплуатироваться фланцы или фланцевые соединения.

Рабочая среда может быть различна, от воды и пара до химически активных и агрессивных сред (кислоты, щелочи и т.д.). Таким образом, материал изготовления фланцев и фланцевых соединений подбирается в зависимости от условий эксплуатации и рабочей среды. Дальше идет материал изготовления прокладочных материалов, по техническим требованиям материал изготовления металлических прокладок (линзовые прокладки, прокладки овального сечения, прокладки восьмиугольного сечения), должен быть мягче, чем материал изготовления основного элемента (фланца).

Рассмотрим на примере: фланец 12Х18Н10Т, где сталь 12Х18Н10Т как материал изготовления нержавеющего фланца, комплектуется прокладкой с материалом изготовления 08Х18Н10Т, отсюда мы видим, что они различаются процентным содержанием углерода (08 и 12%), который и отвечает в этих сталях за твердость и мягкость. Точно также и с низколегированными конструкционными сталями, для фланца из стали 20, применяются прокладки из стали 08КП, разница в твердости которых составляет 12% углерода.

Дальше рассмотрим точность изготовления герметичного соединения, точность фланцевого соединения при высоком рабочем давлении напрямую зависит от допусков при механической обработки заготовок фланцев и фланцевых соединений, допуски на механическую обработку фланцевых заготовок четко регламентирует ГОСТ, при несоблюдении стандартов описанных в ГОСТ герметичность фланцевых соединений может быть нарушена, особенно это касается фланцев и фланцевых узлов высоких рабочих давлений, при производстве которых многократно повышается степень ответственности.

Таблица предельной нагрузки давления для нержавеющих труб

Сравнительная таблица по максимальной нагрузке давления для нержавеющих электросварных труб

В таблице результаты тестирования нержавеющих труб следующих стандартов:

DIN 17457-11850; NFA 49147-4924-49249; ASTM A 249 — A 269 — A 270.

Диаметр	Толщина	AISI 304-321,316Ti кг/см ²	AISI 304L- 316L кг/см ²	Диаметр	Толщина	AISI 304-321,316Ti кг/см ²	AISI304L- 316L кг/см ²
15	1	116	96	60,3	3,2	92	77
16	1	109	90	60,3	3,6	104	86
16	1,5	163	135	70	1,5	37	31
17,2	1,65	167	139	70	2	50	41
17,2	2	203	168	76,1	1,65	38	31
18	1	97	80	76,1	2	46	38
18	1,5	145	120	76,1	2,6	60	49
19,05	1	91	76	76,1	2,9	66	55
19,05	1,25	114	95	76,1	3,2	73	61
19,05	1,65	151	125	76,1	3,6	82	68
20	1	87	72	83	1,5	31	26
20	1,5	131	108	84	2	41	34
21,3	1,65	135	112	88,9	1,65	32	27
21,3	2	164	136	88,9	2	39	33
21,3	2,6	213	176	88,9	2,6	51	42
22	1	79	66	88,9	2,9	57	47
22	1,5	119	99	88,9	3,2	63	52
25,4	1	69	57	88,9	3,6	71	59
25,4	1,25	86	71	88,9	4	78	65
25,4	1,65	113	94	101,6	1,65	28	23
26,9	1,65	107	89	101,6	2	34	28
26,9	2	130	107	101,6	3	51	43
26,9	2,6	168	140	103	1,5	25	21
28	1	62	52	104	2	34	28
28	1,5	93	77	114,3	1,65	25	21
30	1	58	48	114,3	2	30	25
30	1,5	87	72	114,3	2,6	40	33
32	1	54	45	114,3	2,9	44	37
32	1,5	82	68	114,3	3,2	49	40
33,7	1,65	85	71	114,3	3,6	55	46
33,7	2	103	86	114,3	4	61	51
33,7	2,9	150	124	129	2	27	22
33,7	3,2	165	137	139,7	2	25	21
34	1	51	43	139,7	2,6	32	27
34	1,5	77	64	139,7	3	37	31
38	1	46	38	139,7	4	50	41
38	1,5	69	57	154	2	23	19
40	1	44	36	156	3	34	28
40	1,5	66	54	168,3	2	21	17
42,4	1,65	68	56	168,3	2,6	27	22
42,4	2	82	68	168,3	3	31	26
42,4	2,6	107	89	168,3	3,6	37	31
42,4	2,9	119	99	168,3	4	41	34
42,4	3,2	132	109	204	2	17	14
44,5	1,5	59	49	205	2,5	21	18
44,5	2	78	65	206	3	25	21
48,3	1,65	60	49	219,1	2	16	13
48,3	2	72	60	219,1	2,6	21	17
48,3	2,6	94	78	219,1	3	24	20
48,3	2,9	105	87	219,1	3,6	29	24
48,3	3,2	115	96	219,1	4	32	26
50	1,5	52	43	254	2	14	11
50	2	70	58	256	3	20	17
53	1,5	49	41	273	2	13	11
54	2	65	54	273	2,6	17	14
60,3	1,65	48	40	273	3	19	16
60,3	2	58	48	273	3,6	23	19
60,3	2,6	75	62	273	4	26	21
60,3	2,9	84	69

Как выбирать трубы для трубопровода высокого давления

Давление в трубопроводной системе — характеристика неоднозначная. Сантехники, гидравлики и прочие специалисты, деятельность которых связана с разного рода жидкостными трубопроводами, оперируют следующими понятиями давления:

Рабочее. Это максимальная величина давления в трубах, фиксируемая при стандартных условиях функционирования системы.
Пробное. Так же, как и рабочее, определяется путем замеров давления воды в трубах, только осуществляется в процессе испытания системы.
Условное. Данный показатель применяется при производстве расчетов прочностных характеристик трубных систем, работающих при номинальном значении давления и температуре жидкости 20 градусов.

Существует два вида трубных систем — высокого и низкого давления. Трубы низкого давления используются для организации канализационных схем, ливневок и прочих трубных самотечных систем. Для этих целей сегодня выгоднее использовать полимерные материалы — элементы трубопроводов, выполненные из поливинилхлорида, полипропилена и прочих синтетических веществ.

Трубы высокого давления предназначены для организации водопроводов и прочих трубных систем, испытывающих значительные внутренние нагрузки. Используются такие трубопроводы на различных производственных и гражданских объектах. Существуют и полимерные изделия, способные выдерживать значительное давление, однако на сегодня равных нержавеющим трубам по прочности и другим потребительским характеристикам аналогов не существует, по крайней мере, используемых массово.

Чтобы трубопровод высокого давления функционировал эффективно, отсутствовала турбулентность жидкости, сопровождаемая характерным шумом, необходимо правильно рассчитывать диаметр нержавеющей трубы. Для этого надо применять формулу расчетного давления. Только правильно рассчитав трубную систему, можно получить надежную, долговечную и работоспособную трубную систему, обеспечивающую эффективную подачу воды либо другой жидкости по разветвленной схеме с одновременным включением нескольких потребителей.

Wheatland’s Schedule 40, изготовленная в соответствии со спецификацией ASTM A53, предназначена для механических применений и применений под давлением. Сфера применения стандарта ASTM A53 гласит: «Труба, заказанная в соответствии с этой спецификацией, предназначена для механических применений и применений под давлением, а также приемлема для обычного использования в линиях пара, воды, газа и воздуха». Трубы для использования под давлением также важны для спринклерных трубопроводов, труб API Line, труб и обсадных труб, а также для изготавливаемых нами соединительных муфт.

Общее правило, применяемое при выборе испытательного давления, состоит в том, что испытательное давление должно превышать рабочее давление, которому обычно подвергается труба. Однако испытательное давление увеличивается с увеличением толщины стенки трубы

Для труб непрерывной стыковой сварки (CBW) и электросварки сопротивлением (ERW) испытательное давление, прикладываемое на стане, обычно рассчитывается по постоянной математической формуле, известной как «уравнение Барлоу»:

Для трубы класса A, где минимальный заданный предел текучести составляет 30 000 фунтов на квадратный дюйм, коэффициент S равен 18 000.Для трубы класса B, где минимальный заданный предел текучести составляет 35 000 фунтов на квадратный дюйм, коэффициент S равен 21 000. Следовательно, для эквивалентных размеров трубы труба класса B имеет более высокое испытательное давление, поскольку она изготовлена с более высоким уровнем прочности.

Испытательные давления, определенные по формуле, должны быть округлены до ближайших 50 фунтов на квадратный дюйм для давлений ниже 1000 фунтов на квадратный дюйм и до ближайших 100 фунтов на квадратный дюйм для давлений более 1000 фунтов на квадратный дюйм.
Независимо от значения, указанного в формуле, испытательное давление никогда не должно превышать 2500 фунтов на квадратный дюйм для внешних диаметров 3,500 дюймов или меньше или 3000 фунтов на квадратный дюйм для внешних диаметров более 3,500 дюймов.

Есть две причины для оправдания правила № 2 ограничения максимального испытательного давления. Одна из причин заключается в том, что в трубе обычно не будет рабочего давления выше указанного максимального значения. Другая причина заключается в том, что испытание отдельных отрезков до более высоких давлений увеличивает риск того, что давление приведет к изгибу или изгибу трубы, что потребует повторной выпрямления трубы.

Для трубы класса A значение S составляет 48 000 фунтов на квадратный дюйм, а для класса B значение S составляет 60 000 фунтов на квадратный дюйм. Вышеуказанные значения используются как для бесшовных, так и для электросварных труб, поскольку эти изделия считаются полностью однородными по прочности по окружности.

В Wheatland мы используем формулы из Кодекса по силовым трубопроводам ASME B31.1 2014 года в качестве руководства для определения максимального рабочего давления. Следует использовать коэффициенты безопасности, включенные в руководство, но оно не отменяет никаких федеральных, государственных и местных кодексов или юрисдикций.Просто помните: некоторые государственные и местные нормы и правила накладывают дополнительные ограничения на фактическое рабочее давление.

В этом документе подробно описывается, как термин «Предел безопасной эксплуатации» (SOL) в Правилах безопасности трубопроводов 1996 г. (PSR) и термин «Максимально допустимое рабочее давление» (MAOP) в Руководящем документе PSR (L82) переводятся в термины давления, используемые в признанных стандартах для Британский сектор, как на суше, так и на море.

Параметры SOL трубопровода могут быть указаны с точки зрения максимального рабочего давления, а также максимальной и минимальной температуры. В некоторых случаях SOL также учитывает такие факторы, как скорость жидкости и любые ограничения, установленные для состава жидкости. В этом документе рассматривается только давление SOL.

Также важно отметить, что определение безопасного рабочего предела давления в трубопроводе (SOL) может варьироваться в зависимости от признанных стандартов / правил трубопроводов. Это приемлемо при условии, что SOL установлен в соответствии с признанными стандартами проектирования / правилами, принятыми для трубопровода, и в соответствии с указаниями, приведенными ниже.

PSR гласит, что оператор трубопровода должен гарантировать, что жидкость не будет транспортироваться по трубопроводу, если не установлены точки SOL в трубопроводе, и что трубопровод не будет эксплуатироваться за пределами своих SOL.

Признанные стандарты допускают короткие скачки давления выше МАОП. Таким образом, трубопровод может в течение ограниченного периода времени видеть значения давления, превышающие MAOP, и при этом оставаться в коде. Таким образом, SOL, выше которого давление не должно повышаться ни при каких обстоятельствах, выше, чем MAOP.

L82 параграф 54 может быть истолкован как подразумевающий, что MAOP совпадает с SOL. По указанным выше причинам это неверное толкование. Предполагается, что этот параграф будет переработан после внесения изменений в руководство.

	ПСР СОЛ	ПСР МАОП
BS EN 14161	MAOP + 10%	MAOP
BS EN 1594	MIP	СС
BS PD 8010 Часть 1	Не определено в спецификации	MAOP
ИГЭ / ТД / 1	MIP	СС
ИГЭ / ТД / 3	MIP	СС
ИГЭ / ТД / 13	MIP	СС
BS PD 8010 Часть 2	Мин. MAOP + 10%	MAOP
DNV-OS-F101	MIP	MAOP
API 17B + API 17J	Не определено в спецификации	Не определено в спецификации

Случайные давления выше MAOP, вызванные, например, скачками или отказом оборудования для контроля давления, допустимы при условии, что они имеют ограниченную частоту и продолжительность и не превышают MAOP более чем на 10%. Это эквивалент PSR SOL.

Случайные давления допустимы, если существуют системы, автоматически ограничивающие превышение до 15% выше MOP. Это МИП. MOP не должен превышаться дольше, чем это строго необходимо для проверки неисправности и возврата к нормальным рабочим условиям.

Случайное давление определяется как уровень случайно возникающего давления, при котором срабатывают предохранительные устройства. Следовательно, оно может быть превышено, когда предохранительное устройство срабатывает так, что меньше максимального случайного давления, определенного рекомендациями IGEM. Следовательно, это меньше, чем требуется в соответствии с требованиями PSR.

Пульсирующее давление применяется к жидкостным и многофазным линиям.Неограниченное импульсное давление — это максимум комбинации гидравлического давления жидкости при максимальных рабочих условиях и давления напора при останове насоса.

Переходное давление определяется как колебание давления, создаваемое нарушением установившегося режима потока в трубопроводе.Утверждается, что переходное давление обычно вызывается работой клапана, запуском или отключением насоса, или колебаниями регулирующего клапана и неточностями уставок прибора, и что переходное давление может превышать MAOP, но не более чем на 10%. Это дает минимальное значение для PSR SOL как MAOP + 10%.

MAIP — это максимальное давление, при котором трубопроводная система должна работать во время случайной (т. Е. Переходной) работы.Максимально допустимое случайное давление определяется как максимальное случайное давление за вычетом положительного допуска системы безопасности по давлению. Таким образом, MIP — это PSR SOL.

STATEIMPACT PENNSYLVANIA (WSKG) — Противники трубопровода выражают новые опасения по поводу безопасности линии жидкого газа Mariner East 2x компании Energy Transfer / Sunoco Logistics, максимальное рабочее давление которой, по словам компании, будет намного выше, чем у Mariner East 1 и 2 строки.

Давление на судно Mariner East 2x ранее сообщалось в официальных документах как равное давлению параллельного судна Mariner East 2, которое использует ту же полосу отчуждения. «Максимально допустимое рабочее давление» трубопровода, или MAOP, устанавливается Министерством транспорта и по соображениям безопасности ниже, чем это может выдержать проектные характеристики трубы.

В заявках на получение разрешения, поданных в 2016 году в Департамент охраны окружающей среды Пенсильвании и в Комиссию по бассейну реки Делавэр в 2015 году, Sunoco заявила, что MAOP для Mariner East 2 и 2x будет составлять 1480 фунтов на кв. Дюйм, или фунтов на квадратный дюйм колеи.

Алекс Бомштейн, который говорит, что обнаружил разницу при анализе новых планов горизонтально-направленного бурения Sunoco, поданных в DEP, сказал, что оценка рисков, проведенная для проекта трубопровода, была основана на более низком давлении.

«При каждой оценке риска, проводимой на Mariner East, для расчета разрушительного потенциала использовалось значение 1480 фунтов на кв. Дюйм, потому что это то, что Sunoco всегда представляла общественности и регулирующим органам», — сказал Бомстайн.

«Если бы давление было 2100, это увеличило бы выбросы, а это значит, что оценки Sunoco были бы неверными, а это означает, что решение DEP относительно разрешения на использование воздуха также было бы юридически ошибочным», — сказал Бомстайн.

«Труба, используемая для строительства ME2X, спроектирована так, чтобы безопасно выдерживать MOP до 2100 фунтов на квадратный дюйм», — написал Диллинджер. «Его клапаны, толщина стенок, марка и гидростатические испытания рассчитаны на такое давление. Это признано в нашей документации с DEP, PUC и PHMSA. Мы проверили трубу под давлением примерно 2600 фунтов на квадратный дюйм — намного выше расчетного давления и рабочего давления ».

В обзоре общедоступных документов, представленных в DEP в рамках их заявок на получение разрешения в 2016 году и в Комиссию по бассейну реки Делавэр в 2015 году, StateImpact Pennsylvania не нашла упоминания о 16-дюймовой линии Mariner East 2x, работающей при давлении 2100 фунтов на кв.Единственные ссылки взяты из сносок к недавним чертежам, представленным в DEP как часть пересмотренных планов строительства, включающих горизонтально-направленное бурение. Компания была вынуждена пересмотреть свои планы по ГНБ после того, как десятки разливов бурового раствора привели к штрафам DEP и судебному иску Совета по чистому воздуху.

«Мы больше всего беспокоимся о том, что Sunoco проложила наземный трубопровод, который не был должным образом протестирован», — сказал Бомстайн. «И если он не выдерживает такого давления, это означает, что существует большой и ненужный риск разрыва и взрыва.”

Sunoco сообщил, что действующий в настоящее время трубопровод Mariner East 2 рассчитан на давление 1480 фунтов на квадратный дюйм, и линия была испытана при давлении около 2160 фунтов на квадратный дюйм. Параллельный Mariner East 2x все еще находится в стадии строительства, как и участки Mariner East 2. Хотя Mariner East 2 находится в эксплуатации, несчастные случаи на стройке и задержки вынудили компанию использовать старую секцию трубопровода в качестве временного решения при проведении работ на остальной части трубопровода. линия продолжается.

Проект трубопровода Mariner East включает три линии, по которым сжиженный природный газ транспортируется из восточного Огайо и западной Пенсильвании на расстояние около 350 миль через штат в Маркус Хук, округ Делавэр.Комиссия по коммунальным предприятиям Пенсильвании закрыла линию Mariner East 1 в начале этого года после того, как в графстве Честер труба обнажилась из-за провала в грунте.

Отдел безопасности трубопроводов Комиссии по коммунальным предприятиям Пенсильвании, Бюро расследований и правоприменения, заявило, что не может обсуждать конкретные нагрузки трубопроводов, потому что они «являются конфиденциальной информацией безопасности.«PUC заявил, что федеральные правила техники безопасности не меняются в зависимости от максимального рабочего давления в трубопроводе.

Консультант по безопасности трубопроводов Ричард Купревич из Accufacts, который проводил проверку безопасности линий, проходящих через городок Западный Гошен, сказал, что исторически предельное давление для трубопроводов сжиженного природного газа составляет 1440 или 1480 фунтов на квадратный дюйм.

Купревич говорит, что его обзор практики Sunoco для линий, проходящих через городок Западный Гошен или рядом с ним, показывает, что компания превысила федеральные стандарты безопасности в отношении строительства и эксплуатации линий Mariner East.Он сказал, что не видел подробной информации о линии Mariner East 2x.

Сьюзан Филлипс
Сьюзан Филлипс рассказывает истории о последствиях политических решений для повседневной жизни людей.Она работала репортером в журнале WHYY с 2004 года. Освещение Сьюзен президентских выборов 2008 года привело к появлению статьи на первой полосе New York Times. В 2010 году она отправилась на Гаити, чтобы прикрыть место землетрясения. В том же году она подготовила отмеченный наградами сериал о газовой скачке в Пенсильвании под названием «Сланцевая игра». Она получила в 2013 году премию имени Альфреда Дюпон-Колумбийского университета за работу в области бурения на природный газ в Пенсильвании. Она также получила несколько наград Эдварда Р. Мерроу за свою работу с StateImpact.В 2013/14 году она провела год в Массачусетском технологическом институте в качестве научного сотрудника отдела научной журналистики Knight. Она также была научным сотрудником Меткалфа, научным сотрудником журнала MBL Logan по научной журналистике и делала репортажи из Марракеша о переговорах по климату 2016 года в качестве научного сотрудника Международного проекта по отчетности. Выпускница Колумбийской школы журналистики, она получила степень бакалавра международных отношений в Университете Джорджа Вашингтона.

Исправление: В предыдущей версии этой истории говорилось, что Совет по чистому воздуху нанял Quest для оценки рисков на линиях Mariner East. Заказчиком исследования выступила компания Del-Chesco United for Pipeline Safety, Совет выступил финансовым спонсором проекта.

Подход программного обеспечения Ariete к проектированию водопровода (обеспечиваемого самотеком или насосом) фокусируется на визуализации на его основном интерфейсе максимально допустимого гидравлического уклона (или пьезометрического напора) Оболочка, которую труба может выдержать в зависимости от ее механических свойств, т.е.е. в соответствии с его номинальным давлением (NP) или номинальным давлением.

Фундаментальный аспект проектирования водопровода , касающийся внутреннего давления, заключается в том, чтобы гарантировать, что во всех рабочих ситуациях « обычный » Номинальное давление трубы превышает рабочее или рабочее давление системы. внутреннее давление , чтобы не превышать механическое сопротивление трубы и не создавать риск выхода из строя трубопровода.

Принципиальное различие между этими двумя условиями заключается в том, что предполагается, что условия устойчивого потока — это те условия, которым водопровод обычно будет подвергаться в течение срока эксплуатации , таким образом, требует более консервативного уровня с точки зрения номинального давления. для использования в дизайне (т.е. всегда гарантируйте, что номинальное давление труб превышает рабочее давление).

В случае условий нестабильного потока , то есть когда в трубопроводе происходит гидроудар, принято, что это ситуация, которая, если ее наблюдать, произойдет в конечном итоге и в течение очень короткого промежутка времени, в какой-то момент трубопровод ‘ Срок службы , в этом случае и всегда по усмотрению инженера-проектировщика, может быть менее консервативным с точки зрения номинального давления, используемого при проектировании водопровода.

Как мы подчеркнули в предыдущем параграфе , использование данных критериев для условий нестабильного потока будет зависеть от хорошей оценки инженера-проектировщика водопровода , всегда принимая во внимание конкретные характеристики каждой анализируемой системы.

Может даже случиться так, что проектные нормы или стандарты в каждой стране устанавливают факторы безопасности, которые следует учитывать в каждом случае, что, конечно, нельзя игнорировать при проектировании вашего водопровода.

На самом деле не существует двух номинальных давлений для каждого типа трубопроводов, как можно понять из ранее данных условий, поскольку его обозначение, касающееся Максимального выдерживаемого внутреннего давления, уникально (PN 6, класс 125, Sch.40, K8, и т.д. в зависимости от стандарта, по которому изготавливаются трубы). Но можно принять во внимание, что в нестабильных условиях компоненты трубопровода (трубы, клапаны и т. Д.) Будут способны выдерживать давления, превышающие их номинальное давление, при том понимании, что такие условия не будут возникать часто.

Один из вариантов — предположить, что максимально допустимое давление в трубе, всегда говоря о нестабильных условиях потока, равно испытательному давлению, которое может быть в два раза больше номинального номинального давления, произведенного при изготовлении.

Номинальное давление для случая нормальной работы (условия постоянного потока): 23 бара (или 230 метров водяного столба), как максимально допустимое рабочее давление (номинальное давление), в соответствии с производственными стандартами (ISO в нашем пример).
Труба Минимальное испытательное давление (состояние неустойчивого потока): 49 бар (или 490 метров водяного столба). Это давление, которое производитель указывает в своих заводских испытаниях компонентов трубопроводов для каждого класса давления, и на которое ссылаются в соответствующих технических каталогах.

В таких случаях важно, чтобы инженер-проектировщик учел, что в случае максимально допустимого давления для нестабильных условий выбранное значение не должно превышать максимальное давление, при котором труба испытывается на месте (один раз он установлен) и который может быть от 1.От 25 до 1,5 номинального давления.

Определив таким образом критерии, используемые Ариете для внутреннего давления при проектировании водопровода, давайте посмотрим, как определить необходимые значения для построения соответствующих огибающих для проектов наших трубопроводов:

В правом нижнем поле вы увидите таблицу, в которой мы можем указать для каждого участка анализа трубопровода (определяемого двумя последовательными контрольными точками) максимально допустимое давление для устойчивых и неустойчивых условий, которые трубы могут выдержать в зависимости от того, что мы уже видели здесь.

Определив проектные области, вы можете начать процесс проектирования и анализа трубопроводов с помощью Ariete.Например, , если мы проанализируем состояние установившегося потока (щелкните Рассчитать → Устойчивое состояние ), пьезометрический напор, созданный для этого условия, будет показан в продольном профиле трубопровода из которую мы можем установить (или нет) на соответствие (или не) способности трубопровода выдерживать внутреннее давление при «нормальной работе» путем визуального сравнения:

Мы видим, что номинальное давление в трубе ‘ с достаточно, чтобы выдерживать внутренние давления , которым система подвергается при нормальных условиях эксплуатации, поскольку расположена его соответствующая пьезометрическая огибающая (черным цветом на изображении выше) ниже максимально допустимой (зеленый цвет).

Здесь мы видим, что диапазон максимального пьезометрического напора гидравлического удара выше максимально допустимого для условий устойчивого потока (номинальное давление в трубе), даже когда сразу помещается под максимально допустимый диапазон с учетом нестабильного состояния (связанного с более низким давлением). коэффициент безопасности).

Здесь вступают в игру критерий ‘ инженера-проектировщика и нормативные ограничения на проектирование водопровода , , чтобы установить, допустимо ли сопротивление гидравлическому удару давления на скомпрометированном участке (перед цепью цепи). 3000 м в нашем примере) с учетом того, что трубы могут выдерживать более высокие давления, чем номинальные, или если для этого требуется конкретное решение (установка устройств управления гидроударом).

Даже когда, по нашему мнению, вышеупомянутый пример системы будет правильно работать в обеих изученных ситуациях (установившийся поток и возникновение гидроудара), теперь мы предлагаем консервативное решение, которое будет заключаться в том, чтобы считать, что труба выдерживает максимальные скачки давления только с ее Номинальное давление.

В этом случае предлагается использовать трубу более высокого класса давления (K9) для первых 3300 м участка трубопровода, на котором давление гидравлического удара превышает номинальное давление трубы класса K6.Для класса K9 номинальное давление составляет 33 бар, а испытательное давление — 60 бар.

Здесь отмечается, что теперь максимально допустимый пьезометрический напор для условий устойчивого потока (номинальное давление в трубе) покрывает большую часть (почти все) максимального пьезометрического напора для условий гидравлического удара только за счет переключения класса давления трубы.

В любом случае, мы также наблюдаем, что короткие участки трубопровода остаются там, где допустимый диапазон превышен из-за гидравлического удара, но Проект водопровода можно считать завершенным, поскольку такое превышение составляет менее 10% трубы ‘ с Номинальное давление (ниже, чем обычное давление гидростатических испытаний для водопроводов: на 50% выше его номинального давления):

… изображение типичного применения КЭ-анализа трехмерного трубопровода для трех различных длин трещин (2a). В таблице 2 представлены значения давления разрушения, полученные методом конечных элементов. Таким образом, были записаны графики зависимости давления, полученного методом конечных элементов, от давления: (1) внутреннее рабочее давление в трубопроводе без условий нагрузки в трещине (рис. 9а), (2) внутреннее рабочее давление в трубопроводе с внутренним рабочим давлением. давление в трещине (0,01 МПа), (рис.9b), (3) внутреннее рабочее давление в трубопроводе при внутреннем давлении в трещине (0,1 МПа), (рис. 9c) и (4) внутреннее рабочее давление в трубопроводе с внутренним давлением в вершине трещины, достигающим давления разрушения (рис. 9d). ). Для трубопровода …

… длины (2a). В таблице 2 представлены значения давления разрушения, полученные методом конечных элементов. Таким образом, были записаны графики зависимости давления, полученного методом МКЭ, от давления: (1) внутреннее рабочее давление трубопровода без условий нагружения в трещине (рис.9а), (2) внутреннее рабочее давление трубопровода при внутреннем давлении в трещине (0,01 МПа), (рис. 9б), (3) внутреннее рабочее давление трубопровода при внутреннем давлении в трещине (0,1 МПа) (рис. 9в) и (4) внутреннее рабочее давление трубопровода с внутренним давлением в вершине трещины, достигающим давления разрушения (рис. 9d). Для трубопровода с внутренним рабочим давлением на рис. 9а показано, как величина давления разрушения уменьшается по мере появления трещины … (1) внутреннее рабочее давление трубопровода без условий нагружения в трещине (рис.9а), (2) внутреннее рабочее давление трубопровода при внутреннем давлении в трещине (0,01 МПа), (рис. 9б), (3) внутреннее рабочее давление трубопровода при внутреннем давлении в трещине (0,1 МПа) (рис. 9в) и (4) внутреннее рабочее давление трубопровода с внутренним давлением в вершине трещины, достигающим давления разрушения (рис. 9d). Для трубопровода с внутренним рабочим давлением на рис. 9а показано, как значение давления разрушения уменьшается с увеличением размера трещины (2а). Эта тенденция оправдана, поскольку длина трещины увеличивается от MB до…

… условия нагружения в трещине, (Рис. 9a), (2) внутреннее рабочее давление трубопровода с внутренним давлением в трещине (0,01 МПа), (Рис. 9b), ( 3) внутреннее рабочее давление в трубопроводе при внутреннем давлении в трещине (0,1 МПа) (рис. 9c) и (4) внутреннее рабочее давление в трубопроводе с внутренним давлением в вершине трещины, достигающим давления разрушения (рис. 9d). Для трубопровода с внутренним рабочим давлением на рис. 9а показано, как значение давления разрушения уменьшается с увеличением размера трещины (2а).Эта тенденция является разумной, поскольку длина трещины увеличивается от MB до WB валика сварного шва. По мере роста трещины давление разрушения снижается. Эта тенденция объясняется тем, что трещина …

… рабочее давление при внутреннем давлении в трещине (0,01 МПа), (рис. 9b), (3) внутреннее рабочее давление трубопровода при внутреннем давлении в трещине (0,1 МПа) (рис. 9в) и (4) внутреннее рабочее давление трубопровода с внутренним давлением в вершине трещины, достигающим давления разрушения, (рис.9г). Для трубопровода с внутренним рабочим давлением на рис. 9а показано, как значение давления разрушения уменьшается с увеличением размера трещины (2а). Эта тенденция является разумной, поскольку длина трещины увеличивается от MB до WB валика сварного шва. По мере роста трещины давление разрушения снижается. Эта тенденция была объяснена тем, что размер трещины большой. Этот размер трещины находится в ЗТВ …

… от МБ до сварного шва WB. По мере роста трещины давление разрушения снижается.Эта тенденция была объяснена тем, что размер трещины большой. Этот размер трещины находится в зоне BM-HAZ. По мере роста трещины значения напряжений уменьшаются, и ожидается, что в трубопроводе со ступенчатой трещиной будет меньше механического сопротивления. На рис. 9b, c можно заметить, что есть небольшое уменьшение в результатах результатов давления разрушения по сравнению с рис. 9a. Разумно отметить, что внутреннее давление относительно низкое, а именно 0,01 МПа и 0,1 МПа, при этом давлении и вершина трещины действует как концентратор напряжений для всех длин трещин, наконец, рис.9c показывает …

… тот факт, что размер трещины большой. Этот размер трещины находится в зоне BM-HAZ. По мере роста трещины значения напряжений уменьшаются, и ожидается, что в трубопроводе со ступенчатой трещиной будет меньше механического сопротивления. На рис. 9b, c можно заметить, что есть небольшое уменьшение в результатах результатов давления разрушения по сравнению с рис. 9a. Уместно отметить, что внутреннее давление относительно низкое, а именно 0.01 МПа и 0,1 МПа, при этом давлении и вершина трещины действует как концентратор напряжений для всех длин трещин. Наконец, на рис. 9с показано, что при ступенчатом ламинировании давления равны, но в противоположных направлениях, компенсируя друг друга во внутренней части. …

… ступенчатая трещина. На рис. 9b, c можно заметить, что есть небольшое уменьшение в результатах результатов давления разрушения по сравнению с рис. 9a. Уместно отметить, что внутреннее давление относительно низкое, а именно 0.01 МПа и 0,1 МПа, при этом давлении и вершина трещины действует как концентратор напряжений для всех длин трещин. Наконец, на рис. 9с показано, что при ступенчатом ламинировании давления равны, но в противоположных направлениях, компенсируя друг друга во внутренней части. стены и только с приложением внешнего давления к внешней стене. Это показано на рис. 10. Чтобы достичь высоких значений напряжения, необходимо было увеличить давление внутри трубопровода. Ожидается, что …

Когда кто-то спрашивает о давлении разрыва трубы, лучший ответ — теоретический.Давление разрыва — это буквально давление, с которым сосуд высокого давления, такой как труба или труба, может выдержать перед разрывом или «разрывом». Условия окружающей среды и другие факторы могут сыграть роль в отказе трубы. Проектирование сосуда высокого давления и выбор материала, который будет использоваться, могут быть сложным процессом. Необходимо ссылаться на соответствующий код ASME BPVC и не следует упрощать процесс путем определения только приблизительного давления разрыва трубы или трубы. Существуют формулы, которые можно использовать для оценки давления разрыва трубы или насосно-компрессорной трубы.Следующее следует использовать только в качестве справки. Corrosion Materials не несет ответственности за какие-либо убытки, которые могут возникнуть в случае использования представленной информации каким-либо образом, кроме справочной.

Две наиболее часто используемые формулы — это уравнения Барлоу и Ламе. Давление разрыва зависит от прочности материала и размеров сосуда под давлением (т. Е. Толщины стенки, внутреннего и внешнего диаметра). Температура также может влиять на давление разрыва, поскольку колебания температуры могут иметь прямое влияние на прочность материалов.В нижеследующем обсуждении будут приниматься во внимание только условия комнатной температуры, и эту информацию следует использовать только в качестве рекомендаций или справочных материалов. При расчете рабочего давления необходимо учитывать коэффициент безопасности.

Уравнение Барлоу предназначено для расчета внутреннего давления. Это может быть давление разрыва или давление текучести в зависимости от того, какое свойство материала используется в уравнении. Из этого уравнения можно извлечь довольно много информации, но важно то, что у вас есть определенная цель.Если вы хотите знать, в какой момент материал начнет пластически или необратимо деформироваться, вы можете использовать предел текучести. Вот почему предел прочности на разрыв используется для определения давления разрыва или точки, при которой материал в конечном итоге разрушается.

Ознакомьтесь с нашим онлайн-калькулятором давления разрыва с использованием уравнения Барлоу. Введите в форму значения прочности на разрыв (PSI), толщины стенки (дюймы) и внешнего диаметра (дюймы). Кнопка «Вычислить» рассчитает разрывное давление и рабочее давление. Если у вас нет всей информации для калькулятора и вам нужна техническая помощь по вашему проекту, позвоните по телефону 1-800-455-2276, чтобы поговорить с Якобом Родригесом, нашим специалистом по металлургии и техническим услугам.

Ссылки:
Нормы ASME по котлам и сосудам под давлением, раздел VIII, разд.1, Таблица UNF-23-3, Par.UG-27 и Приложение 1, Par. 1-2
Стальная труба: Руководство по проектированию и установке , 4-е изд. (M11), стр. 45, штат Американской ассоциации водопроводных сооружений.
Справочник по нефтяной промышленности , Том 2 , стр.