Особенности нормативной документации, регламентирующей вибрационные расчеты

особенности нормативной документации, регламентирующей вибрационные расчеты

Сенаторова Елена Васильевна

Ведущий специалист ЗАО НДЦНПФ «Русская лаборатория», г. Санкт-Петербург

Новосёлова Елена Александровна

Ведущий специалист ЗАО НДЦ НПФ «Русская лаборатория», г. Санкт-Петербург

Шипунова Татьяна Владимировна

Ведущий специалист ЗАО НДЦ НПФ «Русская лаборатория», г. Санкт-Петербург

Шабалин Михаил Владимирович

Ведущий специалист ЗАО НДЦ НПФ «Русская лаборатория», г. Санкт-Петербург

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрена нормативная документация, регламентирующая расчеты вибрационной прочности трубопроводов. Проведен анализ и сопоставление существующих документов. Определены достоинства и недостатки существующей документации.

ABSTRACT

In the present paper there were considered the regulatory documents, which regulate vibration Srength prediction of induflrial pipelines. Analysis and comparison of the current regulatory documents were performed. There were outlined main advantages and disadvantages of the current regulatory documents.

Ключевые слова: расчеты вибрационной прочности, нормативная документация, технические регламенты.

Keywords: vibration Srength prediction, regulatory documents, technical guidelines.

Вопрос расчетов вибрационной прочности технологических трубопроводов занимает особое место среди инженерных задач в силу сложности и неопределенности граничных условий расчета [1]. Для обеспечения совместимости и взаимозаменяемости продукции, защиты интересов потребителей в вопросах качества продукции, услуг и процессов, содействию экономии ресурсов, устранению технических барьеров в производстве создан ГОСТ 32388-2013 «Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия» [2]. Областью распространения этого документа являются различные трубопроводы, эксплуатируемые в условиях внутреннего или наружного давления и изготавливаемые из углеродистых и легированных сталей, а также из цветных металлов.

С другой стороны, для осуществления проектирования, строительства и реконструкции технологических трубопроводов был разработан также и СА 03-003-07 «Расчеты на прочность и вибрацию стальных технологических трубопроводов» [4], сменивший РТМ 38.001-94 [3]. [4] содержит в себе требования по расчету на прочность технологических трубопроводов, которые характеризуются повышенной опасностью транспортируемых сред, широким диапазоном изменения рабочих параметров и разнообразием возможных механизмов разрушения.

Область применения документов [2] и [4] схожа и относится целиком и полностью к разряду технологических трубопроводов в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой и других смежных отраслях промышленности. [2] издан уже в развитие [4] и в нем учтены все изменения и дополнения к [4]. Характерными отличиями [2] являются:

- раздел по расчету на прочность трубопроводов с давлением более 10 МПа;

- раздел по оценке прочности трубопроводов при сейсмических воздействиях;

- раздел по расчету прочности криогенных трубопроводов;

- раздел по оценке устойчивости подземных и надземных трубопроводов;

- методика определения отбраковочных толщин;

- требования по расчету трубопроводов бесканальной прокладки;

- методика расчета переходов, косых врезок и косых тройников.

Кроме того, [2] распространяется не только на стальные трубопроводы, но и на трубопроводы из цветных металлов и полимерных материалов.

В разделе «Область применения» [2] сразу видно изменения по сравнению с [4]. [2] распространяется на технологические трубопроводы, работающие под внутренним давлением, вакуумом или наружным давлением с рабочей температурой от -269 °С до +700 °С при отношении толщины стенки к наружному диаметру < 0,25 и технологические трубопроводы из полимерных материалов с рабочим давлением до 1,0 МПа и температурой до 100°С. В [4] конкретизируются пределы применения по давлению: наружное давление до 0,1 МПа (вакуумный трубопровод), внутреннее избыточное давление до 10 МПа и отношение толщины стенки к наружному диаметру - более жесткое ограничение < 0,2.

В [2] приводится следующая классификация трубопроводов: низкотемпературные (от -269°С до -70°С), высокотемпературные и среднетемпературные. В то же время [4] разделяет трубопроводы на 2 группы: высокотемпературные (из углеродистой и низколегированной стали - > 370°С, из легированной аустенитной стали - >450°С) и среднетемпе-ратурные.

[2] расширяет понятие высокотемпературного трубопровода, добавляя трубы из:

- из алюминия и его сплавов (>150°С);

- меди и ее сплавов (>250°С);

- титана и его сплавов (>300°С).

Кроме того, для стальных трубопроводов в [2] неравенства не являются строгими, в связи с чем расширяется понятие «высокотемпературный трубопровод». Таким образом, к примеру, трубопровод, изготовленный из стали марки 20, расчетная температура которого равна 370°С уже будет относиться к высокотемпературному в соответствии с [2].

К среднетемпературным [2] относит трубопроводы, расчетная температура которых не превышает указанных пределов. В [2] в разряд среднетемпературных попадают трубопроводы, расчетная температура для которых находится между установленными пределами (-70°С..+370°С). [2] также делает оговорку, что при расчете холодного (нерабочего) состояния и состояния испытаний трубопровод всегда рассматривается как среднетемпературный.

В [2] рассматриваются разные методики поверочного расчета в зависимости от расчетного давления:

с наружным избыточным давлением 0,1 МПа < р < 0 МПа (вакуумные);

с внутренним избыточным давлением 0 МПа < р <

10 МПа;

с высоким внутренним избыточным давлением р >

10 МПа.

Номинальные допускаемые напряжения по [2] и [4] определяются одинаково для углеродистых, низколегированных и аустенитных сталей. В [2] также добавлен расчет допускаемых напряжений для титановых сплавов и низко- и средне-температурных трубопроводов.

Определение коэффициентов прочности сварных соединений по этим двум нормативам одинаковое и зависит от расчетной температуры, рода сварки и объема контроля сварных швов. Этот раздел в [2] расширен за счет определения коэффициентов прочности сварных соединений для трубопроводов из алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов, титана и его сплавов.

В [2] добавляется дополнительное ограничение при расчете номинальной толщины стенки элемента трубопровода s: s > sR + с, но не менее минимальной толщины стенки при эксплуатации с учетом прибавки на коррозию s > + с2, где s . - минимальная толщина стенки труб и деталей при

эксплуатации, принимаемая по таблице 5.6 [2]. Суммарная прибавка к толщине стенки с складывается из прибавки для компенсации допуска на минимальную толщину стенки заготовки и максимального утонения при технологических операциях, а также прибавки для компенсации коррозии и эрозии, принимаемой с учетом расчетного срока эксплуатации.

Принципы расчетов толщин стенок и допускаемого давления для труб, отводов, переходов и тройников в [2] и [4] одинаковы, за исключением того, что в [2] приведен также расчет для трубопроводов бесканальной прокладки, имеющих отношение < 0,15. Для этих трубопроводов должно выполняться условие:

>

Da

где g1 - расчетная нагрузка на единицу длины трубопровода от веса грунта и продукта, Н/мм; g2 - расчетная нагрузка на единицу длины от веса трубопровода и изоляции, Н/ мм; пь - коэффициент, учитывающий боковое сопротивление грунта и изоляционного слоя сплющиванию трубы.

Подводя итоги, можно заключить что новый документ [2] содержит более детальные требования к расчетам трубопроводов и все изменения и дополнения к [4]. Кроме того, что немаловажно, стандарт распространяется не только на стальные трубопроводы, но и на трубопроводы из цветных металлов и полимеров.

Список литературы:

1. ГОСТ 12.1.012. Вибрационная безопасность. Общие требования.

2. ГОСТ 32388-2013 «Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия».

3. РТМ 38.001-94 «Указания по расчету на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов».

4. СА 03-003-07. Стандарт ассоциации. Расчеты на прочность и вибрацию стальных технологических трубопроводов.

экспертиза промышленной безопасности центробежных насосов

Сенаторова Елена Васильевна

Ведущий специалист ЗАО НДЦНПФ «Русская лаборатория», г. Санкт-Петербург

Смирнов Алексей Игоревич

Ведущий специалист ЗАО НДЦ НПФ «Русская лаборатория», г. Санкт-Петербург

Шипунова Татьяна Владимировна

Ведущий специалист ЗАО НДЦ НПФ «Русская лаборатория», г. Санкт-Петербург

Шабалин Михаил Владимирович

Ведущий специалист ЗАО НДЦ НПФ «Русская лаборатория», г. Санкт-Петербург

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены аспекты проведения экспертизы промышленной безопасности центробежных насосов. Даны рекомендации по составу работ, продолжительности работ и критериям оценки технического состояния центробежных насосов. Рассмотрены методики проведения неразрушающего контроля центробежных насосов.