Перейти к публикации

Расчёт тройника на высокое давление


Рекомендованные сообщения

Дмитрий Белугин

Добрый день, уважаемые форумчане.

В области расчетов у меня проблемы и в теме высокого давления я недавно, а никто из коллег на рабочем месте не смог мне подсказать, поэтому решил обратится сюда за помощью.

На данный момент по эскизам заказчика разрабатываю элемент манифольда для буровой вышки.

Давление рабочее - 35МПа, испытательное - 70МПа. Температура не указана, но по информации от заказчика особо высоких температур там быть не должно, поэтому согласовал +50 градусов Цельсия расчётную.

Сталь - 09Г2С. Сталь уже закуплена и по сертификатам имеет следующие мех. свойства: Временное сопротивление разрыву = 445 МПа, минимальное значение предела текучести = 310 МПа

Внутренний проход трубопровода - 100мм, наружный 140мм.

Проблема состоит в следующем, равнопроходные тройники и угольники рассчитанные на такое давление по ГОСТ 22822-83 (исп.2) по габаритам длиннее, чем я могу использовать, потому что необходимо соблюсти заданные габариты.

Пробовал считать по РД РТМ 26-01-44-78, по данным расчета (если я правильно все сделал) тоже выходит, что длинна укрепления должна быть немного длиннее, чем мне позволяют габариты.

В связи с этим разработал модель на основании ГОСТа, но сильно укороченную и немного увеличил размер "квадратной" части. Места под сварной шов и разделку осталось минимум.

Посчитал через SW Simulation методом МКЭ(разделку под сварной шов не учитывал), задав самые плохие условия по предельным температурам.

Коэффициента запаса прочности ниже 1,1 нигде не обнаружилось, в остальных местах больше.

Подскажите пожалуйста правильно ли я производил расчет и правильно ли приложил нагрузки и закрепления или что-то не учел? Не будет ли критичным, что места под сварку "впритык", не создаст ли это дополнительные напряжения, которые могут негативно сказаться потом?

Эскиз узла в котором используется данный тройник:

b717e400b7ad639a055a8f240d04d408.jpg

Результаты расчета в SW Simulation:

fe76e3b1fccaa21b83b999f7f25f9e02.png

Модель в формате солида и step:

https://disk.yandex.ru/d/ewYdrrcls5lnIQ

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


UnPinned posts

@Дмитрий Белугин не могу посмотреть сам файл расчёта (будущая версия), но чем вы руководствовались, когда закрепляли все грани со стороны привариваемых трубопроводов по всем степеням свободы?
Из того, что видно по картинке: силу тяжести можно не учитывать - по сравнению с таким давлением это ничто; температуру, правильней в данном случае, наверно прикладывать ко всему телу, а реальный запас будет в раза 1.5-2 выше, т.к. у вас сингулярность в угле вблизи заделки. Последнее, впрочем, зависит от сетки.
Короче, вам скорее всего лучше смоделировать весь узел целиком... и если этот узел на концах приваривается, допустим, к трубе, жёсткость которой намного больше вашего узла, то там и надо крепить
 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@Дмитрий Белугин @Jesse Температурная нагрузка вообще не нужна. Тройник прогреется почти до одинаковой температуры и температурные напряжения там будут небольшими. И этот тройник не жестко зажат он же находится в составе трубопровода а там есть изгибы, колена, сильфоны, которые компенсируют температурные деформации.

 

Температуру можно и нужно учесть уменьшением механических свойств материала.

 

И еще - это же область сосудов под давлением. Разве там считают по эквивалентным напряжениям? Там вроде надо делать линеаризацию напряжений, выделять изгибные и мембранные и сравнивать с допускаемыми.

Например как вот здесь.

https://cccp3d.ru/topic/74722-расчёт-по-пнаэ-г-7-002-с-использованием-мкэ/

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 минуты назад, karachun сказал:

Температурная нагрузка вообще не нужна. Тройник прогреется почти до одинаковой температуры и температурные напряжения там будут небольшими. И этот тройник не жестко зажат он же находится в составе трубопровода а там есть изгибы, колена, сильфоны, которые компенсируют температурные деформации.

да, согласен, тоже об этом подумал. Сам крайне редко прикладываю температуру. Температуру самое главное учесть в контексте снижения предела текучести. Ну тут 50 град фигня тож)

 

5 минут назад, karachun сказал:

И еще - это же область сосудов под давлением. Разве там считают по эквивалентным напряжениям? Там вроде надо делать линеаризацию напряжений, выделять изгибные и мембранные и сравнивать с допускаемыми.

Если критерий "сумма мембранных и изгибных" суть "сигма1+сигма2", до можно смело считать по дефолтному Мизесу - в запас идёт..)
А элементы конструкций где регламентируются онли мембранные , например, в тонкой обечайке под давлением экв.напр=мембр, а где только изгибные, то и там экв.= изгибные:smile:
Короч, Мизес, мизес и ещё раз Мизесс!)
А линеаризация хрен знает.. ЧЕм больше толщина, тем больше её погрешность.  И в данном случае тоже, наверно............

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вообще видно что тройник массивный.

Можно, в первом приближении, посчитать трубу, диаметром 100 мм и толщиной стенки 20 мм на действие кольцевых, осевых и радиальных напряжений. Если труба пройдет то и тройник тоже - он везде в полтора раза толще.

 

https://cae-club.ru/sites/default/files/commentsfiles/16_prakticheskie_raschety_na_prochnost_konstruktivnyh_elementov_chast_1.pdf

Со страницы 11.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вообще мало того, что линеаризация так еще и по теории максимальных касательных напряжений, а они дают более высокое значение на 10% обычно.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Дмитрий Белугин
18 часов назад, Jesse сказал:

 чем вы руководствовались, когда закрепляли все грани со стороны привариваемых трубопроводов по всем степеням свободы?
 

Честно сказать ничем, просто думал раз есть три поверхности под сварку, значит их и нужно закреплять. Понимаю, что нужно задавать степени свободы, но как их определить хотя бы примерно, не могу сообразить.

Я в расчетах новичок. Ранее я работал с сосудами под давлением и там рассчёт сводился к правильному составлению модели в Пассате, остальное все делала программа.

Поэтому так сказать теоретических знаний, не говоря уже о практических мне катастрофически не хватает.

18 часов назад, Jesse сказал:

сингулярность в угле вблизи заделки. Последнее, впрочем, зависит от сетки.

Да, увидел, что там сингулярность, поэтому прозондировал еще в нескольких точках.

18 часов назад, Jesse сказал:

Короче, вам скорее всего лучше смоделировать весь узел целиком... и если этот узел на концах приваривается, допустим, к трубе, жёсткость которой намного больше вашего узла, то там и надо крепить

Можете подсказать как лучше закреплять всю сборку целиком?

Общий вид трубопровода, к сожалению не могу скинуть сейчас, она на работе осталась. Только в понедельник или ближе к вечеру сегодня, как получится.  Поэтому опишу на словах.

Вообщем есть вышка буровая и к ней крепится данный узел, потом две 8-ми метровых трубы и  на концы данных труб крепятся "гусаки" (отводы гнутные под 165 градусов). Узел который я выкладывал расположен у основания.

Соединяются данные узлы между собой на специальные быстро-разъемные соединения. К началу и концам этого трубопровода присоединены РВД.

Точной информации как на вышке будет этот трубопровод крепится у меня нет, потому что оборудование под замену идет вроде бы и ничего кроме это отрезка трубопровода в поставку не входит.

Но знаю что чаще всего применяется следующая схема закрепления: там где расположены 8-ми метровые трубы закрепление идет через специальные хомуты к вышке, а за специальные крепления на "гусаках" вся конструкция подвешивается на тросы, и натягиванием через талреп где-то наверху регулируется.

Как закреплен нижний узел, который я выкладывал, могу только догадываться. Скорее всего так же на хомутах.

 

Исходя из этого я могу только предположить, что степень свободы направленная по оси Z будет присутствовать скорее всего больше других, но на сколько сильно, неизвестно. Поэтому если моделировать узел нижний целиком, надо правильно все нагрузки учесть будет и тут я вообще теряюсь как это можно сделать.

19 часов назад, karachun сказал:

И еще - это же область сосудов под давлением. Разве там считают по эквивалентным напряжениям? Там вроде надо делать линеаризацию напряжений, выделять изгибные и мембранные и сравнивать с допускаемыми.

Например как вот здесь.

https://cccp3d.ru/topic/74722-расчёт-по-пнаэ-г-7-002-с-использованием-мкэ/

Честно сказать, я не знаю как правильно вообще по МКЭ считать, многих терминов я до конца не понимаю. Как уже писал выше ранее с расчетами сталкивался только в Пассате.

С ссылкой на тему поверхностно ознакомился, надо вникать глубже. Почитаю ПНАЭГ.

17 часов назад, karachun сказал:

Можно, в первом приближении, посчитать трубу, диаметром 100 мм и толщиной стенки 20 мм на действие кольцевых, осевых и радиальных напряжений. Если труба пройдет то и тройник тоже - он везде в полтора раза толще.

 

https://cae-club.ru/sites/default/files/commentsfiles/16_prakticheskie_raschety_na_prochnost_konstruktivnyh_elementov_chast_1.pdf

Со страницы 11.

 Очень полезный документ для понимания сути расчета. Спасибо. По данной методике пока не пробовал считать, но ранее считал трубу по РД РТМ 26-01-44-78, получилась стенка порядка 16-17мм, с прибавками как раз укладывалось в 20мм.

Можете пожалуйста еще какую-нибудь литературу посоветовать по расчетам на высокое давление методом МКЭ? Или просто по МКЭ, чтобы разобраться и изучить.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
05.05.2021 в 12:21, Дмитрий Белугин сказал:

Можете подсказать как лучше закреплять всю сборку целиком?

по плоскостям симметрии.

а там где сварка - вообще не крепить. там моменты и силы накрайняк.

05.05.2021 в 12:21, Дмитрий Белугин сказал:

Ранее я работал с сосудами под давлением и там рассчёт сводился к правильному составлению модели в Пассате, остальное все делала программа.

по идее в модель входят ГУ. но пассат есть пассат

04.05.2021 в 21:13, AlexArt сказал:

Вообще мало того, что линеаризация так еще и по теории максимальных касательных напряжений, а они дают более высокое значение на 10% обычно.

"обычно" в опасных местах НДС близок к одноосному. а там у них (мизеса и треска) тоже разница 10%? ))

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
5 часов назад, soklakov сказал:

"обычно" в опасных местах НДС близок к одноосному. а там у них (мизеса и треска) тоже разница 10%? ))

Что вы говорите? Давление + моменты дадут однооску? Опасные места обычно в корпусе трубопроводной арматуры, а там бывают изгибы от геометрии вообще только от давления.

Ааа, понятно, это вы так свои косяки заметаете...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




  • Сообщения

    • Eng.Destructor
      Сделал так: Добавил новый формат fs2 25 0 4 0 3t #No decimal, absolute, 3 поменял  result = newfs (25, thddepth$) # изменил 16 на 25 result = newfs (25, thdfirst$) # изменил 16 на 25 result = newfs (25, thdlast$) # изменил 16 на 25 result = newfs (25, thdfinish$) # изменил 16 на 25 Спасибо за наводку
    • arsenev
    • teqn1c
      Есть динозавр stratos plus на io mb -  В нем всего 256 КБ памяти  есть ли возможность через режим rtm подгружать программу с ПК через rs 232 ? В шкафу ещё есть разъем под карту но с нее получается только считать и опять таки сохранить на память станка. Соединение ПК-станок настроил ,есть возможность отправлять на него через альфакам программы ,но они сохраняются в память станка. В альфакам есть непрерывная отправка - она отправляет - но в режиме rtm ничего не происходит 
    • Metal_Cutter
      @arsenev В FC такого нет.
    • Bot
      HCL CAMWorks 2024, новая версия программного обеспечения CAM, полностью интегрированного с SOLIDWORKS и Solid Edge включает в себя передовые технологии, позволяющие сократить время программирования, уменьшить время цикла обработки и увеличить срок службы инструмента. Смотреть полностью
    • Александр1979
      Руководство для дусь взял здесь: https://www.cnczone.com/forums/daewoo-doosan/413426-every-doosan-service-manual-currently-auto-updated.html
    • ss_162
      Может есть у кого оригинальные резцы на продажу? Нужен резец SFCC 50 - это маркировка D`Andrea, или Искаровский, он такой же, только маркировка у него другая.
    • Aveovar
      Подскажи, как ты сделал несколько экранов с разных ракурсов
    • Kaktusito
      Всем доброго времени суток! Только начал заниматься редактированием постпроцессоров и сразу же столкнулся с проблемой. Суть в том что я нашел по форумам постпроцессоры с SolidCAM 2015 года, ибо у меня в версии 2022 года их почти нет, а мне нужен был более менее адекватный пост под токарку.  Закинул все файлы Gpptool 2015 года в свою папку, выбрал подходящий мне станок и начал генерировать УП.  Как вы поняли ничего мне не сгенерировало. Пишет ошибку "please change the name "Bore" in the VMID. This name is reserved for use in the GPP"  Сделал то что просит ошибка и был уверен что это не поможет, так оно и вышло. По итогу начало долбить другие ошибки. Очень еще не понятно с файлами которые я кидал в папку Gpptool потому что вместо стандартных двух у меня их аж 4 штуки.: gpp с циклами, gpp обычный, PRP и vmid. Хотя я знаю что в версиях вроде после 2017 уже идет по 2 файла. Что я только не пробовал кидал только 2 файла, кидал все 4, кидал содержимое файла с циклами в основной gpp, шёл по пути ошибок и исправлял что меня просили. В общем ничего не помогает  От безисходности пишу сюда, вы моя последняя надежда понять что происходит и почему ничего не работает. Заранее благодарю за ответы!
    • Krusnik
×
×
  • Создать...