Проверка трубопровода на прочность

[Виталич 0]

Для участка трубопровода была померена толщина трубы (она уменьшилась по сравнению с номинальной), и получена оценка распределения продольных напряжений металла на основании замеров напряжений и расчетов усилий.

При проверочных расчетах трубопроводов на прочность согласно СНиП 2.05.06-85 (http://icaplast.ru/index.php?page=180) в п. 8.34. максимальные продольные напряжения в трубопроводе от расчетных нагрузок и воздействий сравниваются с расчетным сопротивлением растяжению материала трубы R2, получаемым из предела текучести.

При этом используется коэффициент, обозначенный как кси4, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб; при растягивающих продольных напряжениях принимаемый равным единице, при сжимающих – вычисляемый по формуле (43).

Про смысл этого коэффициента кси4 я и хотел спросить.

Расчетная толщина трубопровода вычисляется в этом СНиП на основании сопротивлением растяжению материала трубы R1, получаемым из предела прочности. Поэтому для расчетной толщины трубы кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления могут превышать R2 и коэффициент кси4 может быть отрицательным.

Если прочитать внимательно, определение коэффициента кси4 по СНиП допускает различные толкования:

1) если при рабочем давлении продольные напряжения в трубопроводе положительны (трубопровод всюду растянут), то максимальное из напряжений должно не превышать R2;

2) если на трубопроводе есть отрицательные (сжимающие) продольные напряжения, то они все равно не могут быть максимальными, если имеется хоть одна область с положительными (растягивающими) напряжениями (максимальным ведь является самое большое, а не самое маленькое число), стало быть максимальные напряжения положительны и действуем по п. 1);

3) все напряжения в трубопроводе должны находиться в диапазоне от –кси4*R2 до R2;

4) кси4 не может быть меньше нуля, поэтому при кси4<0 напряжения должны быть просто > 0, но < R2.

Думаю, можно придумать еще пару способов понимания..

А как на самом деле? Думаю, что требования СниП основаны на каком-то общем решении задачи деформации трубы под действием растяжения, внешних моментов и внутреннего давления. Но расчетного опыта у меня совсем мало. Может, кто сталкивался с подобной задачей?

[Islander 2]

Для участка трубопровода была померена толщина трубы (она уменьшилась по сравнению с номинальной), и получена оценка распределения продольных напряжений металла на основании замеров напряжений и расчетов усилий

Если не по СНИП, то можно и так посчитать (какие мнения будут?):

Рассмотрим трубу, толщина стенок известна... Не знаю схемы нагружения, поэтому дальнейшие рассуждения абстракные... Пусть у нас двухосное напряженное состояние, это означает, что, например, изнутри распирает давление (растягивающие тангенциальные напряжения, собсно по "формуле котла" они и определяются), с концов трубу будем...допустим сжимать (продольные сжимающие напряжения). В этом случае подойдет теория наиб. касательных напряжений, ИМХО, т.е. главные1 минус главные3 по модулю, и эти эквивалентные напряжения пойдут в рассмотрение, запас возьмем 1.45...

2) если на трубопроводе есть отрицательные (сжимающие) продольные напряжения, то они все равно не могут быть максимальными, если имеется хоть одна область с положительными (растягивающими) напряжениями (максимальным ведь является самое большое, а не самое маленькое число), стало быть максимальные напряжения положительны и действуем по п. 1);

А не по модулю (абс. величине) разве определяются максимальные напряжения?

[Виталич 0]

Если не по СНИП, то можно и так посчитать (какие мнения будут?):

Я не совсем правильно объяснил. Как считать примерно понятно, кроме того, есть экспериментальная оценка напряжений на основании данных замеров в контрольных точках и они аппроксимируются с помощью гладких функций.

Короче, для каждой точки поверхности трубы известны продольные напряжения и надо оценить - годен ли участок с точки зрения СНиП по которому он проектировался или уже не годен и надо что-то с ним делать.

Вопрос в том, как правильно оценить полученный диапазон напряжений, раз СНиПе все так непонятно.

Хотелось бы узнать, из каких соображений авторы СНиП получили эти ограничения.

Может, есть какая-то теория по расчету деформации круглых тонкостенных труб, где рассматривается эти вопросы?

Изменено 25 октября 2005 пользователем Виталич