Гост 32388
Избранные места из ГОСТ 32388— 2013 «Трубопроводы технологические»
Разговоры по теме «Подводные расчеты допускаемых напряжений для режима ПДКОН − постоянно действующих и кратковременных нагрузок»
Нормативный документ ГОСТ 32388 интересен и многогранен. Часто бывает, что инженер, особенно новичок в расчетном направлении, сталкивается с неоднозначной трактовкой ограничений, прописанных в документе. Ведь норматив рассматривает и стальные трубопроводы, и полимерные, и трубы из цветных металлов, и ограничения по рабочему давлению и температуре, а еще криогенные, среднетемпературные, высокотемпературные, до 10 МПа, свыше, вакуумные и другие ограничения.
Этот ГОСТ определяет три типа режима работы для трубопроводов вне зависимости от типа и рабочих условий: ПДН, ПДКОН и испытания.
В режиме ПДН выполняются все положенные расчеты:
- Действие постоянных и длительных временных несамоуравновешенных нагрузок в рабочем состоянии;
- Действие постоянных, длительных временных самоуравновешенных и несамоуравновешенных нагрузок и воздействий в рабочем состоянии;
- Действие постоянных, длительных временных самоуравновешенных и несамоуравновешенных нагрузок и воздействий в холодном (нерабочем) состоянии;
- Расчет на малоцикловую усталость.
В режиме ПДКОН выполняется только расчет напряжений от действия постоянных, длительных временных, кратковременных и особых самоуравновешенных и несамоуравновешенных нагрузок и воздействий в рабочем состоянии. При этом допускаемые напряжения (от веса, от всех воздействий, от давления) принимаются как для кратковременных воздействий.
Следует иметь в виду, что режим ПДН является обязательным для ГОСТ 32388-2013. При этом учитываются только постоянные и длительные временные нагрузки. Режим ПДКОН является дополнительным. Допускаемые напряжения при этом численно принимаются выше, но должны обязательно учитываться дополнительные нагрузки (кратковременные).
Расчет допускаемых напряжений для него не однозначен, что приводит в тупик не только простых инженеров, но и высококвалифицированных специалистов, которые редко сталкивались с заданием кратковременных нагрузок. Разработчики программы СТАРТ рекомендуют выбирать тип ПДКОН для таких режимов, которые действуют очень непродолжительное время, - например, испытания, пропарка, выгиб или прогиб корпуса судна.
В остальных ситуациях для упрощения расчетов разработчик рекомендует выбирать режим ПДН.
Корректна ли эта рекомендация? Наш совет грамотным специалистам − использовать режимы, которые соответствуют критериям прочности, указанным в ГОСТ 32388— 2013. А разобраться с допускаемыми напряжениями для временных режимов, таких, например, как ПДКОН, поможет эта статья.
ГОСТ 32388 однозначно трактует, что снеговая, гололедная, ветровая нагрузки, от срабатывания ПК и подвижного состава – кратковременные, а сейсмическая и другие динамические нагрузки относятся к особым (шифры с 11-16, таб. 6.1 ГОСТ). Уже это одно означает, что все описанные выше нагрузки нельзя рассматривать как постоянные или длительные.
Для средне- и высокотемпературных трубопроводов давлением до 10 МПа следует учитывать режимы и проверять систему на прочность для них согласно таблице 1.
Таблица 1. Критерии прочности.
|
Этап |
Нагрузки |
Условие прочности |
|
|
|
|
Среднетемпературный трубопровод |
Высокотемпературный трубопровод |
|
Режим ПДН |
|||
|
1 |
Действие постоянных и длительных временных несамоуравновешенных нагрузок в рабочем состоянии |
σе<1,1 [σ] |
σе<1,1 [σ] |
|
2 |
Действие постоянных, длительных временных самоуравновешенных и несамоуравновешенных нагрузок и воздействий в рабочем состоянии |
- |
σе<1,5 [σ] |
|
3 |
Действие постоянных, длительных временных самоуравновешенных и несамоуравновешенных нагрузок и воздействий в холодном (нерабочем) состоянии |
- |
σе<1,5 [σ]20 |
|
4 |
Расчет на малоцикловую усталость |
Δσе,1 < [Δσе] |
- |
|
Режим ПДКОН |
|||
|
5 |
Действие постоянных, длительных временных, кратковременных и особых несамоуравновешенных нагрузок в рабочем состоянии |
σе< 1,5 [σ] |
σе< 1,5 [σ] |
|
6 |
Действие постоянных, длительных временных, кратковременных и особых самоуравновешенных и несамоуравновешенных нагрузок и воздействий в рабочем состоянии |
- |
σе<1,9[σ] |
|
Режим «сейсмика» |
|||
|
7 |
Действие постоянных, длительных временных, кратковременных несамоуравновешенных и сейсмических нагрузок в рабочем состоянии |
Для категорий Is: σе<1,6[σ] Для категорий IIs и IIIs: σе < 1,9 [σ] |
|
Из таблицы видно, что нормативный документ рассматривает допускаемые напряжения для режима ПДКОН в 1,5[σ] и 1,9[σ] в зависимости от температурного режима.
Если мы будем использовать вместо режима ПДКОН режим ПДН, то поставим свою систему в худшие условия, что может привести к серьезным проблемам, которых в реальности могло бы и не быть.
Рассмотрим также допускаемые напряжения и для других материалов и рабочих условий в рамках ГОСТ.
Что касается металлических трубопроводов с давлением свыше 10 МПа, с ними все просто: поверочный расчет таких объектов выполняют, согласно разделу 9, как для труб с давление менее 10 МПа, за исключением формул для расчета напряжений в отводах, тройниках (врезках).
Расчет вакуумных металлических трубопроводов (до ползучести) ведется практически так же, как и трубопроводов с нормальным давлением, за исключением толщин стенок и допустимого наружного избыточного давления:
- поверочный расчет трубопровода при испытаниях по режиму ПДКОН выполняют согласно разделу 9, при этом расчет ведут на внутреннее избыточное давление 0,2 МПа;
- поверочный расчет трубопровода с учетом наружного избыточного давления по режиму ПДН выполняют согласно разделу 9.
Теперь поговорим о низкотемпературных металлических трубопроводах. К низкотемпературным (криогенным) относят трубопроводы с температурой от -269 °С до -70 °С.
Условия прочности на всех этапах полного расчета трубопровода приведены в таблице 2. Оценку прочности на некоторых этапах не ведут.
Таблица 2. Критерии прочности для низкотемпературных трубопроводов.
|
Этап |
Нагрузки |
Условие прочности |
|
Режим ПДН |
||
|
2 |
Совместное действие постоянных и всех длительных временных нагрузок и воздействий в рабочем состоянии (при криогенных температурах) |
σе<[σ]* σе<2,5[σ]** |
|
4 |
Расчет на малоцикловую усталость |
Δσе,1 < [Δσе] |
|
Режим ПДКОН |
||
|
6 |
Совместное действие всех нагрузок и воздействий в рабочем состоянии |
σе<[σ]* σе<2,5[σ]** |
|
Режим «сейсмика» |
||
|
8 |
Совместное действие всех нагрузок и воздействий в рабочем состоянии и сейсмических нагрузок |
σе<[σ]* σе<2,5[σ]** |
* Условие только для труб
** Условие только для тройников, врезок, отводов и переходов
Как видно из Таблицы 2, предположение о том, что для режима ПДКОН можно использовать допускаемые напряжения режима ПДН, отчасти верно, но только для низкотемпературных металлических трубопроводов.
Что касается трубопроводов из полимерных материалов, то стандарт распространяется только на жесткие и гибкие неармированные трубопроводы и гибкие армированные трубопроводы, а жесткие армированные трубопроводы в стандарт не входят.
Трубопроводы из полимерных материалов в зависимости от физико-химических свойств транспортируемых по ним веществ подразделяют на группы и категории. Таким же образом, в зависимости от этих категорий, проходит и оценка прочности (категории трубопровода вы можете посмотреть в таблице 13.1, ГОСТ 32388— 2013).
Таблица 3. Критерии прочности для полимерных трубопроводов
|
Этап |
Нагрузки |
Условие прочности |
|
Режим ПДН |
||
|
1 |
Эквивалентное напряжение от весовых нагрузок |
[σ] = КуКсКхКп, * Kу - коэффициент условий работы трубопровода Kc - коэффициент прочности соединения труб и деталей Kх - коэффициент химической стойкости Kп - коэффициент условий прокладки - нормативное длительное сопротивление разрушению |
|
2 |
Эквивалентное напряжение от всех воздействий в рабочем состоянии |
[σ] = КуКсКхКпКтКц, Kт - коэффициент для самоуравновешенных нагрузок Kц - коэффициент циклической прочности |
|
3 |
Эквивалентное напряжение от всех воздействий в холодном состоянии |
[σ] = КуКсКхКп, при монтажной температуре |
|
Режим ПДКОН |
||
|
4 |
Эквивалентное напряжение от весовых нагрузок при испытаниях |
[σ] = Кс, при температуре испытаний |
|
5 |
Эквивалентное напряжение от не самоуравновешенных кратковременных нагрузок |
[σ] = Кс |
|
6 |
Эквивалентное напряжение от всех воздействий в рабочем состоянии от кратковременных нагрузок |
[σ] = КсКт
|
* Параметры согласно ГОСТ 32388-2013, часть 13
Как видно из Таблицы 3, допускаемые напряжения режима ПДКОН тоже не соответствуют аналогичным напряжениям по ПДН.
Из такого ёмкого и лаконичного анализа можно сделать самонапрашивающийся вывод: режим ПДКОН не равен режиму ПДН – у каждого режима свои критерии, за исключением криогенных трубопроводов из металла.
Поэтому инженеру необходимо правильно выбирать критерии расчета при оценке прочности, а за основу брать нужный нормативный документ, но не рекомендации, какими бы простыми они не были.
Остались вопросы? Обращайтесь к нам!
Специалисты Группы компаний «Русский САПР» с радостью вам помогут решить ваши задачи и ответят на вопросы.
Работайте с нами, работайте с удовольствием!
ГОСТ 32388-2013. Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия
| Вид документа | ГОСТ |
| Статус | Действует |
| Документ принят организацией | Межгосударственный Совет по стандартизации метрологии и сертификации |
| Документ внесен организацией | |
| Разработчик документа | Некоммерческое партнерство «Сертификационный центр НАСТХОЛ» (НП «СЦ НАСТХОЛ»), Научно–техническое предприятие Трубопровод (ООО «НТП Трубопровод») |
| Дата принятия в МГС | 2013-12-18 |
| Дата начала действия | 2014-08-01 |
| Дата последней редакции | 2016-11-02 |
| Страны действия | Республика Армения;Республика Беларусь;Кыргызская Республика;Российская Федерация;Республика Таджикистан;Республика Узбекистан |
| Где применяется | Настоящий стандарт распространяется на трубопроводы технологические, работающие под внутренним давлением, вакуумом или наружным давлением, из углеродистых и легированных сталей, цветных металлов (алюминия, меди, титана и их сплавов) с рабочей температурой от минус 269 °С до плюс 700 °С при отношении толщины стенки к наружному диаметру |
| Код ОСК | 75. |
ГОСТы которые могут вас заинтересовать
Список ГОСТов
ГОСТ 31842-2012 (ISO 16812:2007). Нефтяная и газов...
3168.00р.
ГОСТ 31843-2013 (ISO 13707:2000). Нефтяная и газов...
7128.00р.
ГОСТ 31844-2012 (ISO 13535:2000). Нефтяная и газов...
3588.00р.
ГОСТ 32569-2013. Трубопроводы технологические стал...
7128.00р.
ГОСТ 32601-2013 (ISO 13709:2009). Насосы центробеж...
7128.00р.
ГОСТ ISO 13706-2011. Аппараты с воздушным охлажден...
3588.00р.
ГОСТ Р 54802-2011 (ИСО 13631:2002). Нефтяная и газ...
3588.00р.
ГОСТ Р 54961-2012. Системы газораспределительные. ...
3588.00р.
ЖИДКОСТИ И C° - ГОСТ 32388 не является ASME B31 будьте осторожны
- Применение
от WebAdmin
Нельзя просто преобразовать модель из CAESAR II в СТАРТ-ПРОФ и просто запустить анализ.
Д-р Алекс Матвеев – команда разработчиков, поддержки и обучения СТАРТ Проф
СТАРТ-ПРОФ — это современное программное обеспечение высокого уровня, использующее объектно-ориентированную модель трубопроводов (например, Excel) с автоматизированными ячейками, CAESAR II — низкоуровневый старый стиль, основанный на электронных таблицах. программное обеспечение (например, блокнот), где пользователю необходимо выполнять все расчеты вручную и вводить числа. Сложно интерпретировать и конвертировать данные в свободной форме из блокнота в Excel автоматически и предугадывать человеческую логику в каждом конкретном случае.
Несколько примеров
Подвеска пружины
В СТАРТ-ПРОФ подвеска пружины имеет свойства вращающегося стержня, а опора пружины по умолчанию имеет трение, а в CAESAR II его нет. Пользователи CAESAR II добавляют вращающийся стержень и трение к пружинам вручную, используя CNODE.
Для лучшего понимания: Пружинная подвеска и Пружинная опора Справочная помощь
Тройник
Тройник СТАРТ-ПРОФ по умолчанию имеет свойства заголовка и длины ответвления. Но тройник CAESAR II — это просто SIF в точке пересечения. Если пользователь хочет учесть большую толщину стенки тройника или отвода, гибкость коллектора и ответвления, ему необходимо вручную добавить дополнительные узлы и увеличить толщину на коллекторе и патрубках. Программное обеспечение FEATOOLS предлагается помочь пользователю в решении этой сложной задачи. Таким образом, довольно сложно интерпретировать все функции ручного ввода пользователя и преобразовать их в стандартизированные высокоуровневые объекты тройника и изгиба СТАРТ-ПРОФ.
Для лучшего понимания: Тройники Справочная помощь
Соединение трубопроводов с сосудами под давлением
В СТАРТ-ПРОФ есть объект «Штуцер», который автоматически позволяет учитывать перемещения штуцера из-за тепловых расширений сосуда, его гибкости, эффекта вздутия, проверить допустимые нагрузки. В CAESAR II пользователь создает модель насадки-сосуда вручную с помощью CNODE. Довольно сложно представить, о чем думал пользователь, создавая ту или иную модель трубопровода с насадкой.
Для лучшего понимания: см. Справочная помощь
И этот список можно продолжать до бесконечности. Конечно, команда PASS позаботилась о том, чтобы большинство типовых моделей были преобразованы максимально корректно. Но все предусмотреть невозможно. Поэтому они постоянно совершенствуют преобразователь. Но это все еще не на 100% идеально. Невозможно преобразовать какие-либо данные, созданные человеком в блокноте, в Excel и ожидать успешных вычислений.
Поэтому любое автоматическое преобразование модели требует ручной доводки лицом, владеющим программой СТАРТ-ПРОФ.
ГОСТ 32388 не является ASME B31
FLUIDS & Co предлагает такие платные услуги от PSRE, которые имеют необходимый опыт в CAESAR II и СТАРТ-ПРОФ. Такую работу они выполняют для разных компаний, которым необходимо проверить модель, созданную в CAESAR II, по коду ГОСТ 32388.
И, пожалуйста, имейте в виду, что расчеты ASME B31 в России не принимаются. Необходимы расчеты по ГОСТ 32388 (технологические трубопроводы), РД 10-249 (энергетические трубопроводы), СП (газо- и нефтепроводы).
Также могу сказать, что обычно эта модель не удовлетворяет требованиям ГОСТ 32388, потому что код ГОСТа полностью отличается от ASME B31 и имеет свою 50-летнюю историю.
FLUIDS & Co может предоставить вам подробные документы, представляющие различия между CAESAR II и СТАРТ-ПРОФ, а также между ГОСТ 32388 и ASME B31.
Просто свяжитесь с нами .
Оценка информативности контроля состояния трубопроводов газораспределительных станций методами жесткости | № 3(308) | Труды Губкинского университета
Научно-технический журнал
ISSN 2073-9028
№ 3(308)
Вернуться к выпуску
Заказать статью в электронной библиотекеОценка информативности контроля состояния трубопроводов газораспределительных станций методами измерения жесткости
УДК: 620.162/.177/.178
DOI: 10.33285/2073-9028-2022-3(308)-110-122
Авторы:
ЕЛАГИНА ОКСАНА Ю.В. 1 ,
Buryakin Alexey V. 1 ,
USHKAREV ANDREY A. 1
1 Губкинский российский государственный университет нефти и газ (Национальный исследовательский университет), Moscow. вибрация, твердость, микротвердость
Аннотация:
Исследовано изменение твердости металлических труб технологических трубопроводов из сталей 20 и 09Г2С при воздействии вибрационных нагрузок. Оценена информативность контроля состояния трубопроводов газораспределительных станций различными методами измерения жесткости.
Библиография:
1. СТО Газпром РД 1.10-098-2004. Проведение технического диагностирования трубопроводов и обвязок технологического оборудования газораспределительных станций магистральных газопроводов: стандарт организации. – М.: ООО «МРЦ Газпром», 2004. – 71 с.
2. ГОСТ 32388-2013. Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия. – М.: Стандартинформ, 2016. – 109 с.с.
3. Пановко Г.Я. Лекции по основам теории вибрационных машин и технологий: Учебное пособие для вузов. – М. : Изд-во МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2008. – 192 с.
4. ГОСТ 25.502–79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. – М.: Стандартинформ, 1979. – 50 с.
5. ГОСТ Р ИСО 6507-1-2007. Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Ч. 1. Метод измерения. – М.: Стандартинформ, 2008. – 19 с.с.
6. АСТМ А1038–19. Стандартный метод испытаний для портативных испытаний твердости ультразвуковым методом контактного импеданса.
7. СТО 36554501-040-2014. Диагностика стальных строительных конструкций. Метод магнитный, коэрциметрический. – М.: ОАО «НИЦ «Строительство», 2014. – 13 с.
8. Е Д., Ван Чж. Подход к исследованию предзародышевого усталостного повреждения циклически нагруженных металлов с использованием тестов микротвердости по Виккерсу//Международный журнал усталости. – 2001. – Вып. 23. – № 1. – С. 85–91.
9. Исследование поведения усталостного упрочнения/разупрочнения с помощью измерения микротвердости по Виккерсу при многоцикловой усталости/D.
