Kako izračunate jačinu cevi i druge važne parametre?

Prilikom instalacije cjevovoda za domaćinstvo, obračun se ne vrši, pošto se u ove svrhe koriste standardne cijevi čija je čvrstoća dovoljna da izdrži pritisak vode, gasa, itd. Međutim, izgradnja industrijskih cjevovoda bez posebne procjene je opasno u većini slučajeva, jer to može dovesti do brzi otkaz sistema i druge neprijatne posledice.

U ovom članku ćemo pogledati osnove kako izračunati snagu cijevi, kao i neke druge parametre koje trebate znati prije izgradnje strukture.

Industrijski gasovod

Izračunavanje snage

Moram reći da je izračunavanje čvrstoće cevi potrebno ne samo da se osigura da je linija pouzdana. Ovo će takođe izbjeći prekomjerno trošenje, jer će prekomerna snaga dovesti do većih troškova izgradnje. Dakle, dizajn nije manje važna faza izgradnje cjevovoda nego njegova instalacija.

Dakle, ova kalkulacija podrazumijeva definiciju nekoliko osnovnih parametara:

  • Unutrašnji prečnik cevi zavisi od brzine protoka transportirane tečnosti;
  • Unutrašnji prečnik zavisi od hidrauličnog otpora;
  • Debljina zida.

Svaki parametar je određen određenim formulama, koje ćemo ispitati u nastavku.

Unutrašnji prečnik cevi

Izračunavanje unutrašnjeg prečnika

Odrediti optimalni unutrašnji prečnik cevi pri datom protoku fluida u cjevovodu i njegov protok može se izvršiti rukama formulom - D = 4Q3600v? Y m, gdje:

  • Q - protok fluida, meren u mg / h.
  • v - brzina protoka tečnosti u cevovodu, mjerena u m / s.
  • y je specifična težina tečnosti sa datim parametrima, merena u kg / m3. Ova vrijednost se uzima u referentnim knjigama.

Brzina kretanja različitih tečnosti i gasova određuje se kalkulacijama, a potvrdjuju i praktični eksperimenti. Zbog toga, u proračunima, možete koristiti sledeće podatke:

Za vodu i razne tečnosti niske viskoznosti (kao što su aceton, alkohol, slabi rastvori alkalnih i kiselina, benzina, itd.) 15 - 30 m / s
Za gasove pod visokim pritiskom i pregrejanu vodu 30-60 m / s
Za zasićenu paru i komprimovani vazduh 20 - 40 m / s

Iz gornje formule sledi da promjer preseka cjevovoda zavisi od brzine protoka tečnosti. Što je veće, manja je površina protoka, odnosno troškovi izgradnje objekta će takođe biti niži.

Industrijska parna linija

Otpornost na hidrauliku

Kada tečnost ili gas prolaze kroz cevovod, otpor nužno proizlazi kao rezultat trenja proizvoda koji se transportuje prema zidovima cevi i različitim preprekama u sistemu. Ovaj otpor se naziva hidrauličnim. Što je veći protok i gustina tečnosti, veća je hidraulička otpornost.

Prečnik cjevovoda može se odrediti datim gubitkom pritiska.

Uputstva za izvođenje ove proračuna su sledeća: D =? L? P • y • v2g kgf / cm2, gde:

  • ?p = P1-P2 je određeni ili dozvoljeni gubitak pritiska između inicijalne i krajnje tačke cjevovoda, mereno u kgf / cm2.
  • L je dužina prtljažnika.
  • ? - koeficijent hidrauličke otpornosti može biti 0.02-0.04.
  • g - ubrzanje gravitacije, što je jednako 9,81 m / s.

Naravno, ovaj proračun omogućava nam da odredimo gubitak pritiska u ravnoj cevi. Što se tiče određivanja ovog indikatora ojačanja i fitinga, nalazi se gubitkom pritiska u ravnom delu cijevi odgovarajućeg prečnika i jednake dužine.

Ekvivalentna dužina naziva se ravno cijevni deo, čija je hidraulička otpornost jednaka otpornosti oblikovanog dela pod jednakim drugim uslovima.

Na primer, otpor sekcionog zavarenog izlaza DN = 150 biće jednak otpornosti u ravnoj cevi dužine 29 metara. Otpor protoka ventila DN = 150 je jednak otpornosti u cevi dužine 50 metara.

Glavni parametri cijevi

Debljina zida

Glavni parametar cevi, koji utiče na čvrstoću, je debljina zida.

Ovaj pokazatelj zavisi od nekoliko faktora:

  • Unutrašnji i spoljašnji pritisak na cevi;
  • Prečnik cevovoda;
  • Materijal iz kojeg je cev napravljena i njegova otpornost na koroziju.

Većina cevovoda utiče samo na unutrašnji pritisak. Vakumski cevovodi, kao i sistemi sa zaštitom od pene namenjeni za grejanje parova proizvoda koji se lako očvršćavaju ili kristalizuju, podložni su spoljašnjem pritisku.

Debljina zida čeličnih cevi, na koju utiče unutrašnji nadpritisak, određuje se proračunom čvrstoće i dodavanjem debljine koja se odvaja za koroziju.

Da biste to uradili, upotrebite sledeću formulu - S = Sp-C,

  • Sp je izračunata debljina, merena u mm.
  • C - povećanje korozije. Po pravilu, to je 2-5 mm (za srednje agresivne medije).

Obračunata debljina zida se može dobiti po sledećoj formuli - Sp = pDn230? Dodatna? + P mm, gde:

  • p - višak unutrašnjeg pritiska u cevi, kgf / cm2.
  • Dn - spoljašnji prečnik cevovoda.
  • ?Dop - dozvoljeni napon na pauzi, sgc / mm2. Ovaj indikator može se odrediti pomoću referentnih knjiga, u zavisnosti od temperature prevezene tečnosti i čelika.
  • ? - koeficijent čvrstoće zavarivanja. Ako je cijev besprekorna, onda je koeficijent? = 1. Za zavarene cevi, ova cifra može biti 0,6-0,8, zavisno od vrste zavarivanja i vrste zavarivanja.
Popravljanje cjevovoda

Obratite pažnju! Prilikom instalacije cevovoda, kao iu slučaju njegovog popravka, nemoguće je instalirati odvojene slučajne dijelove od neproverenog ili nepoznatog materijala, jer to može dovesti do nesreće u sistemu.

Mora se reći da se pri izračunavanju cevovoda pažnja pruži ne samo debljini cevi, već i samom materijalu. Na primjer, ako temperatura na kojoj će sistem raditi je manja od 450 stepeni Celzijusa, a zatim koristiti cijevi od čelika od 20.

Cijevi od čelika 12H1MF

Ako je temperatura transportiranog proizvoda u sistemu visoka, onda izaberite čelik 12H1MF. Ovo omogućava korišćenje cevovoda sa tankijim zidovima. Shodno tome, troškovi izgradnje zavise od debljine zidova.

Stabilnost cjevovoda

Pri izračunavanju autoputeva pored jačine cjevovoda važan je parametar njegove stabilnosti u uzdužnom pravcu.

Ovaj proračun se vrši iz stanja - S? MNcr, gdje

  • S je uzdužna ekvivalentna osna sila u poprečnom preseku sistema.
  • m je koeficijent uslova rada sistema. Ova vrijednost je u referentnoj literaturi.
  • Ncr - kritična uzdužna sila na kojoj cevovod gubi uzdužnu stabilnost. Ova vrijednost se mora odrediti u skladu s postojećim pravilima strukturne mehanike, uzimajući u obzir početnu krivinu sistema, prisustvo balasta koja određuje cjevovod i karakteristike zemljišta. U vlažnim oblastima takođe je potrebno uzeti u obzir hidrostatički efekat vode.
Glavna krivina

Obratite pažnju! Uzdužnu stabilnost treba proveriti za zakrivljene sekcije u ravni krivine prtljažnika. Na ravnim dijelovima, uzdužnu stabilnost podzemnih sekcija treba proveriti u vertikalnoj ravni, a poluprečnik početne krivine se pretpostavlja da iznosi 5000 m.

Uzdužnu ekvivalentnu aksijalnu silu treba odrediti u zavisnosti od konstruktivnih opterećenja i udara, uzimajući u obzir poprečne i uzdužne kretanje glavne linije.

Obračun se vrši prema sledećoj formuli -

S = 100 [(0,5 -?)? Kc +? E? T] F

  • ? - koeficijent linearnog širenja materijala cevi;
  • E - varijabilni parametar elastičnosti;
  • ?t je razlika u dizajnu temperature;
  • ?kc - kružni naponi iz unutrašnjeg projektnog pritiska;
  • F je poprečni presek cevovoda.

Obratite pažnju! Prilikom utvrđivanja stabilnosti nadzemnih autoputeva, neophodno je izračunati podupirače sidra, lučne sisteme, nosače za sidrenje i druge elemente konstrukcije za mogućnost striženja i naginjanja.

K55 čvrste cijevi

Čvrstoće čeličnih cijevi

Tako da je nakon obavljanja svih potrebnih proračuna jačine cjevovoda bilo lakše odabrati odgovarajuće cijevi, uvedene su klase jačine cijevi. U ovom slučaju, jačina proizvoda se procjenjuje pomoću zatezne čvrstoće metala.

Grupa čvrstoće cevi označava se slovom "K" i standardnom vrednošću u kgf / mm2 od 34 do 65. Na primer, gasovodi u srednjim pojasovima, uzimajući u obzir prosječnu temperaturu okoline od oko 0 stepeni Celzijusa i radni pritisak sistema od 5.4 MPa , izrađeni su od cijevi klase snage K52.

U uslovima krajnjeg sjevera, gdje je prosječna temperatura -20 stepeni Celzijusa i radni pritisak u sistemu planiran je na 7.4 MPa, gasovodi se izvode iz cijevi klase čvrstoće K55-K60.

Instalacija klase čvrstoće cevovoda C60

Izračunavanje mase cijevi

U većini slučajeva, prilikom izračunavanja sistema, možda je neophodno procijeniti masu cijevi, na primer, kako bi se to povezalo sa nosivošću nosača ili jednostavno predvidjeti troškove transporta.

Nosači cevi odgovaraju težini cevi.

Međutim, za ovo nije potrebno izračunati matematičkim metodom koliko težak određeni dio cijevi, pošto referentne informacije sadrže tačnu težinu trošnog broja različitih tipova cijevi.

Dovoljno je znati sljedeće informacije:

  • Materijal cevi;
  • Spoljni prečnik;
  • Debljina zida, itd.

Nakon što će biti poznata težina jednog merača, ova vrijednost se mora pomnožiti sa brojem pogonskih brojila.

Šema za određivanje površine gornje površine cevi

Površine

Prilikom instalacije različitih autoputeva, možda će biti potrebno izolovati, vodonepropusiti, obojiti itd. Da biste to uradili, potrebno je odrediti oblast cjevovoda, što će vam omogućiti da izračunate količinu materijala. Da bi se izvršio ovaj proračun, neophodno je pomnožiti obim vanjskog dijela prema dužini cijevi.

Formula za određivanje kruga je sljedeća - L =? D. Dužina segmenta cevi označava se kao H.

U ovom slučaju, površina spoljnog obima cevi će izgledati slijedeće - St =? DH m2, gdje:

  • St je površina cevi, koja se meri u kvadratnim metrima.
  • ? - Broj "pi", koji je uvek jednak 3.14;
  • D je spoljašnji prečnik;
  • H - kao što je gore pomenuto, označava dužinu cevi u metrima.

Na primjer, postoji cijev dužine 5 metara i prečnika 30 cm, njegova površina je St =? DH = 3,14 * 0,3 * 5 = 4,71 kvadratnih metara.

Na osnovu gore navedenih formula, takođe je moguće izračunati zapreminu cjevovoda i površinu njegovih unutrašnjih zidova. Da bi to učinili, potrebno je samo da se u proračunima promeni vrednost spoljnog prečnika prema vrijednosti unutrašnjeg. Svi ovi parametri mogu biti potrebni prilikom instalacije domaćeg gasovoda.

Zaključak

Pogledali smo osnove načina izračunavanja cevovoda za snagu i stabilnost. Naravno, prilikom instalacije industrijskih autoputeva, obavlja se mnogo složeniji dizajn, koji podrazumijeva niz drugih akcija, tako da ovaj rad obavljaju isključivo profesionalci. Međutim, prilikom izgradnje sistema za domaćinstvo, sve potrebne vrijednosti mogu se naučiti samostalno.

Sa videa u ovom članku možete dobiti više informacija o ovoj temi.

Dodajte komentar