Данный онлайн расчет позволяет рассчитать:
— диаметр трубопровода;
— толщину стенки труб;
— допустимое рабочее давление в трубопроводе.
Прочностные расчеты приведены для стальных труб.
Определение расчетного диаметра трубопровода
Внутренний (расчетный) диаметр трубопровода при заданном расходе жидкости и скорости ее течения в трубопроводе определяется по формуле
где Q – расход жидкости в м3/ч;
ϑ – скорость течения жидкости в трубопроводе в м/сек.
Скорость течения жидкости в трубопроводе обычно принимается:
а) для воды и маловязких жидкостей (спирт, ацетон, бензин, слабые растворы кислот и щелочей и пр.) от 1 до 2,5 м/сек;
б) для жидкостей с большой вязкостью (масла, суспензии и пр.) – от 0,5 до 1,5 м/сек;
в) для сжатого воздуха и насыщенного пара – от 20 до 30 м/сек;
г) для перегретого пара и газов высокого давления – от 30 до 60 м/сек.
Получив расчетный диаметр трубопровода, подбирают из сортамента подходящую трубу по наружному диаметру и толщине стенки.
Расчет труб на прочность (определение толщины стенки труб)
Толщина стенки стальных труб определяется по формуле
где P – расчетное давление в трубопроводе в кгс/см2;
DН – наружный диаметр трубы в мм;
σДОП – допускаемое напряжение на растяжение в кгс/мм2 в зависимости от температуры транспортируемого продукта (табл. 1)
φ – коэффициент прочности шва; для бесшовных труб φ=1; для труб соединяемых автоматической и ручной электросваркой при частичном контроле качества швов, φ=0,85; для других случаев ручной электрической и газовой сварки труб φ=0,7;
С – прибавка, учитывающая минусовой допуск толщины стенки трубы по ГОСТ и возможное утонение стенки при гнутье в допускаемых пределах; С принимается равной 15-20% толщины стенки, но не менее 0,5 мм.
При расчете труб на прочность прибавка С предусмотрена для трубопроводов, транспортирующих неагрессивные и малоагрессивные и малоагрессивные продукты.
Для трубопроводов, транспортирующих агрессивные продукты, должна учитываться прибавка на коррозию (табл. 2).
Во всех случаях номинальная толщина стенки трубы должна быть не менее, указанной в таблице 3.
Таблица 1. Допускаемые напряжения на растяжение для труб из углеродистых и легированных сталей в зависимости от температуры транспортируемого продукта
| Расчетная температура, °С | Марка стали | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ст. 2 | 10 | Ст.3 | 20 | 12МХ | 15ХМ | 12Х1МФ | Х18Н10Т, Х18Н12Т |
|
| Допускаемые | напряжения | на | растяжение | в кгс/мм2 | ||||
| 20 | 13 | 13 | 14 | 14.7 | 14.7 | 15.3 | 17.3 | 14.6 |
| 100 | 12.3 | 12.4 | 13.3 | 14.2 | 14.6 | 15.3 | 17.1 | 13.9 |
| 150 | 11.8 | 12 | 12.9 | 13.9 | 14.6 | 15.2 | 16.9 | 13.4 |
| 200 | 11.4 | 11.6 | 12.4 | 13.5 | 14.5 | 15.2 | 16.8 | 13 |
| 250 | 10.9 | 11.2 | 12 | 13.2 | 14.5 | 15.2 | 16.6 | 12.5 |
| 275 | 10.3 | 10.6 | 11.4 | 12.6 | 14.3 | 14.9 | 16.2 | 12.2 |
| 300 | 9.8 | 10 | 10.8 | 11.9 | 14.1 | 14.7 | 15.9 | 12 |
| 400 | -- | 7.7 | -- | 9.2 | 13.2 | 13.7 | 14.5 | 11.1 |
П р и м е ч а н и е. Для температур промежуточных значений величина допускаемого напряжения определяется интерполяцией двух ближайших значений с округлением результата до 0,05 кгс/см2 в сторону меньшей величины.
Таблица 2. Величина прибавки на коррозию в мм для труб на Ру до 100 кгс/см2
| Dy, мм | Трубы | из | стали |
|---|---|---|---|
| углеродистой | легированной | легированной нержавеющей | |
| 10-40 | 1,5-2 | 1,5-3,5 | 1-1,5 |
| 50-80 | 3,5-4,5 | 1,5-3,5 | 1-1,5 |
| 100 | 3,5-4,5 | 1,5-3,5 | 2 |
| 125 и выше | 4-5 | 3-6 | 2 |
Таблица 3. Номинальная толщина стенки труб
| Диаметр труб, мм | Номинальная толщина стенки, не менее, мм |
|---|---|
| до 38 | 1.75 |
| до 51 | 2 |
| до 79 | 2.5 |
| до 90 | 3 |
| до 108 | 3.5 |
Определение допустимого давления в трубопроводе
Величину допустимого рабочего давления трубопровода определяют по формуле
