ГОСТ 32388-2013. Межгосударственный стандарт. Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия

6.2. Нормативные нагрузки

6.2.1. Расчетное внутреннее избыточное давление p и температуру t определяют в соответствии с технологическим регламентом на проектирование.

6.2.2. При расчете на прочность трубопровода в режиме испытания пробное давление принимают равным наименьшему из давлений испытания элементов системы (аппарат, компенсатор и т.д.) в соответствии с требованиями к устройству и эксплуатации трубопроводов и 11.1.1 - 11.1.2.

6.2.3. Расчетное наружное давление для вакуумных трубопроводов принимают исходя из особенностей технологического процесса.

6.2.4. Нормативные нагрузки от собственного веса деталей трубопровода, конструкций заводского изготовления и изоляции должны определяться на основании стандартов, проектной документации и паспортных данных по номинальным размерам; от веса других деталей - по проектным размерам и удельному весу материалов.

6.2.5. Нормативную нагрузку от конденсата и отложений определяют по данным отраслевой научно-технической документации.

6.2.6. Расчетный температурный перепад равен разности между расчетной температурой и монтажной температурой стенок. Если трубопровод эксплуатируется при различных режимах, то температурный перепад вычисляют для всех режимов работы (см. 8.2.4).

Как правило, температурный перепад вычисляют по формуле

(6.1)

где t - расчетная температура, равная максимально возможной температуре стенок трубопровода в процессе эксплуатации согласно 6.2.1;

- минимально возможная монтажная температура согласно 6.2.7.

В случае необходимости дополнительно может быть рассмотрен отрицательный температурный перепад по формуле (6.1), где принимают:

t - расчетная температура, равная минимально возможной температуре стенок трубопровода в процессе эксплуатации согласно 6.2.1;

- максимально возможная монтажная температура согласно 6.2.7.

Для низкотемпературных трубопроводов расчет на отрицательный температурный перепад обязателен.

6.2.7. Монтажная температура определяется проектной документацией и равна температуре окружающего воздуха в момент, когда замыкается последний стык при монтаже трубопровода и его схема превращается в неразрезную статически неопределимую систему и определяют в соответствии со справочной и научно-технической литературой.

Значение принимают не менее минимальной температуры окружающего воздуха, при которой допускается проведение монтажных и сварочных работ. В этом случае в проектной документации должно быть указано, что замыкание трубопровода не должно проводиться при температуре окружающего воздуха ниже принятого значения .

6.2.8. Нормативную нагрузку от веса грунта , Н/мм, на единицу длины трубопровода, укладываемого в траншее, определяют по формуле

(6.2)

6.2.9. Нормативную снеговую нагрузку , Н/мм, на единицу длины трубопровода следует определять по формуле

(6.3)

где - вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности грунта, кПа, принимаемый в соответствии со справочной и научно-технической литературой;

- коэффициент перехода от веса снегового покрова на единицу поверхности грунта к снеговой нагрузке на единицу поверхности горизонтальной проекции кожуха изоляции трубопровода; принимают равным 0,4.

Следует также учитывать снеговые нагрузки на устройства, опирающиеся на трубопровод.

Снеговую нагрузку не учитывают для трубопроводов, температура поверхности изоляции (если она есть) или температура стенок (если изоляции нет) которых превышает 0 °C, для вертикальных и наклонных трубопроводов с углом наклона более 45°.

6.2.10. Полную нормативную ветровую нагрузку , Н/мм, на единицу длины участка трубопровода определяют по формуле

(6.4)

где - средняя составляющая ветровой нагрузки, МПа;

- пульсационная составляющая ветровой нагрузки, МПа.

Нагрузку прикладывают перпендикулярно оси трубы. Составляющую ветровой нагрузки вдоль трубы допускается не учитывать.

Нормативное значение средней составляющей поперечной ветровой нагрузки , МПа, вычисляют по формуле

(6.5)

где - нормативное значение ветрового давления, кПа;

- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты оси трубопровода ;

c - аэродинамический коэффициент.

Аэродинамический коэффициент для упрощенных расчетов допускается принимать по формуле

(6.6)

где - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления, при прокладке трубопроводов по отдельно стоящим опорам принимаемый:

- для одиночного трубопровода ;

- для неодиночного трубопровода в горизонтальном ряду ;

- угол между осью участка трубопровода и направлением ветра.

При расчете трубопровода на дополнительные ветровые нагрузки следует рассмотреть несколько вариантов направления действия ветра, но не менее двух взаимно перпендикулярных направлений.

При определении пульсационной составляющей ветровой нагрузки логарифмический декремент колебаний принимают равным , а коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра .

6.2.11. Нормативную нагрузку от обледенения (гололедная) , Н/мм, на единицу длины надземного трубопровода определяют по формулам:

- при

(6.7)

- при

(6.8)

где b - толщина стенки гололеда, мм (превышаемая раз в 5 лет);

k - коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда по высоте;

- коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра кожуха изоляции.

При вычислении коэффициентов b и k высоту принимают от поверхности земли до центра тяжести трубы или детали трубопровода.

6.2.12. Нормативные нагрузки и коэффициенты надежности от подвижного состава принимают согласно требованиям, описанным в справочной и научно-технической литературе. Для трубопроводов, укладываемых в местах, где движение транспорта невозможно, в качестве нормативной следует принимать равномерно распределенную нагрузку от пешеходов 0,005 Н/мм2.

6.2.13. В трубопроводах бесканальной прокладки в грунте предельное сопротивление грунта сдвигу для песчаных и сухих глинистых грунтов вычисляют по формуле

(6.9)

где - угол внутреннего трения грунта, радиан;

- сцепление грунта, Н/мм2;

- безразмерный коэффициент, зависящий от конструкции изоляции и характера нагружения, который следует принимать на основе справочных или экспериментальных данных. Рекомендуемые значения приведены в таблице 6.2;

- сила прижатия трубы к грунту, Н/мм, вычисляемая по формуле

(6.10)

где - сила прижатия трубы к грунту в горизонтальном направлении, Н/мм;

- сила прижатия трубы к грунту в вертикальном направлении, Н/мм.

Таблица 6.2

Рекомендуемые значения коэффициента

Характер нагружения	Коэффициент
Характер нагружения	ППУ-изоляция	Другая изоляция, без изоляции
Многократное чередование циклов нагрев-охлаждение	0,33	0,67
Однократный нагрев (охлаждение)	0,67	1,00
Кратковременное приложение нагрузки	1,00	1,15
Примечания 1. Однократный нагрев (охлаждение) принимают на этапах 2 и 3 (таблица 8.1) полного расчета при оценке статической прочности и нагрузок на оборудование, опоры и строительные конструкции, а многократное чередование циклов нагрев-охлаждение - на этапе 3 при определении амплитуды переменных напряжений. 2. Уменьшение коэффициента на 30% может быть достигнуто обертыванием наружной поверхности изоляции трубопровода полиэтиленовой пленкой.

Если трубопровод не имеет разветвлений и поворотов в грунте или силы прижатия трубы к грунту в горизонтальном направлении незначительные, то допускается принимать

(6.11)

где - расчетный погонный вес трубопровода с продуктом и изоляцией, Н/мм;

- безразмерный коэффициент, зависящий от высоты засыпки:

- для песков и супесей

(6.12)

- для глин и суглинков

(6.13)

где

(6.14)