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

17.2. Динамические нагрузки и воздействия

17.2.1. Нагрузки и воздействия, вызывающие вибрацию трубопроводов, разделяют на группы:

а) механические воздействия на трубопровод от оборудования, вызванные неуравновешенностью движущихся масс, износом подшипников и т.д.;

б) нестационарные гидравлические воздействия вследствие:

- пульсации давления на входе в трубопровод от компрессора или насоса;

- прохождения по системе двухфазной среды, особенно в пробковом режиме, при кавитации и т.п.;

- отрывных течений за местными сопротивлениями.

17.2.2. Амплитуды возбуждающих вибрацию нагрузок и воздействий определяют расчетом или измерениями в процессе пусконаладочных работ и задают в виде перемещений или внешних сил. При оценке нестационарных гидродинамических воздействий рассматривают те сечения трубопровода, где происходит изменение величины и направления скорости потока.

17.2.3. Спектр частот пульсации, генерируемых поршневыми и центробежными машинами, составляет

 

(17.2)

 

где i = 1, 2, 3... - номер гармоники;

n - число оборотов вала в минуту;

m - число поршневых цилиндров или число лопаток центробежных нагнетательных машин.

17.2.4. Если возбудителями пульсаций в трубопроводе являются местные гидравлические сопротивления, то генерируемую при этом частоту рассчитывают по формуле

 

(17.3)

 

где V - скорость потока;

- диаметр сужения в местном сопротивлении.

Для одиночных преград в формуле (17.3) принимают минимальное значение численного коэффициента, равное 200. При отсутствии местного сужения (прямая труба) численный коэффициент в (17.3) принимают равным 500.

17.2.5. Для трубопроводов с двухфазным рабочим веществом учитывают возможность появления гидродинамических возмущений, особенно ощутимых в пробковом режиме. Амплитудно-частотные характеристики нестационарного воздействия двухфазного потока на местные сопротивления определяют при пусконаладочных работах или предварительными расчетами.

17.2.6. При проектировании учитывается возможность возникновения резонансных акустических колебаний при сближении значений генерируемых и собственных частот гидродинамических колебаний среды. Амплитудно-частотные характеристики акустических колебаний для сложных трубопроводных систем определяют расчетом или в процессе пусконаладочных работ.

Собственную частоту акустических колебаний трубопровода для прямолинейных участков рекомендуется определять по формулам:

- для трубы с акустически открытыми или закрытыми концами

 

(17.4)

 

- для трубы с одним акустически открытым концом

 

(17.5)

 

где i = 1, 2, 3...;

C - скорость звука, м/с;

L - длина трубы, м.