Boru mukavemeti ve diğer önemli parametreler nasıl

Evsel boru hatlarını kurarken, bu amaçla standart borular kullanıldığı için hesaplama yapılmaz; bunun gücü, su, gaz vb. Baskılara dayanacak kadar yeterlidir. Ancak, belirli bir hesaplama olmaksızın endüstriyel boru hatları inşa etmek çoğu durumda tehlikelidir. Sistemin hızlı başarısızlığı ve diğer hoş olmayan sonuçları.

Bu makalede, bir yapının oluşturulmasından önce bilmeniz gereken bazı parametrelerin yanı sıra bir borunun gücünü nasıl hesaplayacağımıza da bakacağız.

Güç hesaplama

Borunun mukavemetinin hesaplanmasının sadece hattın güvenilir olmasını sağlamak için gerekli olmadığını söylemeliyim. Bu ayrıca aşırı harcamadan da kaçınacaktır, çünkü aşırı mukavemet daha yüksek inşaat maliyetlerine yol açacaktır. Bu nedenle, tasarım boru hattının kurulumundan daha az önemli bir aşama değildir.

Dolayısıyla, bu hesaplama birkaç temel parametrenin tanımını içerir:

• Taşınan sıvının akış hızına bağlı olarak borunun iç çapı;
• Hidrolik dirence bağlı olarak iç çap;
• Duvar kalınlığı.

Her parametre, aşağıda inceleyeceğimiz bazı formüller tarafından belirlenir.

İç çapın hesaplanması

Boru hattındaki belirli bir akış hızındaki borunun en uygun iç çapını belirleyin ve akışı el ile - D = 4Q3600v? Y m formülü ile yapılabilir.

• Q - sıvı akışı, mg / s olarak ölçülür.
• v - Boru hattındaki sıvı akış hızı, m / s cinsinden ölçülür.
• y, verilen parametrelerle sıvının, kg / m3 olarak ölçülen özgül ağırlığıdır. Bu değer referans kitaplarda alınmıştır.

Çeşitli sıvıların ve gazların hareket hızı, hesaplamalarla belirlenir ve ayrıca pratik deneylerle onaylanır. Bu nedenle, hesaplamalarda, aşağıdaki verileri kullanabilirsiniz:

Yukarıdaki formülde, boru hattının enine kesitinin çapının, akışkan akış hızına bağlı olduğu izlenmektedir. Ne kadar yüksekse, akış alanı ne kadar küçük olursa, yapının inşaat maliyetleri de daha düşük olacaktır.

Hidrolik direnç

Bir sıvı ya da gaz bir boru hattından geçtiğinde, boru duvarlarına ve sistemin çeşitli engellerine karşı taşınan ürünün sürtünmesi sonucu direnç mutlaka ortaya çıkar. Bu direnç hidrolik denir. Akışkanın akış hızı ve yoğunluğu ne kadar yüksek olursa, hidrolik direnç de o kadar büyük olur.

Boru hattının çapı, belirli bir basınç kaybıyla belirlenebilir.

Bu hesaplamayı yapmak için talimatlar aşağıdaki gibidir: D =? L? P • y • v2g kgf / cm2, burada:

• ?p = P1-P2, boru hattının başlangıç ​​ve son noktası arasındaki, kgf / cm2 olarak ölçülen, belirtilen veya izin verilen basınç kaybıdır.
• L bagajın uzunluğu.
• ? - Hidrolik direncin katsayısı 0,02-0,04 olabilir.
• g - 9.81 m / s'ye eşit olan yerçekimi ivmesi.

Tabii ki, bu hesaplama, düz bir borudaki basınç kaybını belirlememize olanak sağlar. Takviye ve bağlantı elemanlarının bu göstergesinin belirlenmesi için, ilgili çapa ve eşdeğer uzunluğa sahip bir düz boru kesitindeki basınç kaybıyla bulunur.

Eşdeğer uzunluğa düz bir boru kesiti denir, hidrolik direnci, eşit diğer koşullar altında şekillendirilmiş parçanın direncine eşittir.

Örneğin, DN = 150 kesit kaynaklı bir çıkış direncinin direnci, 29 metre uzunluğundaki düz bir borudaki dirence eşit olacaktır, DN-150 geçiş vanasının direnci, 50 metre uzunluğundaki bir borudaki dirence eşittir.

Duvar kalınlığı

Mukavemeti etkileyen borunun ana parametresi, duvar kalınlığıdır.

Bu gösterge birkaç faktöre bağlıdır:

• Boruya uygulanan iç ve dış basınç;
• Boru hattının çapı;
• Borunun yapıldığı malzeme ve korozyon direnci.

Çoğu boru hattı sadece iç basınçtan etkilenir. Vakum boru hatları, ayrıca kolay sertleşen veya kristalleşen ürünlerin buharla ısıtılması için tasarlanan ceketli sistemler harici basınca maruz kalmaktadır.

İç aşırı basınçtan etkilenen çelik boruların duvar kalınlığı, mukavemet hesaplanarak ve korozyondan aşınmaya tahsis edilen kalınlık ilavesiyle belirlenir.

Bunu yapmak için, aşağıdaki formülü kullanın - S = Sp-C,

• Sp, mm olarak ölçülen hesaplanmış kalınlıktır.
• C - korozyonda artış. Kural olarak, 2-5 mm (orta agresif ortamlar için).

Hesaplanan duvar kalınlığı aşağıdaki formülle elde edilebilir: Sp = pDн230? Ek? + P mm, burada:

• borudaki p - fazla iç basınç, kgf / cm2.
• Dн - boru hattının dış çapı.
• ?Dop - izin verilen zamanda gerilme, sgc / mm2. Bu gösterge, taşınan sıvının sıcaklığına ve çelik kalitesine bağlı olarak referans kitaplar ile belirlenebilir.
• ? - kaynağın dayanım katsayısı. Boru sorunsuz ise, o zaman katsayı? = 1. Kaynaklı borular için, bu tip kaynak tipine ve kaynak tipine bağlı olarak 0,6-0,8 olabilir.

Dikkat edin! Boru hattını monte ederken ve tamiri durumunda, sistemde bir kazaya yol açabileceğinden, test edilmemiş veya bilinmeyen malzemeden yapılmış ayrı rastgele parçalar monte etmek imkansızdır.

Boru hatlarının hesaplanmasında, sadece boruların kalınlığına değil, aynı zamanda malzemenin kendisine de dikkat edilir. Örneğin, sistemin çalışacağı sıcaklık 450 derece Santigrattan daha az ise, o zaman 20 derecelik çelik borular kullanın.

Taşınan ürünün sistemdeki sıcaklığı yüksek ise, çelik 12H1MF'yi seçin. Bu, ince duvarlı boru hatlarının kullanılmasına izin verir. Buna göre, inşaat maliyeti duvarların kalınlığına bağlıdır.

Boru hattı kararlılığı

Boru hattının gücüne ek olarak otoyolları hesaplarken, önemli bir parametre uzunlamasına yönde kararlılığıdır.

Bu hesaplama durumdan yapılır - S? MNcr, burada

• S, sistemin enine kesitinde uzunlamasına eşdeğer eksenel kuvvettir.
• m, sistemin çalışma koşullarının katsayısıdır. Bu değer referans literatürde.
• Ncr - boru hattının uzunlamasına stabiliteyi kaybettiği kritik uzunlamasına kuvvet. Bu değer, sistemin başlangıç ​​eğriliği, boru hattını sabitleyen balastın varlığı ve toprağın özellikleri dikkate alınarak mevcut yapısal mekanik kurallarına göre belirlenmelidir. Islak alanlarda, suyun hidrostatik etkisini hesaba katmak da gereklidir.

Dikkat edin! Gövdenin bükülme düzlemindeki eğimli bölümler için boyuna stabilite kontrol edilmelidir. Düz kısımlarda, yeraltı bölümlerinin uzunlamasına stabilitesi düşey bir düzlemde kontrol edilmeli, başlangıç ​​eğriliğinin yarıçapı 5000 m.

Uzunlamasına eşdeğer eksenel kuvvet, ana hattın enine ve boyuna hareketleri dikkate alınarak tasarım yüklerine ve etkilerine bağlı olarak belirlenmelidir.

Hesaplama aşağıdaki formüle göre yapılır -

S = 100 [(0,5-P) Kk + P E T] F

• ? - boru malzemesinin doğrusal genleşme katsayısı;
• E - değişken esneklik parametresi;
• ?t sıcaklık tasarım farkıdır;
• ?kc - iç tasarım basıncından dairesel gerilmeler;
• F, boru hattının kesit alanıdır.

Dikkat edin! Yeryüzü üstü karayollarının stabilitesini belirlerken, ankraj destekleri, kemerli sistemler, ankraj askıları ve diğer yapısal elemanların makaslama ve eğme olasılığı için hesaplanması gerekir.

Çelik boruların mukavemet sınıfları

Böylece, boru hattının mukavemetinin tüm gerekli hesaplamaları yapıldıktan sonra, uygun boruların seçilmesi daha kolaydı, boruların mukavemet sınıfları getirildi. Bu durumda, ürünlerin gücü metalin gerilme mukavemeti ile tahmin edilir.

Boruların mukavemet grubu, “K” harfi ve standart değer, 34 ila 65 arasında olan kgf / mm2 cinsinden ifade edilir. Örneğin, orta bant alanlarındaki gaz boru hatları, ortalama çevre sıcaklığı yaklaşık 0 santigrat derece ve 5,4 MPa'lık bir sistem işletme basıncı dikkate alınarak belirlenir. K52 mukavemet sınıfı borulardan yapılmıştır.

Uzak sıcaklığın -20 santigrat derece olduğu ve sistemdeki çalışma basıncının 7.4 MPa olması planlanan Uzak Kuzey koşullarında, gaz boru hatları K55-K60 mukavemet sınıfından borulardan yapılır.

Borunun kütlesinin hesaplanması

Çoğu durumda, sistem hesaplanırken, boruların kütlesinin, örneğin, desteklerin taşıma kapasitesiyle ilişkilendirilmesi veya sadece nakliye masraflarının tahmin edilmesi için gerekli olabilir.

Bununla birlikte, bunun için, bir boru hattının belirli bir bölümünün ne kadar ağırlık taşıdığı matematiksel bir metotla hesaplanmaya ihtiyaç yoktur, çünkü referans bilgisi çeşitli tipteki boruların bir çalışan metrenin tam ağırlığını içerir.

Aşağıdaki bilgileri bilmek yeterlidir:

• Boru malzemesi;
• Dış çap;
• Duvar kalınlığı, vb.

Bir koşu metresinin ağırlığı bilindikten sonra, bu değer çalışan metre sayısı ile çarpılmalıdır.

Yüzey alanı

Farklı otoyolları kurarken, yalıtılmış, su geçirmez, boyanmış vb. Gerekebilir. Bunun için, boru hattının alanını belirlemeniz gerekir, bu da malzeme miktarını hesaplamanızı sağlar. Bu hesaplamayı yapmak için, dış bölümün çevresini borunun uzunluğuyla çarpmak gerekir.

Daireyi belirleme formülü aşağıdaki gibidir: L =? D. Boru segmentinin uzunluğu H. olarak belirtilmiştir.

Bu durumda, borunun dış çevresinin alanı aşağıdaki gibi görünecektir - St =? DH m2, burada:

• St, metre kare cinsinden ölçülen borunun yüzey alanıdır.
• ? - Her zaman 3.14'e eşit olan "pi" sayısı;
• D dış çaptır;
• H - Yukarıda belirtildiği gibi, borunun uzunluklarını metre cinsinden belirtir.

Örneğin, 5 metre uzunluğunda ve 30 cm çapında bir boru vardır, yüzey alanı St =? DH = 3,14 * 0,3 * 5 = 4,71 m2'dir.

Yukarıdaki formüllere dayanarak, boru hattının hacmini ve iç duvarlarının alanını da hesaplamak mümkündür. Bunu yapmak için, hesaplamalarda sadece dış çapın değerini dahili olanın değerine göre değiştirmek gerekir. Tüm bu parametreler yerel bir boru hattı kurarken gerekli olabilir.

Sonuç

Boru hatlarının mukavemet ve stabilite için nasıl hesaplandığının temellerine baktık. Elbette, endüstriyel otoyolları kurarken, bir dizi başka eylemi içeren çok daha karmaşık bir tasarım gerçekleştirilir, bu nedenle bu iş sadece profesyoneller tarafından yapılır. Bununla birlikte, bir hane sistemi kurarken, gerekli tüm değerler bağımsız olarak öğrenilebilir.

Bu makaledeki videodan, bu konu hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.