Перечень нормативных документов, ссылки на которые приведены в настоящем Своде правил

СНиП 2.04.07-86^* Тепловые сети

СНиП 3.01.03-84 Геодезические работы в строительстве

СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты

СНиП 3.05.03-85 Тепловые сети

СНиП III-42-80^* Магистральные трубопроводы

СНиП 23-01-99 Строительная климатология

ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.121-83 ССБТ. Противогазы промышленные фильтрующие. Технические условия

ГОСТ 30732-2001 Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке. Технические условия

СП 41-103-2000 Проектирование тепловой изоляции, оборудования и трубопроводов

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ТРУБ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ПАТРУБКОВ СИЛЬФОННЫХ КОМПЕНСАТОРОВ

Таблица Б.1

Марка стали	Относительное удлинение, %	Ударная вязкость (KCU), кгс×м/см2, при температуре, °С			Угол загиба сварного шва трубы	Проверка заводских сварных швов неразрушающим методом	Временное сопротивление s в, МПа	Предел текучести s 0,2, МПа
		-20	-40	-60
Углеродистые:
Вст3сп5	22	3	3	-	100°	100 %	372	225
10	24						333	206
20	21						412	245
Низколегированные:
17ГС, 17Г1С,	20	-	3	-	80°	100 %	500	350
17Г1СУ
09Г2С	20	-	-	3	80°	100 %	470	265
Примечание - При применении углеродистых сталей в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления от минус 21 до минус 30 °С ударная вязкость проверяется при температуре минус 40 °С.

ПРИЛОЖЕНИЕ В

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОМПЕНСАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ

В.1 Условные обозначения

F _ст - площадь поперечного сечения стенки трубы, мм²;

F _пл - площадь действия внутреннего давления ( ), мм²;

D _вн - внутренний диаметр трубы, мм;

D _н - наружный диаметр трубы, мм;

D _об - наружный диаметр теплопровода по оболочке, мм;

D _ск - наружный диаметр СК по сильфону, мм;

s - номинальная толщина стенки трубы, мм;

f _тр - удельная сила трения на единицу длины трубы, Н/м;

m - коэффициент трения полиэтиленовой оболочки по грунту;

j _гр - угол внутреннего трения грунта, град.;

g _пульпы - удельный вес пульпы, Н/м³;

w _пульпы - объем пульпы, вытесненной теплопроводом, м³/м;

g _трубы - вес 1 м теплопровода без воды, Н/м;

q _трубы - вес 1 м теплопровода с водой, Н/м;

q _грунта - вес слоя грунта над трубой, Н/м;

g - удельный вес грунта, Н/м³;

Z - глубина засыпки по отношению к оси трубы, м;

R _ст - вертикальная стабилизирующая нагрузка на 1 м трубы, Н/м;

S _сдвига - сдвигающая сила, возникающая в результате действия давления грунта в состоянии покоя, Н/м;

t ₁ - максимальная расчетная температура теплоносителя, °С;

t ₀ - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92), °С;

t _мон - монтажная температура, °С;

s _расч - расчетное осевое напряжение в трубе, Н/мм²;

s _ж - напряжение в трубе от силы жесткости сильфона компенсатора, Н/мм²;

s _из - напряжение от собственного веса теплопровода, Н/мм²;

s _раст - растягивающее окружное напряжение от внутреннего давления, Н/мм²;

s _доп - допускаемое осевое напряжение в трубе, Н/мм²;

s _ос - дополнительное напряжение, возникающее в трубе при остывании от t ₀ до t _мин, Н/мм²;

S _эф - эффективная площадь поперечного сечения сильфонного компенсатора

С _l - жесткость осевого хода, Н/см;

l - амплитуда осевого хода, мм;

L - расстояние между неподвижными опорами или условно неподвижными сечениями трубы, м;

L _подв - расстояние между подвижными опорами, м;

L _ску - паспортная длина СК или СКУ, мм;

Р _p - распорная сила сильфонных компенсаторов, Н;

Р_ж - сила жесткости сильфонных компенсаторов, Н;

f _тр - сила трения теплопровода о грунт на участках бесканальной прокладки, Н;

Р - внутреннее давление, МПа;

N - осевое (сжимающее, растягивающее) усилие в трубе, Н;

W - момент сопротивления поперечного сечения стенки трубы

a - коэффициент линейного расширения стали, 0,012 мм/м×°С;

I - момент инерции трубы

t _э - минимальная температура в условиях эксплуатации (t _монт, t _упора или любая другая температура). Выбор t _э выполняется проектировщиком по согласованию с заказчиком и эксплуатирующей организацией.

В.2 Методика расчета

Предельная длина компенсируемого прямого участка теплопровода между неподвижной опорой (или естественно неподвижным сечением трубы) и компенсирующим устройством не должна превышать предельной длины, рассчитанной по формуле

                                                                 (В.1)

где F _ст - площадь поперечного сечения стенки трубы, мм²

                                                             (В.2)

где D _н - наружный диаметр трубы, мм;

s - толщина стенки трубы, мм;

f _тр - удельная сила трения на единицу длины трубы, Н/м

                  (В.3)

Применение коэффициентов перегрузки: 1,2 - к плотности грунта; 1,1 - к весу трубы; 1,2 - к весу изоляции;

m - коэффициент трения полиэтиленовой оболочки по грунту, при трении по песку допускается принимать m = 0,40;

q _трубы - вес 1 м теплопровода с водой, Н/м;

g - удельный вес грунта и воды, Н/м³;

Z - глубина засыпки по отношению к оси трубы, м;

s _доп - допускаемое осевое напряжение в трубе, Н/мм²

              (В.4)

j - коэффициент снижения прочности сварного шва при расчете на давление (для электросварных труб), принимается по [5]. При полном проваре шва и контроле качества сварки по всей длине неразрушающими методами j = 1; при выборочном контроле качества сварки не менее 10 % длины шва j = 0,8, а менее 10 % - j = 0,7;

Р - избыточное внутреннее давление, МПа;

j _и - коэффициент снижения прочности сварного шва при расчете на изгиб. При наличии изгиба j _и = 0,9, а при отсутствии изгиба j _и = 1.

Допустимо пользоваться приближенными формулами:

при j _и = 1:

s _доп = 1,25[ s ], Н/мм²;                                                      (В.5)

при: j _и = 0,8:

s _доп = 1,125[ s ], Н/мм²;                                                    (В.6)

D _об - наружный диаметр теплопровода по полиэтиленовой оболочке, мм, для конструкций теплопроводов с величиной адгезии теплоизоляции к трубе и оболочки к теплоизоляции ³ 0,15 МПа, при меньших значениях расчеты ведутся по D _н трубы;

j _гр - угол внутреннего трения грунта (для песка j _гр = 30°).

Предельная длина компенсируемого участка теплопровода может быть увеличена разными способами, например, путем:

- применения стальных труб с повышенной толщиной стенки;

- уменьшения коэффициента трения m обертыванием теплопровода полиэтиленовой пленкой;

- уменьшения Z - глубины прокладки теплопровода, т.е. засыпки по отношению к оси трубы;

- повышения качества сварных швов и др.

Пример

Определить предельную длину прямого участка теплопровода диаметром 159´4,5 мм, рабочая температура 130 °С, рабочее давление 1,6 МПа, материал - сталь Вст3сп5. Грунт песчаный, угол внутреннего трения грунта j _гр = 30°, расстояние от поверхности земли до оси трубы Z = 1,0 м.

Номинальное допускаемое напряжение для заданного материала при температуре 130 °С [ s ] = 137 Н/мм².

Площадь поперечного сечения стенки трубы:

F _ст = p(D _н - s) s = 3,14(159 - 4,5)4,5 = 2183 мм².

Удельная сила трения на единицу длины трубы:

f_тр = m [(1 - 0,5sin j _гр) g Z p D_н ×10^-3 + q_трубы ]= 0,4[(1 - 0,5×0,5)1,2×15×10^-3×1,0×3,14×250×10^-3 + 503] = 4440 Н/м.

Допускаемое осевое напряжение:

s _доп =1,25 [ s ] = 1,25×137 = 171 Н/мм².

Предельная длина прямого участка теплопровода:

При увеличении толщины стенки трубы, например, до 6 мм:

F _ст = 3,14(159 - 6)6 = 2882 мм².

f_тр = 0,4[(1 - 0,5×0,5)18×10^-3×1,0×3,14×250×10^-3 + 508] = 4445 Н/м.