СТБ EN 13941 - 2009 Проектирование и монтаж систем предварительно изолированных трубопроводов централизованного отопления

Подождите немного. Документ загружается.

СТБ EN 13941-2009

118

текучести или до напряжения, равного 0,2 % от условного предела, и которые имеют минимальное

удлинение при разрыве 14 %

3.1.11 штампованные тройники

Тройник, изготовленный путем развальцовки втулки, к которой приварен отвод. Втулка

приваривается к проходной трубе с увеличенной толщиной стенок, так, чтобы увеличение

местного напряжения для тройника снижалось перед прямой трубой с нормальной толщиной

стенок.

3.1.12 сборные тройники

тройники, изготовленные путем приварки ответвления к прямому участку трубы

3.1.13

усталостная прочность

диапазон напряжений, имеющих постоянную амплитуду, который, при заданных условиях,

вызывает только усталостное разрушение

3.1.14 воздействие, обусловленное нагрузкой

воздействие, которое сохраняет величину, независимо от деформации структуры, например

давление и вес

3.1.15

сервисные соединения дома

трубопровод, ведущий от главного трубопровода к одному из потребителей, смотрите рисунок 2.

СТБ EN 13941-2009

119

1 Передающая система

2 Распределительная система

3 Передающая труба

4 Магистральный трубопровод

5 Сервисные соединения дома

6 Падающий трубопровод

7 Потребитель

8 Возвратный трубопровод

9 Клапанная камера

10 Отопительная система

11 Теплообменник

12 Насосная станция

Рисунок 2 — Распределительные и передающие системы

3.1.16

температура в период установки

изменение температуры по сравнению с уровнем температуры окружающей среды в зоне,

размещения или установки системы, произошедшее в период предпринимаемого воздействия

3.1.17

главный трубопровод

трубопровод, обеспечивающий несколько отопительных установок. Смотрите рисунок 2.

3.1.18

число эквивалентных полных циклов воздействия

число циклов воздействия с постоянной полной амплитудой, рассчитанное при известном или

предполагаемом изменении температуры, используя формулу Палмгрена – Майнера и

соответствующую SN-кривую

3.1.19

рабочее давление

максимальное внутреннее давление, действующее на стенки трубы в любой ее точке или в любом

сечении трубопровода при заданной рабочей температуре

Правило применения:

Обычно это внутреннее давление, необходимое для расчета гидростатического давления, потерь

на трение и требуемого выходного давления.

3.1.20

рабочая температура

температур воды в элементе или звене трубопровода в период заданных рабочих условий

3.1.21

система, требующая подогрева

система, которую, после сборки, но перед заполнением, требуется нагреть до определенной

температуры, необходимой для расширения системы до состояния, в котором отсутствуют

дополнительные напряжения

3.1.22

предварительно изолированные системы

системы, собранные на месте установки, состоящие из участков труб заводского изготовления и

элементов, имеющих защитную оболочку, изоляцию и ответвление магистрального трубопровода

3.1.23

СТБ EN 13941-2009

120

давление

Увеличение или падение давления по сравнению с нормальным атмосферным давлением. Если

не указано иначе, то под термином “давление” имеется в виду манометрическое давление.

3.1.24

температура предварительного напряжения

температура во время предварительного напряжения подогретой системы

Правило применения:

Температура предварительного подогрева выбирается таким образом, чтобы появилось

приблизительно среднее осевое напряжение, по сравнению с уровнем осевого напряжения при

температуре окружающей среды и при максимальной рабочей температуре.

3.1.25 базовое напряжение (опорное)

рассчитанное напряжение (со знаком) мембраны или результирующие напряжения, в соответствии

с формулами Треска и Мизеса

Правило применения

Формулы представлены в разделе 6.4.3.

3.1.26

результирующие напряжения

все напряжения, существующие в одной точке, то есть напряжение на мембране, плюс

приращение напряжения, по толщине стенки

3.1.27 долговечность

период времени, в течение которого предполагается работа сети без замены основных элементов,

при заданных нормальных условиях работы и обслуживания, описанных в проекте

3.1.28 ответвление магистрального трубопровода

стальная труба, предназначенная для воды

3.1.29

компенсатор однократного действия

компенсатор, работающий только во время подогрева системы. После подогрева компенсатор

отключается.

3.1.30 деформация

удельная деформация, например, удлинение или сокращение на единицу длины

3.1.31 амплитуда напряжения

разность между максимальным и минимальным напряжением для одного нагрузочного цикла,

напряжение, рассчитанное со знаком, смотрите рисунок 1.

3.1.32

пиковое давление (гидравлический удар)

колебания давления, происходящие в течение относительно короткого периода, обусловленные

изменением скорости циркулирующей воды. Такое изменение может произойти вследствие

закрытия клапана, отказа насоса, закипания, гидроударов от невозвратных клапанов, засорения,

разрывов трубопровода и т.д.

3.1.33 система

трубопровод, включая соединения, ответвления, оборудование и т.д., и соседние трубопроводы

3.1.34 интервал температур

абсолютная величина разности между двумя экстремальными значениями температуры,

существующими во время цикла, с учетом влияния условий работы и внешней среды, смотрите

СТБ EN 13941-2009

121

рисунок 1.

3.1.35

испытательное давление

внутреннее давление, существующее внутри трубопровода или участка трубы во время испытания

на прочность или при испытании на герметичность

3.1.36

магистральные трубопроводы

большие трубопроводы, ведущие от места расположения отопительного оборудования к

распределительным трубопроводам, смотрите рисунок 2.

3.1.37

клапана и устройства

оборудование для наблюдения, обслуживания и обеспечения безопасности, непосредственно

подключенное к трубопроводу централизованного теплоснабжения

3.1.38 сварной тройник

тройник, например, изготовленный путем штамповки и обычно не имеющий швов

3.2 Единицы и символы

3.2.1 Единицы

Системой единиц, используемой в этом стандарте, является система СИ (Международная система

единиц), ISO 1000 и другие. Используются следующие единицы и их производные:

Длина м (метр)

мм (миллиметр)

Масса кг (килограмм)

Сила Н (Ньютон)

Напряжение Н/мм² (Ньютон на квадратный миллиметр)

Давление Па (Паскаль = Ньютон на квадратный метр)

Другие единицы:

Температура °C (градус по Цельсию)

Давление бар (1 бар = 10

Па = 0,1 Н/мм² )

3.2.2 Символы

Таблица 1 — Символы

Символ Название

Площадь

Когезия почвы, допуск на изготовление

Диаметр оболочки

Диаметр ответвления магистрального трубопровода

СТБ EN 13941-2009

122

Модуль упругости

Сила трения

Расчетное напряжение, сила трения на единиц

площади, отклонение

Собственный вес

Момент инерции

Коэффициент

величения напряжения

Длина линии трения

Длина

Изгибающий момент

Нормальная сила, число полных циклов воздействия

Номер

Внутреннее давление

Заданное минимальное верхнее значение напряжения текучести

Предел прочности

Радиус изгиба

Радиус трубы

Температура

Таблица 1 (продолжение)

Символ Название

Толщина стенки трубы

Модуль сечения

Глубина залегания (измеренная по центру

трубы)

Коэффициент теплового расширения

Удельный вес, парциальный коэффициент

безопасности

Угол трения между трубой и почвой, отличие от

теплового расширения

Деформация

Угол

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент трения между трубой и почвой

Плотность

Нормальное напряжение

Касательное напряжение

Коэффициент Пуассона

Угол собственного трения почвы

Таблица 2 — Индексы

СТБ EN 13941-2009

123

a: Воздействие min: Минута

b: Отвод (соединение с тройником) n: Номинал, число (циклов усталости)

c: Оболочка o: Внешний, снаружи

d: Проектное значение r: Проходная труба (в тройниках)

fat: Усталость res: Результирующий

i: Внутренний, внутри u: Разрыв

j: Справочная информация v: Вертикаль

m: Среднее значение, мембрана, материал

ЗАМЕЧАНИЕ Перечень отдельных символов представлен в Приложениях A, B и C.

4 Основные принципы проектирования систем

4.1 Общие требования

При проектировании и установке трубопроводных систем централизованного теплоснабжения

необходимо гарантировать, что система обеспечит:

a) достаточный срок эксплуатации, надежность и запас прочности по отношению к внутренним и

внешним нагрузкам и ударам, которым она, вероятно, будет подвержена при обычном режиме

эксплуатации,

b) достаточную безопасность работы, гарантирующую, что необычные условия работы или

несчастные случаи не подвергнут опасности людей или окружающую среду,

c) достаточную экономию энергии,

d) хорошие рабочие свойства,

e) безопасность снабжения.

Способ применения:

Расходы на установку, стоимость обслуживания и эксплуатационные расходы, возникающие во время

эксплуатации системы, должны быть включены в оценку системы.

При оценке рабочих свойств, следует учитывать возможность осмотров и обслуживания.

4.2 Долговечность

Если система, спроектированная согласно данного стандарта, подвергается воздействию

температуры, превышающей 120

C, в течение интервала времени, превышающего указанный в

требованиях по долговечности при непрерывной работе системы на протяжении 30 лет, при

температуре 120

C, рассчитанный, в соответствии с Приложением B стандарта EN 253:2009, то

необходимо оценить срок службы элементов, подверженных старению.

Способ применения:

Минимальным требованием для типового испытания, согласно стандарта EN 253 (основанным на пределе

прочности при сдвиге между полиуретановой пеной PUR и стальной трубой), является срок службы в течение

30 лет, при непрерывной работы при температуре 120

Если совокупное старение требует срока эксплуатации, превышающего эквивалент 30 лет при 120

C, то

необходимо оформление специальной документации по свойствам элементов, подверженных старению.

СТБ EN 13941-2009

124

4.3 Предварительные исследования

Необходимо провести предварительные исследования, включающие оценку всех условий важных

для проектирования централизованного теплоснабжения.

Эти предварительные исследования должны предоставить информацию для планирования,

проектирования, монтажа и работы, а также для устранения последствий любого вида отказов

системы.

Основой для предварительного изучения являются главные данные по текущей системе,

например:

— функция,

— давление и температура,

— размеры,

— глубина залегания,

— материалы,

— расстояния и теплообмен с другими теплосетями, зданиями и деревьями,

— геотехнические параметры, характеристики грунтовых вод и т.д.

Способ применения:

Предварительные исследования могут содержать информацию по следующим аспектам:

a) маршрут укладки трубопровода,

b) рабочие условия системы, например, изменения давления и температуры, и требования по безопасности

теплоснабжения,

c) режим работы системы во время эксплуатации и обслуживания, а так же прочность соответствующим

ударным нагрузкам, например: нагрузкам, воздействие которых проявляется на стадии монтажа и при работе

системы, внутренним и внешним нагрузкам и деформациям,

d) последствия возможных видов отказа системы,

e) требования заказчика, требования по охране окружающей среды и требования сторонних организаций,

f) методы ввода в эксплуатацию.

4.4 Определение класса проекта

4.4.1 Оценка риска

Необходимо оценить появление возможных несчастных случаев, включая риск получения травм

персоналом или их последствия для окружающей среды или человека.

Способ применения:

При оценке возможного риска, необходимо учитывать и вероятность отказа и последствия отказа.

Последствия отказа трубопроводной системы централизованного теплоснабжения на окружающую среду

связаны с температурой, давлением и диаметром трубопровода. Вероятность отказа основана на

внутренних и внешних факторах и качестве проектирования, монтажа и работы. Возможные риски:

a) выброс горячего воды, вследствие разрыва трубопровода или утечки, вызывающий появление

возможности ожогов, наводнений, образования промоин и т.д.,

b) повреждение при монтаже, включая прерывание теплоснабжения,

c) повреждение при монтаже, включая риск дальнейшего распространения повреждений,

d) потеря безопасности для теплоснабжения.

Последствия отказа могут быть связаны со всей системой или только с ее участком. Класс проекта

определяет уровень проектирования и монтажа трубопроводной системы.

4.4.2 Классы проектов

Выбор класса проекта связан с уровнем безопасности и сложностью внедрения, и выражается в

требованиях по отношению к методике проектирования и строительства.

На основании предварительных исследованиях и оценке рисков трубопроводная система может

СТБ EN 13941-2009

быть классифицирована как один из следующих классов:

Таблица 3 — Классы проектов

Класс проекта А - Малый и средний диаметр труб, имеющих низкие осевые напряжения, с

небольшим риском повреждения персонала или соседних трубопроводов, с

низким риском экономических потерь

Класс проекта В - Высокие значения осевых напряжений, Малый и средний диаметр труб

Класс проекта С - Большие диаметры труб и/или высокое давление в трубопроводе, при

более высоком риске повреждения персонала или соседних специальных

или общих конструкций

Способ применения:

Специальные или общие конструкции могут представлять собой пересечения с железными дорогами,

автомагистралями и водными путями, и обычно должны проектироваться при согласовании с владельцами

и/или полномочными представителями. При пересечении с дамбами, защищающими от наводнений, могут

потребоваться дополнительные условия для предотвращения затопления территории в глубине прибрежной

полосы.

Участки системы, которые непосредственно не подвержены действию давления, но разрушение

которых может вызвать разрыв или утечку на участке, работающем под давлением, относятся к

тому же классу проекта, как и участок, работающий под давлением.

Трубопроводы, к которым имеется свободный доступ во время работы, как минимум, должны

принадлежать к классу проекта В.

На основании ожидаемых последствий, классы проекта A, B, и C определяются, в соответствии с

рисунком 3.

Рисунок 3 — Определение класса проекта для стали с заданным минимальным

напряжением текучести, Ре (23

C) = 235Н/мм ²

125

СТБ EN 13941-2009

Таблица 4 — Требования для классов проекта

Класс проекта

Рисунок 3

Контроль сварных

соединений

8.5.8

Анализ усталости

7.4.2

Документация

A >5% γ

fat

= 5 Обобщенная

документация, 7.2

B >10% γ

fat

= 6,67 Обобщенная

документация, 7.2

C > 20% γ

fat

= 10 Специальная

документация

Способ применения:

При определении класса проекта необходимо рассматривать следующее:

— требования по документации,

— определение γ

fat

в формуле Палмгрена-Майнера,

— требования по сварке,

— область действия исследований сварных соединений,

— контроль качества и область действия инспекций.

Монтаж всегда может быть классифицирован как более высокий класс проекта, чем указанный на

рисунке 3.

Способ применения:

Выбор более высокого класса проекта может потребоваться при следующих условиях:

— проектирование системы и сложность,

— почва и наличие грунтовых вод,

— условия трафика,

— положение по отношению к другим конструкциям и сервисным сетям,

— опыт соответствующего монтажа,

— новые методы,

— расположение трубопровода и возможность его обслуживания и замены.

4.5 Проектная документация

4.5.1 Основные принципы

Любой монтаж трубопровода должен выполняться на основе проектной документации, которая

должна быть в достаточной степени детализирована, чтобы гарантировать качественное

воплощение проекта.

Если во время работ по монтажу потребуются изменения проекта, то расчетная документация

должна быть изменена соответствующим образом. Общая расчетная документация по всем

классам проекта должна содержать:

a) основные рабочие данные,

b) данные, связанные с трубопроводом,

c) технические данные для контроля качества.

4.5.2 Рабочие данные

Рабочие данные:

126

СТБ EN 13941-2009

a) расчетный срок службы, расчетное давление и расчетная температура,

b) число циклов рабочей температуры и давления и их продолжительность во время периода

эксплуатации трубопроводов (оценка работы трубопровода в период всего срока

эксплуатации).

Способ применения:

Должны быть определены соответствующие значения, как для летних, так и для зимних условий, а так же

ожидаемое число полных циклов.

4.5.3 Данные, связанные с трубопроводом

Данные, относящиеся к размещению трубопроводов, материалам и специальные условия.

a) Данные, касающиеся маршрута укладки трубопровода

Чертежи должны содержать всю информацию, требуемую для безопасного и достоверного

проектирования, например:

1) карта запланированного маршрута,

2) продольный профиль,

3) местоположение трубопровода по отношению к другим конструкциям, включая

пересекающиеся или параллельные трубопроводы или кабели, здания и другие объекты,

4) местоположение горизонтальных и вертикальных изгибов, тройников и редукторов,

оболочек, точек крепления, бетонных каналов и т.д.,

5) информация относительно проведения работ по гражданскому и специальному

строительству.

Способ применения:

Указанные выше данные могут быть представлены в форме:

— географической карты с указанием, при необходимости, области, отраженной на отдельных маршрутных

картах,

— маршрутные карты или подобные схемы,

— детализированные карты, отображающие стандартные конструкции, указывающие маршрутную карту

(ы), к которой они относятся, и предоставляющие всю информацию, необходимую для оценки проекта и

монтажа.

Могут потребоваться следующие схемы:

— схемы элементов трубопровода, точек крепления, оболочек, и т.д.,

— изометрические расчетные схемы специальных конструкций,

— расстояния между трубопроводом и зданиями (данные съемки) и класс проекта, в отдельном списке или

в маршрутной карте,

— схемы конструкций шпунтовой стенки (схема забивки свай).

b) Данные, связанные с размерами трубопроводов:

1) наружные диаметры и допуски,

2) номинальная толщина стенки и допуски,

3) соответствующие данные по фитингам, включая радиусы изгиба или другую

информацию, касающуюся элемента трубопровода (редукторы, тройники, и т.д.),

4) припуск на коррозию, если он используется,

5) данные относительно примыкающих конструкций и опор, которые могут повлиять на

распределение нагрузок, действующих на опоры трубопровода.

c) Данные по материалам:

1) технические свойства материалов и их сертификаты.

d) Данные по установке.

Кроме этого, может потребоваться информация по следующим аспектам:

1) любое предварительное напряжение, относящееся к трубопроводу, и точки его

127