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

Подождите немного. Документ загружается.

СТБ EN 13941-2009

необходимое для укладки поворотов.

Реальные параметры зоны расширений и других важных размеры трубопровода должны быть

определены до засыпки. Положение трубопровода, толщина и длина опоры в зоне расширения,

должна быть проверена, чтобы подтвердить, что они соответствуют схеме установки.

7.9.3 Клапаны и дополнительные устройства

Неизолированные клапаны должны монтироваться (устанавливаться и изолироваться) согласно

системным инструкциям и схеме установки.

Клапаны и дополнительные устройства должны монтироваться в пределах диапазона напряжений,

разрешенного для конкретного элемента.

Устройство опор расширений, смотровых колодцев, крышек колодцев и соответствующая засыпка

должны выполняться и проверяться особо тщательно.

При установке колодцев и их крышек, должны соблюдаться инструкции по дорожному

строительству в соответствии со схемой монтаже.

Правильная работа клапанов (задвижек) должна быть проверена до и после установки.

7.10 Ввод в эксплуатацию

7.10.1 Основные принципы

Способ применения:

Очистка:

Трубопровод должен быть очищен прежде, чем он будет сдан в работу, например, с помощью внутренней

очистки и промывки струей или с помощью ручной процедуры.

Консервация:

Если трубопроводы немедленно не включаются в работу, то рекомендуется выполнить консервацию

установки после определенного периода бездействия, например, используя газ или жидкость.

7.10.2 Заполнение водой для ввода в эксплуатацию

Для работы сети трубопровод должен быть заполнен водой, соответствующей типу, указанному

заказчиком, и при соответствующем удалении воздуха в высоких точках.

Прежде, чем сеть будет подключена к работе, должна быть завершена засыпка траншей.

При подключении сети в работу подъем температуры должен проводиться осторожно и медленно,

чтобы позволить системе принять устойчивое положение без резких смещений.

7.10.3 Система наблюдения

Если устанавливаются контрольные системы и системы обнаружения утечек, то их функция

должна быть проверена во время установки, согласно инструкциям изготовителей, и,

окончательно, после того, как они будут подключены к работе.

7.11 Специальные конструкции

7.11.1 Специальные элементы

Специальные и нестандартные элемент должны быть установлены согласно спецификации.

Способ применения:

Специальными элементами являются, например:

— компенсаторы,

— редукторы,

— закладные, установленные в стенах,

— точки крепления и т.д.

7.11.2 Наземные трубопроводы с изолированными трубами

В существующем стандарте строительные элементы (трубы, изгибы, дополнительные устройства,

уплотнения, клапаны) предполагаются только для подземных трубопроводных систем. В особых

158

СТБ EN 13941-2009

случаях трубопровод может быть установлен над землей.

В этом случае должны быть предприняты следующие меры предосторожности:

a) основание трубопровода,

b) защита от ультрафиолетового излучения.

Для наземных трубопроводов, в частности, должна соблюдаться статическая планировка.

7.11.3 Прокладка трубопровода в оболочке

Особое внимание требуется обратить на:

a) основание трубопровода, расположенного в туннеле,

b) исключение повреждений при вставке полиэтиленовых и стальных труб в трубу с оболочкой,

c) надежность уплотнений в местах, где трубы соединены с подземными трубопроводами,

d) специальные статические условия.

7.12 Строительные работы, проводимые во время работы трубопровода

Во время раскопок вокруг и около трубы с полиэтиленовой оболочкой необходимо избегать

повреждения трубы.

Перед проведением параллельных раскопок необходимо выполнить соответствующие

проверочные расчеты, насколько перемещение грунта может привести к риску образования

перегибов, смотрите Приложение B.

Если почвенный слой увеличен/уменьшен, или его нагрузка существенно изменилась, необходимо

провести проверку статики.

Необходимо предпринять дополнительные меры предосторожности, согласно статических

спецификаций, в случае, когда изолированному трубопроводу делается обрезание или он

оборудуется линиями ответвления.

При монтаже ответвлений на трубопроводах, работающих под давлением, например при

ремонтных работах на работающем трубопроводе, должны соблюдаться специальные правила по

технике безопасности и инструкции по сварке.

159

СТБ EN 13941-2009

Приложение A (нормативное) Проектирование элементов

трубопроводов, работающих при внутреннем давлении

A.1 Основные принципы

В данном приложении представлены правила для определения минимальной толщины стенки,

требуемой для противодействия расчетному давлению.

При использование элементов, попадающих под действие международных стандартов,

предназначенных для внутреннего стандартного давления, соответствующий пересчет согласно

данного приложения, не требуется.

Способ применения 1:

Как вариант могут использоваться эквивалентные национальные стандарты.

В данном приложении рассматриваются следующие элементы трубы:

— прямые трубы и повороты,

— тройники и отводы,

— редукторы и расширения,

— заглушки.

Способ применения 2:

Заглушки могут существовать как временное устройство, устанавливаемое во время гидростатических

испытаний или как постоянное устройство, установленное на конце трубопровода, которые в будущем может

быть удалено.

A.2 Символы

d Диаметр ответвления магистрального трубопровода

R радиус изгиба

t Толщина стенки

z Коэффициент эффективности соединения

Расчетное напряжение, обусловленное расчетным давлением

160

СТБ EN 13941-2009

Расчетное напряжение = R

(T)/ γ

= R

(T)/ 1,25

l Усиленный участок

T Расчетная температура

Индексы:

b Ответвление

d Проектное значение

i Внутренний

m Среднее значение, металл

o Внешний

r Проходная труба

p Компенсирующая пластина, давление

А.3 Прямая труба и изгибы

А.3.1 Прямые трубы

Для прямых труб при T ≤ 140

C, минимальная толщина стенки, требуемая при внутреннем

расчетном давлении, может быть рассчитана из уравнения:

где:

- дополнительный допуск;

- припуск на коррозию.

А.3.2 Изгибы

Минимальная толщина стенки для поворота должна рассчитываться следующим образом:

Для внутренней вогнутой поверхности (внутри изогнутого слоя):

Для выпуклой поверхности (внешняя поверхность изогнутого слоя):

где

min

- минимальная толщина стенки для прямой трубы, в соответствии с разделом А.3.1.

А.4 Тройники и ответвления

А.4.1 Основные аспекты и ограничения

Расчетный метод, определенный в этом разделе, относится к цилиндрическим тройникам и

отводам, при следующих требованиях:

a) круглые отверстия для отвода,

b) ось отвода перпендикулярна оси проходной трубы,

c) два соседних отверстия должны иметь минимальное расстояние между их внешними краями,

равное трем диаметрам проходной трубы,

d) расстояние между любым тройником или отводом и любым другим геометрическим вырезом

проходной трубы не должно быть меньше одного диаметра проходной трубы.

161

СТБ EN 13941-2009

А.4.2 Усиление

A.4.2.1 Основные принципы

Тройники и патрубки могут быть усилены, чтобы противостоять расчетному давлению, с помощью:

a) увеличенной толщины стенок проходной трубы,

b) установки набора сваренных компенсационных пластин,

c) увеличенной толщины стенок отвода,

d) комбинации вышеуказанных методов.

Если усиление выполнено, то оно должно быть одинаковым во всех плоскостях, проходящих через

ось отверстия или отвода.

Усиление отверстий с помощью дополнительных компенсационных пластин ограничено

отношением диаметров d

rм.

≤ 0,8.

Способ применения:

Увеличение толщины стенок отвода, а так же использование дополнительных компенсационных пластин,

является менее эффективными методами и должно применяться только в случае, когда не возможно

увеличение толщины стенки проходной трубы.

А.4.2.2 Использование различных материалов для оболочки и усилителя

Если проходная труба и усилитель изготовлены из материалов, имеющих различные допустимые

напряжения и, если допустимое напряжение проходной трубы является самым низким из них, то

это напряжение должно использоваться и для усилителя.

Материал для усилителей должен выбираться таким, чтобы в нем отсутствовали тепловые

напряжения, обусловленные существенной разностью коэффициентов теплового расширения.

А.4.2.3 Отношение толщин

Отношение толщин t

, используемое для расчетов, не должно превышать значение, зависящее

от отношения d

, как указано в таблице 1.

Таблица 1 — Отношение толщин при изготовлении усилителя

<0,3 2,0

0,3 < d

< 0,8 2,6 - 2 d

>0,8 1,0

А.4.2.4 метод расчета для области усиления

Способ применения:

Заданная область усиления рассчитывается с помощью метода равновесных сил, действующих между

областью, находящейся под давлением, A

и областью поперечного сечения, в котором действует

напряжение, A

; смотрите рисунок А.1.

После первоначальной оценки усиленной области может понадобиться повторный расчет, использующий

откорректированную оценку области усиления.

А.4.2.5 Усиление с помощью увеличенной толщины стенок

Усиление может быть обеспечено путем увеличения толщины стенок проходной трубы и/или

отвода. Такая усиленная толщина стенок должна распространяться на максимальное расстояние,

, в проходной трубе и на l

в отводе, расстояния измеряются от края отверстия, смотрите рисунок

А.1.

Кроме того, должно удовлетворяться следующее условие:

· A

> A

· p

где

область, подверженная действию давления

площадь поперечного сечения металла, работающего на компенсацию дополнительного

162

СТБ EN 13941-2009

давления

/ длина усилителя, обозначенная с помощью индекса:

Рисунок 1 — Усиление тройников

Способ применения:

Фактическая толщина стенок трубы является, во многих случаях, больше, чем t

min

, вычисленная, согласно

раздела А.3.1, при предположении σ

= σ

. Можно рассматривать разность как усиление проходной трубы

/отвода.

Для выбора тройников может использоваться международный или эквивалентный национальный стандарт.

А.4.2.6 Усиление с помощью дополнительных компенсационных пластин

Компенсационные пластины должны иметь плотный контакт с оболочкой. Ширина

компенсационной пластины, l

, рассматриваемая как вклад в общее усиление, не должна

превышать значение l

, смотрите рисунок А.1.

Значение t

используемое для определения A

не должна превышать толщину проходной трубы

Должно удовлетворяться следующее условие:

· (A

+ A

) > p

· A

где

и A

площади поперечных сечений проходной трубы и компенсационной пластины,

установленной для усиления.

Если расчетное напряжение в компенсационной пластине будет меньше расчетного напряжения в

проходной трубе, то должно быть удовлетворено следующее условие.

· (A

+ A

) + σ

dр

· A

> p

· A

где

dр

расчетное напряжение материала компенсационной пластины.

А.5 Области сужения и расширения

A.5.1 Основные принципы

Области сужения и расширения называются для простоты редукторами.

163

СТБ EN 13941-2009

Этот раздел относится к сварным или не сварным концентрическим редукторам, предназначенным

для работ в условиях внутреннего давления совпадающего с давлением в проходной трубе, где:

a) редуктор и ось трубы находятся на одной и той же оси вращения,

b) угол наклона, α, определенный в верхней части элемента, не превышает 30 градусов,

смотрите рисунок А.2.

Способ применения:

При выборе стандартного редуктора необходимо руководствоваться стандартом ISO 3419 или

соответствующим национальным стандартом.

Рисунок А.2 — Редуктор

А.5.2 Минимальная толщина стенок конуса

Минимальная толщина стенок в любой точке вдоль конуса, t

c,min

, определяется с помощью

выражения:

где

z коэффициент сварки продольного шва, если он есть;

внешний диаметр в любой точке вдоль конуса;

α угол наклона конуса в верхней части редуктора.

А.5.3 Редукторы со смещением

В случае использования редукторов со смещением, оси соединяемых труб должны быть

параллельны друг другу на расстоянии не более разности их радиусов. Угол α определяется как

наибольший угол между конической и цилиндрической частью, смотрите рисунок 3.

1 Смещение

Рисунок 3 — Редуктор со смещением

А.6 Заглушки

A.6.1 Основные принципы

Заглушки должны иметь эллиптические торцовые поверхности, сделанные на реально

эллиптической форме (Рис. А.4), удовлетворяя следующим требованиям:

• Однородная толщина стенок

164

СТБ EN 13941-2009

• 1.7 < K < 2.2 (K формфактор заглушки = d

/ 2.h

)

• z=1

• R ≤ d

• R/d

= 044K + 0.02

Рисунок 4 — Эллиптическая заглушка

где

внутренняя высота эллиптической поверхности;

R внутренний радиус кривизны центральной части эллиптической поверхности.

А.6.2 Минимальная требуемая толщина стенок для внутреннего давления

Минимальная толщина стенок определяется с помощью выражения:

где

= минимальная толщина, требуемая для ограничения мембранного напряжения в

центре заглушки.

Способ применения:

Могут использоваться заглушки, имеющие другую форму, если они рассчитаны согласно

соответствующему международному или национальному стандарту.

Незавальцованные торцы, описанные в разделе 7.2.3.3 стандарта EN 13480-3, обычно не

используются.

А.6.3 Прямые цилиндрические оболочки

Если длина прямого цилиндрического участка заглушки превышает:

то она должна также удовлетворять техническим условиям, указанным в разделе А.3.

165

СТБ EN 13941-2009

Приложение B (информативное) Геотехника и взаимодействие

трубопровода с почвой

B.1 Область применения

B.1.1 Основные принципы

Данное приложение имеет статус способа применения.

Для подземных трубопроводов горячей воды, подверженных большим деформациям и действию

продольных нагрузок, расчетные изгибающие моменты и нагрузки строго зависят от правильного

построения модели взаимодействия трубы с грунтом и надежности используемых параметров

грунта.

Данное Приложение дает представление о:

a) соответствующих параметрах для анализа взаимодействия трубопровода с почвой (B.3),

b) методах получения характеристических значений параметров грунта (B.4),

c) требованиях по конкретным областям, требующих повышенного внимания (B.5-B.7).

B.1.2 Основные требования

Методы анализа и параметры грунта, выбранные для проектирования, должны соответствовать

для проектируемой трубопроводной системе и предполагаемому маршруту его укладки, и должны

выдерживать все потенциальные воздействия и противостоять всем предполагаемым механизмам

разрушения. Методы вычисления величины деформации могут основываться на численном

моделировании, эмпирических зависимостях или их комбинациях.

B.2 Символы и единицы

c Сцепление почвы, предел прочности почвы при сдвиге

Внешний диаметр трубы, имеющей оболочку

Внешний диаметр ответвления магистрального трубопровода

E Модуль упругости

F Сила трения на единицу длины трубы

166

СТБ EN 13941-2009

f Осевая реакция почвы

Коэффициент горизонтальной реакции почвы, константа постели для плоскости

k Линейная константа постели

P Горизонтальная реакция почвы на единицу длины трубы

p Горизонтальная реакция почвы

Q Вертикальная реакция почвы на единицу длины трубы

q Вертикальная реакция почвы

u Осевое смещение трубы

v Горизонтальное смещение трубопровода

Z Глубина залегания, измеренная до центральной оси трубопровода

w Вертикальное смещение трубопровода

γ Эффективная плотность почвы

φ Угол внутреннего трения почвы

μ Коэффициент трения между почвой и полиэтиленовой оболочкой

B.3 Параметры почвы, используемые при общем анализе (взаимодействие

трубопровода и почвы)

B.3.1 Моделирование взаимодействия трубопровода с почвой

Смотрите раздел C.6.1.

При статическом расчете системы (общий анализ), нагрузки, обусловленные взаимодействием

слоя почвы с трубопроводом, могут быть представлены с помощью модели элементарных

воздействий, содержащих три компонента, показанные на рисунке B.1. Трубопровод может быть

представлен как простая конструкционная балка с реакциями со стороны почвы f, p и q,

оформленные как дискретные грунтовые пружины k

, k

и k

Рисунок B.1 — Модель взаимодействия трубопровода с почвой

Обычно предполагается, что отсутствуют касательные напряжения между двумя смежными

пружинами, направленные вдоль оси трубы или элементов пастели.

Как вариант, для дискретных пружин может использоваться теория балки, расположенной на

упругом фундаменте или методы конечных элементов.

Величина сжатия обычно является нелинейной функцией относительного смещения между почвой

и трубопроводом, как поясняется на рисунке B.2, где f-u, p-v и q-w, соответственно, осевая,

горизонтальная и вертикальная реакции и смещения.

Если существуют смещения, больше чем u

, v

и w

, то реакции почвы могут достигать постоянных

значений, равных f

,, p

и q

, соответственно.

167