СП 527.1325800.2023 Действует

Возникающее от воздействия температуры и внутреннего давления радиальное усилие, действующее на направляющую опору, принимают по расчету на устойчивость, но не менее 0,01 величины максимального эквивалентного продольного усилия Nпр в трубопроводе.

5.4.1.48 В трубопроводах, работающих в режиме релаксационной самокомпенсации, для исключения возможного отклонения трубопровода от прямой, при балочном способе прокладки необходимо применять направляющие опоры.

5.4.1.47 Максимальный радиус изгиба труб с полимерной оболочкой определяют исходя из допустимой величины долговременной деформации наименее прочного слоя трубы – теплоизолирующей трубы из ППУ теплоизоляции. При этом напряжение в слое ППУ не должно превышать значения его прочности, при максимально допустимой линейной деформации на сжатие, при ε\varepsilonε ≤ 3 %. Для жесткого ППУ значение предельно допустимого долговременного напряжения на сжатие составляет σ\sigmaσппу = 0,15 МПа.

5.4.1.45 При выполнении статических прочностных расчетов, а также теплотехнических расчетов температуру окружающего воздуха принимают для надземных трубопроводов с диаметром рабочей трубы до 110 мм включительно, равной абсолютной минимальной для холодного периода года, а для трубопроводов с диаметром рабочей трубы более 110 мм – равной температуре наиболее холодной пятидневки, с вероятностью 0,92 по СП 131.13330. При подземной прокладке трубопроводов температуру окружающего воздуха принимают равной средней температуре самого холодного месяца по СП 131.13330.

5.4.1.44 Расчет параметров (нагрузки, напряжения и удлинения) надземных трубопроводов с защитной оболочкой из полимерных материалов (в зонах, защищенных от прямых солнечных лучей, в т. ч. в проветриваемых каналах) выполняют для максимального интервала изменения температуры в процессе эксплуатации (например, летний монтаж и аварийный слив зимой с отключением обогрева), при котором возникают максимальные нагрузки на конструкции. Расчет интервала изменения температуры выполняют для холодного и теплого периода года зоны применения трубопровода.

Расчет параметров (нагрузки на траверсы, напряжения и удлинения) надземных трубопроводов с защитной оболочкой из стали выполняют для максимального интервала изменения температуры в процессе эксплуатации (например, летний монтаж и аварийное опорожнение зимой с отключением обогрева).

Температуры холодного (абсолютно минимальная) и теплого периодов года (температура монтажа) для расчета интервала принимают по СП 131.13330.

5.4.1.43 Расчет времени охлаждения труб, в зависимости от конкретных условий строительства, может быть выполнен проектными организациями, по соответствующим методикам. Эти расчеты могут быть также выполнены техническими специалистами предприятий – изготовителей. В таблице 5.5 приведены расчетные значения интервалов охлаждения некоторых типоразмеров труб.

5.4.1.42 В регионах с высокой сейсмической активностью принимают дополнительные меры для повышения устойчивости. Для трубопроводов напорных и безнапорных надземной прокладки (с оболочкой из стали) не рекомендуется учитывать свойство релаксационной самокомпенсации в зонах с сейсмической активностью более 6 баллов, а в трубопроводах подземной прокладки – более 8 баллов.

5.4.1.41 При проектировании трубопроводов подземной прокладки в сезонно промерзающих и многолетнемерзлых грунтах расчет нагрузок и напряжений выполняется для режима релаксационной самокомпенсации (за исключением канальной прокладки без засыпки грунтом).

5.4.1.40 Трубы со спиралешовной оболочкой из стали применяют как в режиме радиальной компенсации, так и в режиме релаксационной самокомпенсации (на участках жесткого защемления концов неподвижными опорами).

Для изготовления ТППИ использование не профилированных стальных оболочек не допускается. Высота выпуклого профиля (профилей) на стальной оболочке должна составлять не менее 2,3 – 2,5 толщины ее стенки. Это позволяет увеличить несущую способность ТППИ, уменьшить величину деформации спиральных замков и продольную температурную нагрузку от стальной оболочки.

5.4.1.39 Напорные полимерные предварительно изолированные трубы и безнапорные полимерные предварительно изолированные трубы с зафиксированными стыками допускается эксплуатировать при подземной, наземной и надземной прокладках в режиме релаксационной самокомпенсации – без применения компенсаторов.

5.4.1.38 Модуль упругости на сжатие для жестких ППУ, с кажущейся плотностью 60 – 70 кг/м3, при 20 °С, рекомендуется принимать равным 21 МПа, а значение коэффициента линейного теплового расширения α = 5,0×10-5 оС-1.

5.4.1.37 Для жестких ППУ допускаемые линейные напряжения растяжения – сжатия составляют:

- при кратковременном действии нагрузки σ\sigmaσппу.кр = 0,3 МПа;

- при длительном действии нагрузки σ\sigmaσппу.дл= 0,15 МПа.

При оценке воздействий длительных продольных и поперечных температурных нагрузок на слой ППУ теплоизоляции, например, в теплоизолированных отводах с углами не выше значений, приведенных в таблице 5.2, защемленных в мерзлом грунте, следует принимать значение при длительном действии нагрузки.

Для полужестких ППУ допускаемые линейные напряжения принимают по данным изготовителей ППИТ.

5.4.1.36 При расчете прочности сварных конструкций из ПЭ, выполненных ручной экструзионной сваркой, рекомендуется принимать четырехкратный запас прочности [коэффициент надежности по нагрузке γ\gammaγn = 4, (см. таблицу 5.4)] от величины предельно допустимых продольных напряжений σ\sigmaσпр.

5.4.1.34 При выполнении расчетов на прочность элементов, не нагруженных внутренним давлением (например, при расчете нагрузок на упорные элементы неподвижных опор опорожненного в аварийной ситуации при экстремально низкой температуре зимой трубопровода), допустимое относительное продольное изменение линейных размеров принимают не более 1,5 %.

5.4.1.33 При проектировании напорных трубопроводов из ППИТ не рекомендуется задавать значение скорости воды более 3,0 м/с.

5.4.1.32 У труб с ППУ теплоизоляцией принимают температуру стенки рабочей трубы, равной температуре транспортируемой среды.

5.4.1.31 Предельное кратковременное внешнее давление (вакуум), которое может выдержать труба из ПЭ, рассчитывают по формуле

5.4.1.28 Значение эффективного коэффициента релаксации продольных нагрузок, обусловленных воздействием внутреннего давления принимают равным γ\gammaγэфф.р = 0,25.

5.4.1.27 Величину продольной нагрузки Nпр.р от воздействия внутреннего давления определяют по уравнению

5.4.1.26 Величину продольного напряжения от воздействия внутреннего давления определяют по уравнению

5.4.1.25 При выполнении статических расчетов сезонные допустимые значения кольцевых и продольных напряжений в рабочей трубе, принимают в зависимости от температуры транспортируемой воды, с учетом значения коэффициента снижения давления или принимают значение пропорционально изменению модуля текучести (для конечной температуры на расчетном интервале) по графику на рисунке 5.11.

5.4.1.24 В обоснованных случаях принимают следующие значения коэффициентов надежности γ\gammaγn по давлению трубопроводов из ППИТ подземной бесканальной прокладки в зависимости от класса ответственности трубопровода или его участка:

5.4.1.23 При расчетах поперечных нагрузок и овализации труб и соединительных деталей трубопроводов водоснабжения рекомендуется учитывать коэффициенты надежности, представленные в таблице 5.4.

5.4.1.21 Для надземных трубопроводов влияние суточного (и краткосрочного) хода температур учитывают только на заключительном участке расчетного интервала релаксации. Это обусловлено тем, что влияние суточного (и краткосрочного) хода температур (на понижение или повышение) на скорость сезонной релаксации с течением времени нивелируется, т.к. после окончания каждого похолодания наступает потепление.

5.4.1.20 Расчет суммы действующих продольных нагрузок рекомендуется выполнять для наихудшего варианта сочетания нагрузок с положительным знаком (для температурных нагрузок – при понижении температуры), когда направления векторов всех действующих продольных напряжений/нагрузок (в том числе от внешних воздействий) имеют положительное направление. Тогда результирующий вектор напряжений и результирующая продольная нагрузка Nпр., Н, на растяжение, действующая на сварные швы и неподвижные опоры может быть рассчитана по уравнениюЕсли результаты проверочных статических расчетов на всех этапах и во всех режимах работы подтверждают, что напряжения в полиэтиленовой рабочей трубе не превышают предельно допустимых значений, напряжения в элементах силовых конструкций неподвижных опор, а также в полиэтиленовой оболочке, не превышают допустимых значений, в том числе с учетом особых условий прокладки и сейсмических условий, степень овализации трубы под воздействием грунтовой, транспортной нагрузки (и балластировки) не превышает величины 5 %, выполняется условие (5.35), то значение SDR выбрано правильно. Тогда срок эксплуатации предварительно изолированного трубопровода составит не менее 50 лет.

5.4.1.19 Величина максимального рабочего давления, рассчитанного по формуле (5.10б), является предварительной. Для трубопроводных систем окончательные значения рабочего давления (и соответствующего SDR) ППИТ и СТД могут быть приняты только после выполнения гидравлического расчета. Для подземных трубопроводов дополнительно выполняют расчет овализации труб под воздействием поперечных нагрузок по показателям номинальной кольцевой жесткости труб. В зонах с особыми условиями прокладки дополнительно учитывают возможные силовые воздействия (просадка, пучение грунта и т.д.), в зонах повышенной сейсмической активности дополнительно учитывают сейсмические воздействия.

Рабочее давление не должно превышать значение максимального рабочего давления. Напряжения в стенке трубы во всех перечисленных выше режимах работы должны быть не более допустимых значений.

5.4.1.18 Величину кольцевого (тангенциального) напряжения σ\sigmaσк, МПа, обусловленного давлением Pраб, МПа, в полиэтиленовой рабочей трубе, определяют по формуле

5.4.1.17 Максимально рабочее давление воды в трубопроводе, МПа, рассчитывают по формуле

5.4.1.15 Расчет напряжения в рабочей трубе σ\sigmaσпр.тр.I, МПа, в момент завершения первого интервала времени релаксации τ\tauτI выполняют по формулеРасчет напряжений в полимерной оболочке выполняют для оценки значения продольного температурного напряжения (допустимое значение – не более 50 % предела текучести материала, при соответствующей температуре), только для самых неблагоприятных случаев температурного нагружения. Расчет напряжений в стальной спиральношовной оболочке не выполняют.

5.4.1.14 Термоупругая продольная сила Nпр.тр.I, Н, возникающая в стенке рабочей трубы при изменении температуры трубы на первом (или начальном) интервале релаксации τ\tauτI, действует на концевые неподвижные опоры защемленных участков ППИТ. Она пропорциональна значению средневзвешенного релаксационного модуля Етр.(τ\tauτ,t) и ее определяют по формулеВ спиральношовной стальной оболочке релаксация нагрузок/напряжений незначительна, поэтому дополнительную температурную нагрузку от стальной оболочки при изменении ее температуры на первом временном интервале Nпр.ст.об.I, Н, определяют используя неизменяющийся модуль упругости по формуле

5.4.1.13 Тогда, средневзвешенное значение Е(τ\tauτ ,t), МПа, на всем интервале релаксации, может быть определено по формулеПримечание – Следует избегать расчетов с четырьмя и более «характерными» температурными точками (более чем с тремя участками), не принимать слишком большой продолжительность расчетных временных интервалов релаксации (максимально до 2200 ч, т. е. примерно 3 мес), выполнять расчеты только для случаев монотонного сезонного изменения температурного тренда (только на понижение или только на повышение).

5.4.1.12 Вид изолиний на номограмме (рисунок 5.10) показывает, что в наибольшей степени характер кривых (угол их наклона) меняется в «характерных» температурных точках: минус 40 °С; минус 20 °С; 0 °С; плюс 20 °С; плюс 40 °С. Это свидетельствует о сложной нелинейной зависимости релаксационного модуля от температуры. Поэтому, при наличии нескольких «характерных» температурных точек на расчетном интервале, рекомендуется разбивать его на промежуточные расчетные температурные участки, ограниченные соседними «характерными» точками, и рассчитывать среднее значение релаксационного модуля Е(τ\tauτ,tсрi) при среднем значении температуры tсрi для каждого участка.

5.4.1.10 У трубопроводов, проложенных в грунте, при температуре транспортируемой среды от 0 °С до 20 °С температуру оболочки допускается принимать равной температуре грунта на оси трубопровода. При других температурах транспортируемой среды выполняют расчет температурных полей грунта.

5.4.1.6 При расчете нагрузок и напряжений, а также пределов прочности сварных конструкций рекомендуется принимать значение предела текучести для конечной температуры на расчетном температурном интервале.

Зависимость предела текучести (предела вынужденной эластичности или прочности) ПЭ 100 от температуры, в диапазоне температур от минус 60 °С до плюс 60 °С, приведена на рисунке 5.11.

5.4.1.5 Значение коэффициента релаксации γτ\gamma_{\tau}γτ​ при постоянной температуре может быть определено по выражению

5.4.1.3 В зонах с особыми условиями прокладки дополнительно учитывают возможные силовые воздействия (просадка, пучение грунта и т.д.), в зонах с повышенной сейсмической активностью дополнительно учитывают сейсмические воздействия.

5.4.1.1 Максимальное рабочее давление и выбор SDR для рабочих ППИТ и СТД принимают с учетом гидравлического расчета, профиля трассы и условий прокладки. Для особых условий прокладки (просадка, пучение грунта, сейсмическая активность и т.д.) принимают пониженные значения SDR.

5.3.2 Для предварительной оценки гидравлических параметров работы трубопроводов применяют таблицы для гидравлического расчета.

5.2.34 Для крепления безнапорного трубопровода с профилированной оболочкой и диаметром оболочки от 315 до 500 мм включительно при их надземной прокладке применяют двуххомутовые неподвижные опоры. Для оболочек диаметром 630 мм и более применяют неподвижные опоры индивидуальной конструкции, которые предоставляют изготовители ППИТ.

5.2.33 Для крепления безнапорного трубопровода с профилированной оболочкой и диаметром оболочки до 250 мм включительно при их надземной прокладке применяют однохомутовые неподвижные опоры.

5.2.32 П-образные рамы хомутовых опор конструктивно выполняют двух типов. Рамы первого типа предназначены для крепления к вертикальным конструкциям (стеновым панелям и т.д.), а рамы второго типа – для крепления к плитам перекрытий и другим потолочным конструкциям (рисунок 5.6).

5.2.29 Для исключения передачи температурных продольных нагрузок от непрерывного основания на несущие конструкции (мосты, эстакады и т.д.) в непрерывном основании устраивают тепловые зазоры (например, между торцами металлических П-образных профилей).

5.2.28 При надземной прокладке безнапорных труб с профилированной оболочкой с зафиксированными стыками с расстояниями между траверсами, превышающими значения в таблице 5.3, применяют непрерывное профилированное основание (в виде лотка). При этом расстояния между хомутовыми неподвижными опорами допустимо увеличивать в 1,5 раза от приведенных в таблице 5.3, кроме участков, непосредственно примыкающих к отводам или тройниковым присоединениям.

8.23 В случаях, когда требуется выполнить фиксацию стыков термоусаживаемой лентой, одновременно выполняют герметизацию контрольных отверстий в муфтах.