Как уменьшить осевую нагрузку на неподвижную опору ?, большие нагрузки Опции

[cRAB]

Исходные данные:
Реконструкция тепловой сети в Украине.
Труба ППУ/ПЭ Ø530.
Температурный график 150/70 °С (Трасч принимаю 150 °C).
Температура монтажа 10 °С.
Pраб.=16 кгс/см2, Рисп.=20 кгс/см2.
Тип прокладки тепловой сети:
- канальная в непроходном канале.
Возможно некоторые участки будут засыпаны песком (на 100мм выше трубы) или трубы положены на основание из песка.

Ответвления на чертеже не показаны, но они есть в тепловых камерах (ТК), а ТК там где на чертеже мертвые опоры.


Если не ошибаюсь, то нагрузка на неподвижные опоры при канальной прокладке в непроходном канале будет состоять из таких составляющих:
1) Установочная сила
Fуст. = (жесткость компенсатора) * (перемещение в компенсаторе)

2) Гидравлический распор (если используются осевые сильфонные компенсаторы):
Fраспора = Fэфф * Pраб,
где Fэфф – эффективная площадь сильфонного компенсатора.


Например, примем из базы программы СТАРТ компенсатор СКУ.ППУ/ПЭ.I.C-16-500-210:
* Эффективная площадь 244400 мм2 = 2444 см2
* Податливость 0,01645 мм/кгс, отсюда жесткость как обратная величина будет равна 60,8 кгс/мм.
* Допустимый осевой ход 200 мм

Итак, получаем такие примерные (СТАРТ считает намного точнее) результаты:
1) Fуст. = (60,8 кгс/мм) * (100 мм) = 6080 (кгс) = 6,1 (тс).
2) Fраспора = (2444 см2) * (16 кгс/см2) = 39104 (кгс) = 39,1 (тс).

Тогда сила на неподвижную опору:
Fн.о. = Fуст. + Fраспора = 6,1 + 39,1 = 45,2 (тс).

А так как трубы 2, то грубо нагрузка на опору будет 45,2 * 2 = 90,4 (тс).
Как видно основной составляющей является Fраспора, но уменьшить ее нельзя:
- Fэфф. компенсатора постоянна для конкретного диаметра трубопровода или изменяется незначительно;
- Pраб. по заданию.

Уменьшить осевую нагрузку можно применив разгруженные компенсаторы (которые не передают распорные усилия на опоры), но цена их намного выше и для меня неизвестно как их задать в программе СТАРТ.


Буду благодарен любым советам по данному вопросу.

P.S.: прилагаю чертеж + шрифт чтобы текст читался нормально

Сообщение отредактировал cRAB - 19.3.2012, 10:19

Прикрепленные файлы

 _______.rar ( 33,05 килобайт ) Кол-во скачиваний: 131

 

[cRAB]

Исходные данные:
Реконструкция тепловой сети в Украине.
Труба ППУ/ПЭ Ø530.
Температурный график 150/70 °С (Трасч принимаю 150 °C).
Температура монтажа 10 °С.
Pраб.=16 кгс/см2, Рисп.=20 кгс/см2.
Тип прокладки тепловой сети:
- канальная в непроходном канале.
Возможно некоторые участки будут засыпаны песком (на 100мм выше трубы) или трубы положены на основание из песка.

Ответвления на чертеже не показаны, но они есть в тепловых камерах (ТК), а ТК там где на чертеже мертвые опоры.


Если не ошибаюсь, то нагрузка на неподвижные опоры при канальной прокладке в непроходном канале будет состоять из таких составляющих:
1) Установочная сила
Fуст. = (жесткость компенсатора) * (перемещение в компенсаторе)

2) Гидравлический распор (если используются осевые сильфонные компенсаторы):
Fраспора = Fэфф * Pраб,
где Fэфф – эффективная площадь сильфонного компенсатора.


Например, примем из базы программы СТАРТ компенсатор СКУ.ППУ/ПЭ.I.C-16-500-210:
* Эффективная площадь 244400 мм2 = 2444 см2
* Податливость 0,01645 мм/кгс, отсюда жесткость как обратная величина будет равна 60,8 кгс/мм.
* Допустимый осевой ход 200 мм

Итак, получаем такие примерные (СТАРТ считает намного точнее) результаты:
1) Fуст. = (60,8 кгс/мм) * (100 мм) = 6080 (кгс) = 6,1 (тс).
2) Fраспора = (2444 см2) * (16 кгс/см2) = 39104 (кгс) = 39,1 (тс).

Тогда сила на неподвижную опору:
Fн.о. = Fуст. + Fраспора = 6,1 + 39,1 = 45,2 (тс).

А так как трубы 2, то грубо нагрузка на опору будет 45,2 * 2 = 90,4 (тс).
Как видно основной составляющей является Fраспора, но уменьшить ее нельзя:
- Fэфф. компенсатора постоянна для конкретного диаметра трубопровода или изменяется незначительно;
- Pраб. по заданию.

Уменьшить осевую нагрузку можно применив разгруженные компенсаторы (которые не передают распорные усилия на опоры), но цена их намного выше и для меня неизвестно как их задать в программе СТАРТ.


Буду благодарен любым советам по данному вопросу.

P.S.: прилагаю чертеж + шрифт чтобы текст читался нормально

Сообщение отредактировал cRAB - 19.3.2012, 10:19

Прикрепленные файлы

 _______.rar ( 33,05 килобайт ) Кол-во скачиваний: 131

 

[cRAB]

Отредактировать тему уже не могу, дополню что нагрузка на неподвижную опору подсчитана для точки 27 (см. чертеж) и еще перемещение в компенсаторе (точка 23) случайно равно половине допустимого осевого хода - 100мм.

[nik4t]

cRAB
В составляющей нагрузок на неподвижные опоры забыли посчитать силу трения, возникающую в скользящей опоре и направляющей опоре* на вес т/п. Но учитывая, что ск. опор у Вас 3шт и направляющих 4шт. на каждом компенсируемом участке, то она будет незначительна от общей нагрузки (около 1,5 тс).
1. Почему Вы хотите уменьшить такую нагрузку? Для такого диаметра, это вполне обычная нагрузка?
2. В реальности (в работе) все ваши опоры будут рагружены с очень небольшой осевой нагрузкой, т.к. векторы реакций опор будут разнонаправленны, +90 на -90 в итоге 0.
Так участок 1-10 абсолютно побратим участку 10-19 = на т. 10 (НО) практически 0тс.
Участок 10-19 и 19-27 имеют разницу в 10м всего лишь.
А участок 19-27 с другой стороны компесируется участком 27-33...
НО... вот бы радоваться...
Если в камерах у Вас имемются секционирующие задвижки, и возможно отключение, то нагрузки на НО придётся учитывать максимальные... как будто с другой стороны от НО ничего нет.

Сообщение отредактировал nik4t - 19.3.2012, 10:55

[cRAB]

1. Почему Вы хотите уменьшить такую нагрузку? Для такого диаметра, это вполне обычная нагрузка?
2. В реальности (в работе) все ваши опоры будут рагружены с очень небольшой осевой нагрузкой, т.к. векторы реакций опор будут разнонаправленны, +90 на -90 в итоге 0.

nik4t, спасибо большое за расширенный ответ.
1. Опоры по серии сложно найти чтобы держали такую нагрузку =)
2. Да, в точках 1 (возможно), 10, 19 осевые нагрузки на НО с обеих сторон будут с противоположные знаками, но вот в точке 27 с одной стороны нагрузка в 90 тс, а с другой стороны участок с самокомпенсацией и почти никакой осевой нагрузки нету.
И как Вы подсказали нужно будет учесть наличие задвижек в ТК.

Сообщение отредактировал cRAB - 19.3.2012, 11:20

[nik4t]

...
1. Опоры по серии сложно найти чтобы держали такую нагрузку =)
...

А что за серия, точнее на что серия? На металлическую опору?
Так стандартная ППУшная опора ф530 держит 150тс. А таже Т.7.11 по а.4.903-10 держит до 70тс.
А стену НО лучше выполнить в железобетоне...

...а с другой стороны участок с самокомпенсацией и почти никакой осевой нагрузки нету.

12тс. от двух труб привозит эта самокомпенсация.

Сообщение отредактировал nik4t - 19.3.2012, 12:21

[cRAB]

А что за серия, точнее на что серия? На металлическую опору?

Смотрел разные серии, альбомы, возможно плохо смотрел. Часто указывают вертикальную нагрузку, а мне нужна осевая.
Вот здесь "Серия 3.903-КЛ-13 вып.0-1 Сб. ж.б. камеры на тепловых сетях" только камера 4,0х4,0х4,0 держит осевую нагрузку в 103 тс, остальные 80 тс и ниже.
Строители также говорили, что это ОЧЕНЬ большие нагрузки.

Так стандартная ППУшная опора ф530 держит 150тс.

А можно ссылку на пункт в серии или производителя который указывает, что его опоры держать такую осевую нагрузку ?

А таже Т.7.11 по а.4.903-10 держит до 70тс.
А стену НО лучше выполнить в железобетоне...

Серию эту скачивал уже, сейчас буду изучать ее более детально.

12тс. от двух труб привозит эта самокомпенсация.

Не думал, что аж 12 тс =)
Я имел ввиду, что осевая нагрузка есть, но разница нагрузок на точку 27 с обеих сторон по старту составляет все равно 41 тс.

[nik4t]

А можно ссылку на пункт в серии или производителя который указывает, что его опоры держать такую осевую нагрузку ?

ГОСТ 30732-2006 таблица В.9
Производители: Мосфлоулайн, МТЭР, Смит Ярцево... да все, кто по Госту.

Вот здесь "Серия 3.903-КЛ-13 вып.0-1 Сб. ж.б. камеры на тепловых сетях"...

А, понял... Мы уже как класс не используем типовые камеры и строительные конструкции... всё hand-made.

[ekuzin]

если опора концевая - то нагрузку уменьшить не получиться.
Применение разгруженных компенсаторов для тепловых сетей обходится дороже чем изготовление мощных неподвижных опор.
Вы ошибаетесь в том, что СТАРТ считает точно нагрузку от сильфонных компенсаторов хотя бы потому, что наверняка вы не задали растяжку сильфонного компенсатора. Далее - старт считает деформацию от температуры монтажа до максимальной температуры теплоносителя хотя компенсатор был растянут и т.д.
Смотрите РД по применению сильфонных компенсаторов - расчет нагрузок строго по этому документу.

[cRAB]

Вы ошибаетесь в том, что СТАРТ считает точно нагрузку от сильфонных компенсаторов хотя бы потому, что наверняка вы не задали растяжку сильфонного компенсатора.

Спасибо за ответы на вопросы.
Читал наверно все Ваши сообщения в теме "Теплоснабжение", про предварительную растяжку тоже читал, но в СТАРТ ее действительно не учитывал. Сейчас буду с ней (предварительной растяжкой) снова разбираться. Физически понятное явление, но как более правильно посчитать не известно: какую принять минимальную температуру ? Возможно tрасч нар. воздуха наиболее холодной пятидневки, но, как писали уже, какая вероятность аварии при температуре наружного воздуха равной этой расчетной наиболее холодной пятидневки ?
Короче пока что буду разбираться, а с чем уже не разберусь - спрошу здесь =)



Сообщение отредактировал cRAB - 19.3.2012, 18:27

[OLEG72]

cRAB,

Теоретически, нагрузки на неподвижки от угловых или сдвиговых компенсаторов гораздо меньше, чем от осевых.

Но применить угловые или сдвиговые компенсаторы так, чтобы они надежно работали в данной ситуации, по-моему, очень сложно. К тому же, они намного дороже, чем осевые.

[ekuzin]

сдвиговых или угловых для предизолированных трубопроводов не бывает.

А применить то можно и надежно, но во-первых нужен угол поворота, а во-вторых теряется сплошность ТГИ. Ну и как сказал OLEG72 останется еще вопрос стоимости.

Сообщение отредактировал ekuzin - 20.3.2012, 6:33

[nik4t]

...а во-вторых теряется сплошность ТГИ.

Ну у автора вопрос сплошности еще станет... выбрав сборную (типовую?) ж.б. камеру сможет ли он в ней установить предизолированную НО? Вряд ли...

cRAB
Да и кстати ещё про сплошность... а как поставить направляющие опоры на ППУ трубе? Вроде никак... только на "чёрной" возможно (или ошибаюсь?). А если так, то участок (ну, например т.т.10-19) из ППУ труб составит всего 70м-20м(сильфон + напр. о.)-2м(НО)=48м.... а если ещё учесть

Ответвления... есть... там где... мертвые опоры.

... В чём выполнены ответвления? В ППУ? В "чёрной" трубе? Если в "чёрной" то еще минус метра 3... Итого из 70м только 45м предизолированны... Нужна такая "рваная" ППУ трасса?
Может быть выложите планчик трассы своей?

[cRAB]

Ну у автора вопрос сплошности еще станет... выбрав сборную (типовую?) ж.б. камеру сможет ли он в ней установить предизолированную НО? Вряд ли...

Пока до этого вопроса не дошел, буду думать и разбираться.
Ввел в поиск по этой теме слово "Сплошность", всего найдено 3 сообщения и 2 из них в обсуждаемой сейчас нами теме =) Так что буду рад любой информации о сплошности в различных проявлениях.

Да и кстати ещё про сплошность... а как поставить направляющие опоры на ППУ трубе? Вроде никак... только на "чёрной" возможно (или ошибаюсь?). А если так, то участок (ну, например т.т.10-19) из ППУ труб составит всего 70м-20м(сильфон + напр. о.)-2м(НО)=48м.... а если ещё учесть... В чём выполнены ответвления? В ППУ? В "чёрной" трубе? Если в "чёрной" то еще минус метра 3... Итого из 70м только 45м предизолированны... Нужна такая "рваная" ППУ трасса?

Во вложении каталог, там на 37 странице направляющая опора в ППУ если не ошибаюсь. За рекламу думаю никто не сочтет, так как тут большинство людей с России, а вырезать страницу из PDF-файла не смог.
Ответвления в "чёрной" трубе.

Может быть выложите планчик трассы своей?

Пока нет такой возможности, всё на уровне проработки.

Прикрепленные файлы

 _______.rar ( 2,75 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 54

 

[nik4t]

Так что буду рад любой информации о сплошности в различных проявлениях.

Проекта нет и проявлений нет... Думается стОит подождать...

...на 37 странице направляющая опора в ППУ...

Смело. В Старт ее не забивали для своей трассы? Изоляцию не мнет?

Сообщение отредактировал nik4t - 20.3.2012, 23:48

[ekuzin]

хм если ставите компенсационное устройство по ТУ ИЯНШ.300260.033ТУ ОАО НПП Компенсатор то и направляющая опора не нужна. При бесканальной прокладке роль направляющей опоры выполняет грунт. Также при бесканальной прокладке можно вообще отказаться от неподвижных опор - я сейчас как раз готовлю статью о хитростях применения сильфонных компенсаторов при бесканальной прокладке.

Сообщение отредактировал ekuzin - 21.3.2012, 2:46

[cRAB]

Проекта нет и проявлений нет... Думается стОит подождать...

Да, согласен, но так как я новичок в тепловых сетях, то нужно максимально проработать чтобы потом не терять времени.
А так спасибо за ответы и вопросы, как только будет что-то более известно напишу.

Смело. В Старт ее не забивали для своей трассы? Изоляцию не мнет?

В СТАРТе просто выбрал "Направляющая опора двухсторонняя". Из параметров можно изменять "Коэффициент трения" и "Допускаемые нагрузки".

хм если ставите компенсационное устройство по ТУ ИЯНШ.300260.033ТУ ОАО НПП Компенсатор то и направляющая опора не нужна. При бесканальной прокладке роль направляющей опоры выполняет грунт. Также при бесканальной прокладке можно вообще отказаться от неподвижных опор - я сейчас как раз готовлю статью о хитростях применения сильфонных компенсаторов при бесканальной прокладке.

Какие заказчик захочет компенсаторы не известно, но хорошо что в Украине есть Ваш представитель (сайт не указываю).
А неподвижные опоры установлены в местах ответвлений (в ТК) и обойтись без них в таком случае как я понимаю нельзя.
С нетерпением будем ждать выхода статьи в свет =)

Сообщение отредактировал cRAB - 21.3.2012, 9:58

[ekuzin]

Без разницы в камерах ответвления или нет - можно и даже нужно обходиться без неподвижных опор. Предизолированные неподвижные опоры очень сильно удорожают проект.

[OLEG72]

cRAB,

А неподвижные опоры установлены в местах ответвлений (в ТК) и обойтись без них в таком случае как я понимаю нельзя.


Возможно, и можно, так как они не будут оказывать негативного влияния на сильфон компенсатора, если сильфон от изгиба надежно защищает наружный направляющий кожух.

ekuzin, выкладывайте, пожалуйста, статью, как только она появится. Будем обсуждать

Сообщение отредактировал OLEG72 - 27.3.2012, 0:50

[cRAB]

Вот выкладываю уже более прорабанный вариант, у кого есть хоть немного времени, посмотрите пожалуйста и укажите на глобальные ошибки: может где-то не нужна неподвижная опора, возможно компенсатор или что-то...
Буду рад любым советам и предложений по проектированию данной схемы.

И еще интересует вопрос "Не большие ли нагрузки на неподвижные опоры ?" в прилагаемой таблице "Предельные нагрузки", полученной при расчете на СТАРТе.

Прикрепленные файлы

 ____.rar ( 69,25 килобайт ) Кол-во скачиваний: 73

 

[yarrt]

А в чем причина такого сочетания П-образных компенсаторов и сильфонных? Из-за этого промежуточные неподвижные опоры получаются неразгруженными.
Например на участке 3-10 разве нельзя обойтись одним П-образником? Нагрузки от П-образных будут гораздо меньше, а надежность намного выше.

Сообщение отредактировал yarrt - 18.6.2012, 8:03

[cRAB]

Вот выкладываю уже более прорабанный вариант, у кого есть хоть немного времени, посмотрите пожалуйста и укажите на глобальные ошибки: может где-то не нужна неподвижная опора, возможно компенсатор или что-то...
Буду рад любым советам и предложений по проектированию данной схемы.

И еще интересует вопрос "Не большие ли нагрузки на неподвижные опоры ?" в прилагаемой таблице "Предельные нагрузки", полученной при расчете на СТАРТе.

Спасибо, попробовал убрать неподвижную опору Н2 (точка 5) и сильфонный компенсатор (точка 4), расчет проходит, компенсации П-образным компенсатором на участке 3-10 хватает, а нагрузка на неподвижную опору Н1 (точка 3) становится порядка 50 тн.
Еще какие-то замечания есть по трассе ? =)

[yarrt]

Спасибо, попробовал убрать неподвижную опору Н2 (точка 5) и сильфонный компенсатор (точка 4), расчет проходит, компенсации П-образным компенсатором на участке 3-10 хватает, а нагрузка на неподвижную опору Н1 (точка 3) становится порядка 50 тн.
Еще какие-то замечания есть по трассе ? =)

А если п-образник сдвинуть в центр симметрично и немного увеличить его (все-таки компенсируемая длина стала больше) и добавить в расчет обязательную растяжку п-образного компенсатора то нагрузки на Н1 и Н3 станут гораздо более приемлимыми.
По трассе могу сказать только с точки зрения чисто схематичной компенсации - я бы пересмотрел трассу и по возможности ушел от сильфонных компенсаторов вообще и оставил только П-образники. Так гораздо надежнее и нагрузки меньше. Если пространство ограничено - то другое дело, но у Вас то уже есть несколько п-образных компенсаторов.

[nik4t]

... и добавить в расчет обязательную растяжку п-образного компенсатора...

Это как?

[yarrt]

Это как?

Что как? Что такое растяжка компенсатора или как ее учесть в расчете трубопроводов на прочность?

[nik4t]

yarrt
Как растянуть П-образный компенсатор???

[nik4t]

yarrt
можно еще рассказать про то как учесть растяжку компенсатора в расчёте так чтобы уменьшилась нагрузка на опору...?

[yarrt]

yarrt
Как растянуть П-образный компенсатор???

Конечно, на этот вопрос лучше всего ответит монтажник, который этим занимается. Растягивают обычно на половину тепловых удлинений компенсируемого участка с коррекцией по температуре монтажа.

Различные справочники и руководства предлагают такие специальные устройства:


Либо привариваются уголки и шпильками стягиваются кромки трубы на необходимую величину, и завариваются. Конечно же, большие диаметры потребуют солидных усилий, мне самому интересно как растягивают Ду1000 , но тем не менее это делают)

[nik4t]

Ого-го!
Не видел такого ни разу!
Обалдеть... а, где такое делают? В смысле, что за регион?

Сообщение отредактировал nik4t - 19.6.2012, 16:43

[ekuzin]

вот тупость то!
растяжка делается следующим образом.
Устанавливается П-образный компенсатор, но не приваривается к трубопроводу, затем с двух его сторон (если компенсатор небольшого диаметра то можно и с одной) вырезаются катушки равные половине величины растяжки, с помощью талрепов подтягиваются патрубки компенсатора к трубопроводу и обвариваются...Всё...Талрепы универсальны и не занимают много места, а такой способ очень прост в реализации, в отличие от приведенного на илллюстрации.

[cRAB]

А если п-образник сдвинуть в центр симметрично и немного увеличить его (все-таки компенсируемая длина стала больше) и добавить в расчет обязательную растяжку п-образного компенсатора то нагрузки на Н1 и Н3 станут гораздо более приемлимыми.

Возможности сделать компенсатор больше и сдвинуть к центру (сделать одинаковые плечи) к сожалению нету.

По трассе могу сказать только с точки зрения чисто схематичной компенсации - я бы пересмотрел трассу и по возможности ушел от сильфонных компенсаторов вообще и оставил только П-образники. Так гораздо надежнее и нагрузки меньше. Если пространство ограничено - то другое дело, но у Вас то уже есть несколько п-образных компенсаторов.

Да, сильфонные компенсаторы установлены в местах где нельзя применить П-образный.

Еще несколько (возможно детских) вопросов:
1) При переходе из бесканальной прокладки в канальную (и наоборот) как на практике реализуется это место ? Ставится объязательно неподвижная опора или что-то другое, чтобы грунт в канал не пересыпался ? =)
И как в СТАРе задается это место ?

2) У меня на схеме в точке 10 установлена неподвижная опора в месте излома трассы (угол отклонения 7 градусов). Так делается на практике или лучше поставить ее справы или слева от места соединения ?

З.Ы.: интересно мнение по выложенной ранее схеме господина ekuzin-а, нет ли каких замечаний по месту установки сильфонных компенсаторов ? =)