Комплектация, продажа и монтаж трубопроводных систем из полимерных материалов

4. Расчет значений толщины стенки

В соответствии с ИСО 161-1 толщину стенки напорных труб рассчитывают по формуле

e_n = 1 / (2 σ/p +1) · d_n , (3)

и

e_n = 1 / (2S + 1) · d_n , (4)

где е_п - номинальная толщина стенки;
d_n - номинальный наружный диаметр;
е_п и d_n выражены в одних единицах;
σ - напряжение, возникающее в стенке трубы;
р - внутреннее давление;
S - серия труб;
р и σ выражены в одних единицах.

Уравнение общего вида также применимо для описания соотношения между максимальным рабочим давлением МОР (ИСО 161-1) и расчетным напряжением σ_s в виде:

e_n = 1 / (2σ_s/MOP + 1) · d_n , (5)

Значения МОР выбирают из ряда R10 предпочтительных чисел, приведенных в ИСО 3.

Значения σ_s, равные или менее 10 МПа, выбирают из ряда R10 предпочтительных чисел, а больше 10 МПа - из ряда R20 предпочтительных чисел, приведенных в ИСО 3.

Поэтому S является также отношением расчетного напряжения к максимальному рабочему давлению

S = σ_s / MOP , (6)

В таблице 1 приведены соответствующие значения S для максимальных рабочих давлений от 2,5 до 25 бар и расчетных напряжений от 2,5 до 16 МПа, а также дополнительные серии труб, основанные на номинальном давлении 6 бар, которое не является предпочтительным числом ряда R10. Максимальное рабочее давление 6 бар, включенное в таблицу 1, является наиболее применимым во многих странах, чем давление 6,3 бара.

В таблице 2 приведены расчетные значения S, взятые из ИСО 497 [2], а в таблице 3 - расчетные значения S для МОР 6 бар.

Примечание 3

За исключением серий на давление 6 бар, S как отношение двух чисел ряда R10 для расчетного напряжения 10 МПа и менее является числом ряда R10, а для расчетного напряжения более 10 МПа S это отношение чисел ряда R10 и R20 является числом ряда R20.

Расчет, приведенный в разделе 4, приводит к уменьшению теоретически возможных комбинаций расчетного напряжения и рабочего давления и практического выбора значений S. В связи с тем, что предпочтительные числа сами округлены от теоретических значений, то отношения предпочтительных чисел неидентичны в своей основе ни предпочтительным числам, ни теоретическим значениям.

Эти теоретические значения, однако, можно рассматривать как средние значения для всех корреспондирующих отношений. Поэтому таблица 4 универсальных толщин стенок, которая математически основана на теоретических значениях рядов предпочтительных чисел R10 и R20 для S, гарантирует минимальное число отклонений от многочисленных теоретических толщин стенок.

Примечание 4

Все рассчитанные значения толщин стенок, приведенные в таблицах 4 и 5, округлены до одной значащей цифры после запятой следующим образом:

Шаг 1: Записывают рассчитанное значение с тремя значащими цифрами, т. е. 0,XXX.

Шаг 2:

а) Если вторая значащая цифра равна или больше 1, то первую значащую цифру округляют в большую сторону.

б) Если вторая значащая цифра - 0, а третья значащая цифра равна или больше 5, то первую значащую цифру округляют в большую сторону, но если третья значащая цифра равна или меньше 4, то значение округляют в меньшую сторону, записывая его с первой значащей цифрой.