РАО «ЕЭС РОССИИ»
ОАО «ОБЪЕДИНЕНИЕ ВНИПИЭНЕРГОПРОМ»
РД-5-ВЭП
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОСЕВЫХ СИЛЬФОННЫХ
КОМПЕНСАТОРОВ
АООТ «МЕТАЛКОМП»
ПРИ
ПРОЕКТИРОВАНИИ, СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
по техническим условиям
ТУ 5-99 НФКП.302667.310 ТУ (CK-160.000.00 ТУ)
«КОМПЕНСАТОРЫ СИЛЬФОННЫЕ»
ск-мк
по техническим условиям
ВЕИШ.302667.300-01.43 ТУ
«СИЛЬФОННЫЕ КОМПЕНСАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА»
СКУ-МК
по техническим условиям
НФКП.302667.309-01.41 ТУ
«СТАРТОВЫЕ КОМПЕНСАТОРЫ»
сск-мк
Генеральный директор ОАО
«ОбъединениеВНИПИэнергопром»
|
И.И. КУЗЬМИН
|
Главный инженер
|
Б.Л. БАРОЧИН
|
Зам. генерального директора
по научной работе
|
Я.А. КОВЫЛЯНСКИЙ
|
Москва
2001 г.
В разработке
Руководящего Документа (РД) по применению осевых
сильфонных компенсаторов АООТ «МЕТАЛКОМП» при
проектировании, строительстве и эксплуатации тепловых сетей
по техническим условиям
ТУ 5-99 НФКП.302667.310 ТУ (СК-160.000.00 ТУ)
«Компенсаторы сильфонные»
СК-МК
по техническим условиям
ВЕИШ.302667.300-01.43 ТУ
«Сильфонные компенсационные устройства»
СКУ-МК
по техническим условиям
НФКП.302667.309-01.41 ТУ
«Стартовые компенсаторы»
сск-мк
принимали участие:
Кандидат технических наук Я.А. КОВЫЛЯНСКИЙ
Кандидат технических наук Г.Х. УМЕРКИН
Инженер А.И. КОРОТКОВ
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общая часть
2. Исходные данные
2.1. СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК
2.2. Требования к трубам
3. Правила проектирования
3.1. Общие положения
3.2. Виды теплопроводов
3.3. Выбор СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК
3.4. Размещение СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК
3.5. Расчет нагрузок на опоры.
4. Монтаж СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК
4.11. Особенности монтажа СК-МК, СКУ-МК
4.12. Особенности монтажа ССК-МК
5. Особенности ведения строительства тепловых сетей с СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК
5.1. Общая часть
5.2. Ведение земляных работ.
5.3. Транспортировка и хранение СК-МК, СКУ-МК, ССК-МК
5.4. Изоляция стыков СК-МК, СКУ-МК, ССК-МК с теплопроводами.
5.5. Монтаж сигнальной системы
6. Испытания СК-МК, СКУ-МК, ССК-МК и теплопроводов.
6.1. Общие положения.
6.2. Проверка чистоты трубопроводной системы.
6.3. Проверка качества сварных соединений полиэтиленовой оболочки
6.4. Гидравлические испытания.
6.5. Испытания сигнальной системы.
7. Правила эксплуатация тепловых сетей при установке СК-МК, СКУ-МК, ССК-МК
Приложение 1. Трубы для тепловых сетей
Приложение 2. Сильфонные компенсаторы ИФКП.302667.310 ТУ (СК-160.000.00 ТУ)
Приложение 3. Сильфонные компенсирующие устройства веиш.302667.300-0143 ту
Приложение 4. Стартовые сильфонные компенсаторы нфкп.302667.309-0141 ту
Приложение 5. Типичные направляющие, применяемые в установках с осевыми компенсаторами
|
ОСНОВНЫЕ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1. РД 10-249-98 «Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды». Госгортехнадзор России, 1999.
2. Отраслевые стандарты: «Котлы стационарные и трубопроводы пара и горячей воды». Нормы расчета на прочность. ОСТ 108.031.08-85, ОСТ 108.031.09-85, ОСТ 108.031.10-85.
3. «Расчет трубопроводов на прочность», А.Г. Камерштейн и др. Москва, Гостоптехиздат, 1966.
4. «Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в изоляции из пенополиуретана», Альбом ВНИПИэнергопрома, 1998.
5. «Руководящие Документы (РД) по применению осевых металлических сильфонных компенсаторов, изготавливаемых ГУП «КОМПЕНСАТОР» и ОАО «Тульский патронный завод», при проектировании, строительстве и эксплуатации тепловых сетей», ВНИПИэнергопром, 1998 - 2001.
6. СНиП «Системы теплоснабжения», 2-я редакция. ВНИПИэнергопром, 1997.
7. Справочник по проектированию тепловых сетей, в двух томах, Теплоэлектропроект, 1959.
8. Нормы технологического проектирования бесканально прокладываемых тепловых сетей в битумоперлите, битумокерамзите, битумовермикулите, армопенобетоне и пенополимербетоне, ВНИПИэнергопром, 1980 - 1996.
9. Руководящий Документ (РД) по проектированию тепловых сетей по заданному уровню надежности с помощью ПЭВМ. ВНИПИэнергопром, Пермский Гостехуниверситет. 2000.
10. ПБ-03-75-94 «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды».
В качестве вспомогательного материала при разработке настоящего РД использованы:
11. Европейский стандарт EN 253; 1994.
12. «Справочник по централизованному теплоснабжению» Европейская Ассоциация Производителей Предварительно Изолированных труб для Централизованного теплоснабжения (© ЕиНР), 1977. Автор П. Рандлов.
13. Справочник по расчету и проектированию бесканальных теплопроводов. Киев, Будiвельник. 1985.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Fст - площадь поперечного сечения стенки трубы, мм2;
Fпл - площадь действия внутреннего давления (0,785 D2вн), мм2;
Dн - наружный диаметр трубы, мм;
Dвн - внутренний диаметр трубы, мм;
Dоб - наружный диаметр теплопровода по оболочке, мм;
Dск - наружный диаметр компенсатора по сильфону, мм;
s - толщина стенки стальной трубы, мм;
fтр - удельная сила трения на единицу длины трубы, Н/м;
μ - коэффициент трения;
φ - угол внутреннего трения грунта;
γпульпы - удельный вес пульпы (воды с учетом взвешенных частиц грунта), Н/м3;
ωпульпы - объем пульпы, вытесненной теплопроводом, м3/м;
gтрубы - вес 1 м теплопровода без воды, Н/м;
qтрубы - вес 1 м теплопровода с водой, Н/м;
qгрунта - вес слоя грунта над трубой, Н/м;
γ - удельный вес грунта, Н/м3;
Z - глубина засыпки по отношению к оси трубы, м;
Rст - вертикальная нагрузка на 1 м трубы, Н/м;
Sсдвига - сдвигающая сила, возникающая в результате давления грунта в состоянии покоя, Н/м;
t1 - максимальная расчетная температура теплоносителя, °С;
to - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92), °С;
tмонт - температура монтажа компенсаторов, °С;
σрасч - расчетное осевое напряжение в трубе, Н/мм2;
σж - напряжение в трубе от силы жесткости сильфона компенсатора, Н/мм2;
σиз - напряжение от собственного веса теплопровода, Н/мм2:
σраст - растягивающее окружное напряжение от внутреннего давления, Н/мм2;
σдоп - допускаемое осевое напряжение в трубе, Н/мм2;
σос - дополнительное напряжение, возникающее в трубе при остывании от (to) до (tмин);
Sэф - эффективная площадь поперечного сечения сильфонного компенсатора, Sэф = 0,785 × D2ср.сильфона, см2;
Сλ - жесткость осевого хода, Н/см;
λ - амплитуда осевого хода, мм;
L - расстояние между неподвижными опорами или условно неподвижными сечениями трубы, м;
Lподв - расстояние между подвижными опорами, м;
Lску - паспортная длина компенсатора, мм;
Рр - распорная сила сильфонных компенсаторов, Н;
Рж - сила жесткости сильфонных компенсаторов, Н;
Ртр - сила трения теплопровода о грунт, Н;
Рвн - внутреннее давление, Н/мм2;
N - осевое усилие в трубе, Н;
W - момент сопротивления поперечного сечения стенки трубы,
W = 0,1(Dн4 - Dвн4) : Dвн, см3;
α - коэффициент линейного расширения стали, 0,012 мм/м°С;
J - момент инерции трубы:
J = 0,05(Dн4 - Dвн4) см4;
tэ - минимальная температура в условиях эксплуатации (tмонт, tупора или другая температура). Выбор tэ выполняется проектировщиком по согласованию с заказчиком и эксплуатирующей организацией.
Приведенные в тексте правила и формулы составлены так, что все расчеты могут производиться как с использованием энергетической теории прочности, так и по предельным состояниям.
В примерах расчеты ведутся по энергетической теории прочности [1].
При ведении расчетов на прочность элементов и конструкций тепловых сетей по предельным состояниям следует индивидуально с максимальной точностью учитывать все нагрузки и воздействия, возникающие при строительстве, монтаже, испытаниях и эксплуатации, вероятность перегрузки и ее характер (постоянная, кратковременная, временная длительная, особая), условия работы материала и условия работы конструкции в целом, а также неоднородность материала и индивидуальные особенности производства рассчитываемого элемента. Реализуется это путем введения соответствующих индивидуальных коэффициентов в зависимости от того, ведутся ли расчеты по пределу прочности или по пределу текучести.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ,
использованные в примерах:
Диаметр стальной трубы - Dн = 159 мм,
Толщина стенки трубы - s = 4,5 мм,
Диаметр ППУ-оболочки - Dоб = 250 мм.
σрасч - расчетное осевое напряжение в трубе - 110 Н/мм2;
σтрубы - вес 1 м теплопровода с водой - 503 Н/м;
μ - коэффициент трения при ППУ-изоляции - 0,40,
γ - удельный вес грунта - 18000 Н/м3;
Z - глубина засыпки по отношению к оси трубы - 1 м;
λ - амплитуда осевого хода: СКУ-МК 150 мм - 50 мм;
α - коэффициент линейного расширения стали: 0,012 мм/м°С;
Е - модуль упругости материала трубы, 2 · 105 Н/мм2;
t1 - 150 °С;
to - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, to(0,92) = -30 °С;
qтрубы - вес 1 м теплопровода без воды: - 341 Н/м;
Sпр - эффективная площадь поперечного сечения СКУ - 279 см2;
Сλ - жесткость осевого хода СКУ-МК 150 мм - 2180 Н/см;
W - момент сопротивления поперечного сечения стенки трубы:
W = 0,1(15,94 - 154):15,9 = 83,57 см3;
φ1 - коэффициент прочности поперечного сварного шва - 0,9;
Рвн - внутреннее давление: - 1,6 Н/мм2;
J - момент инерции сечения трубы:
J = 0,05(15,94 - 154) = 664,4 см4.
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ.
1.1. РД (Руководящий Документ) разработан в соответствии с действующей на территории Российской Федерации «Системой нормативных документов в строительстве» - СНиП 10-01-94.
1.2. РД распространяется на тепловые сети, конструкция и технические данные которых соответствуют законодательным и нормативным документам Российской Федерации.
1.3. РД содержит рекомендации по применению для компенсации температурных деформаций теплопроводов тепловых сетей:
- осевых неразгруженных сильфонных металлических компенсаторов АООТ «МЕТАЛКОМП» по техническим условиям: ТУ 5-99 НФКП.302667.310 ТУ (СК-160.000.00 ТУ) «Компенсаторы сильфонные» (далее по тексту СК-МК),
- осевых неразгруженных сильфонных компенсационных устройств АООТ «МЕТАЛКОМП», изготавливаемых по техническим условиям: ВЕИШ.302667.300-01.43ТУ «Сильфонные компенсационные устройства» [далее по тексту СКУ-МК],
- неразгруженных стартовых сильфонных металлических компенсаторов АООТ «МЕТАЛКОМП» по техническим условиям: НФКП.302667.309-01.41ТУ «Стартовые компенсаторы для тепловых сетей» [далее по тексту ССК-МК].
1.4. Для осевых сильфонных компенсаторов, сильфонных компенсационных устройств и стартовых сильфонных компенсаторов, разработанных и изготовленных другими предприятиями, по другим техническим условиям, необходима разработка других Руководящих Документов, соответствующих их конструктивным особенностям, применяемым материалам и технологии изготовления.
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
2.1. СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК
2.1.1. СК-МК и СКУ-МК предназначены для применения в тепловых сетях, транспортирующих водяной пар или горячую воду с параметрами:
- горячей воды со скоростью до 5 м/с при:
температуре: - до 150 °С,
давлении условном: - до 2,5 МПа,
- водяного пара со скоростью до 60 м/с при:
температуре: - до 250 °С,
давлении условном: - до 2,5 МПа.
2.1.2. ССК-МК предназначены для применения в тепловых сетях, транспортирующих горячую воду со скоростью до 5 м/с при:
температуре: - до 150 °С,
давлении условном - до 2,5 МПа.
2.1.3. СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК, могут применяться в районах с сейсмичностью не более 9 баллов по шкале Рихтера.
2.1.4. При заказе СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК, следует руководствоваться данными, изложенными в технических условиях АООТ «МЕТАЛКОМП:
ТУ 5-99 НФКП.302667.310 ТУ (СК-160.000.00 ТУ)
«Компенсаторы сильфонные»,
ВЕИШ.302667.300-01.43 ТУ
«Сильфонные компенсационные устройства»,
НФКП.302667.309-01.41 ТУ
«Стартовые компенсаторы».
2.1.5. Основные данные СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК
2.1.5.1. СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК в соответствии с ОСТ 5Р.9798 испытываются на предприятии-изготовителе на прочность пробным давлением (Рпр), равным 1,5 Ру и устойчивы при действии условного давления Ру. Класс герметичности У по ОСТ 5Р.0170.
2.1.5.2. Теплоизоляционное и гидрозащитное покрытия СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК, должны быть выполнены из того же материала, что и для основных труб тепловых сетей. Минимальная толщина теплоизоляционного слоя не должна быть меньше 50 % толщины изоляционного слоя основной трубы и в любом случае не должна быть меньше 15 мм.
2.1.5.3. СК-МК, односильфонные СКУ-МК и ССК-МК
имеют следующие количественные показатели надежности:
- вероятность безотказной работы - ³0,9,
(вероятность безотказной работы двухсильфонных СКУ-МК - ³0,8),
- готовность (вероятность исправного состояния) - ³0,999;
2.1.5.4. Конструкции СК-МК, СКУ-МК и ССК-МК отвечают требованиям живучести (ГОСТ 27.002-89) и способны противостоять разрушению при суммарных максимальных осевых напряжениях растяжения труб тепловых сетей в экстремальных условиях (при нерасчетных понижениях температуры наружного воздуха, затоплениях, длительных остановах и т.п.).
2.1.5.5. Срок сохраняемости СК-МК и СКУ-МК
до ввода в эксплуатацию - 10 лет,
Гарантийный срок:
хранения со дня изготовления - по ГОСТ 15150,
эксплуатации со дня ввода в действие - 2 года.
2.1.5.6. Срок сохраняемости ССК-МК
до ввода в эксплуатацию - 1 год,
Гарантийный срок хранения со дня изготовления - 1 месяц.
Гарантийный срок эксплуатации со дня ввода в действие - 5 лет.
2.1.5.7. Подробные характеристики СК-МК, СКУ-МК, а также ССК-МК, приведены в приложениях 2, 3, 4 к настоящему РД, а также в технических условиях АООТ «МЕТАЛКОМП» соответственно: ТУ5-99 НФКП.302667.310 ТУ (СК-160.000.00ТУ) «Компенсаторы сильфонные», ВЕИШ.302667.300-01.43 ТУ «Сильфонные компенсационные устройства», НФКП.302667.309-01.41 ТУ «Стартовые компенсаторы».
|
