Pressure Forces

Време за четене: 3 минути

Всички тръбопроводи под налягане са подложени на надлъжни сили, които имат тенденция да разделят съставните части на тръбопровода.

Надлъжни налягателни сили, действащи върху свободния край:

Нека разгледаме случая, при който налягането действа върху затворения край надолу по потока от гъвкава муфта. Силата (F), необходима за предотвратяване на разединяването на тръбите, се изчислява по следната формула: –

F = \frac{p\,\pi\,d^{2}}{4}

Където d = външен диаметър на тръбата
p = вътрешно налягане.

Пример:

d = 508 mm външен диаметър.
p = 16 бара = 1,6^Н/мм²

Тогава F =

F = \frac{1.6 \times \pi \times 508^{2}}{4} = 324293\ \text{N} = 324.3\ \text{kN} = 33.07\ \text{tonnes}

Важно е да се отчете величината на крайните натиски, които могат да възникнат в резултат на вътрешното налягане в тръбопровода. Тези надлъжни сили са особено важни при тръбопроводи с гъвкави съединения, като например тези, съединени с гъвкавите продукти на Viking Johnson (например Dedicated, QuickFit, MaxiFit и MegaFit). Проектантът на тръбопровода трябва внимателно да прецени не само величината на тези сили, но и начините за противодействие на тях, за да се предотврати повреда на тръбопровода.

Налягане ще възниква при всяка промяна на посоката, например при колена, Т-образни съединения и др., както и при затворени краища, клапани и редуктори. Ако това налягане не бъде локално ограничено в точката, в която възниква, тръбните елементи могат да се преместят под въздействието на натоварването, което да доведе до повреда.

Надлъжни налягателни сили, действащи върху коляно:

В мястото на извивката действа сила (R), която се стреми да изтласка извивката навън, и трябва да има достатъчно закрепване, за да се противопостави на резултантната сила (R).

R = \frac{p\,\pi\,d^{2}}{2}\sin\frac{\text{ø}}{2}

където d = външен диаметър на тръбата
p = вътрешно налягане

и ø = ъгъл на извивката

ЗАБЕЛЕЖКА: Подходящ е всеки последователен набор от единици мярка.

В подземна система може да се използва упорен блок за противодействие на силата (R).

Бетонен устой, който издържа на силите в мястото на извивката и предотвратява изваждането на тръбата в гъвкавите съединения А:

Използване на фиксирани съединения B в завой за пренасяне на силата F към прав участък от тръбата, което елиминира необходимостта от опорен блок:

Като алтернатива на използването на устойчив блок, гъвкавите съединения „А“ могат да бъдат заменени с фиксирани фитинги „Б“, които ще прехвърлят силата „F“ от извивката към прав участък от тръбата. Доколкото правите участъци от тръбопровода или фитингите и т.н. в тези участъци могат да поемат силата „F“, тогава опорният блок може да бъде премахнат.

Дори тръбите с малък диаметър могат да се измъкнат от съединенията при умерено налягане, освен ако не е осигурено подходящо външно закрепване, особено ако тръбната система е подложена на колебания в температурата или налягането, вибрации или външни натоварвания.

При повърхностни или надземни тръбопроводи обикновено е необходимо да се отчитат изцяло силите на натиск, създавани от вътрешното налягане, и да се ограничават чрез опорни блокове, анкерни елементи или свързващи пръти.

ЗАБЕЛЕЖКА: Гъвкавите съединения и редуциращите/степенни съединения на Viking Johnson не издържат на надлъжни натискови натоварвания и ще се стигне до изваждане на тръбата, освен ако натоварванията не бъдат ограничени по друг начин

Време за четене: 3 минути

Филтър