Thuộc tính
Nội dung
Tiếng Anh (English)
Văn bản gốc/PDF
Lược đồ
Liên quan hiệu lực
Liên quan nội dung
Thuộc tính
Tải về

Đang tải văn bản...

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9145:2012 về Công trình thủy lợi - Quy trình tính toán đường ống dẫn bằng thép

Số hiệu:	TCVN9145:2012	Loại văn bản:	Tiêu chuẩn Việt Nam
Nơi ban hành:	***	Người ký:	***
Ngày ban hành:	Năm 2012	Ngày hiệu lực:
ICS:	93.160	Tình trạng:	Đã biết

TT	Tên gọi, mô tả điều kiện làm việc, vật liệu	Kỷ hiệu hệ số	Trị số
1	Hệ số đồng nhất khi kéo đứt thép trong các trường hợp:
	- Đối với các ống không có mối hàn chế tạo bằng thép các bon và thép không gỉ; và đối với các ống hàn bằng thép hợp kim thấp không tiêu chuẩn	K₁	0,80
	- Đối với các ống hàn bằng thép các bon, thép không gỉ và đối với các ống hàn bằng thép hợp kim thấp tiêu chuẩn	K₁	0,85
2	Hệ số đồng nhất của ống được chế tạo bằng thép:
	- Hợp kim thấp và không gỉ	k₂	0,85
	- Thép các bon	k₂	0,90
3	Hệ số điều kiện làm việc của vật liệu khi kéo đứt ống	m₂	0,80
4	Hệ số điều kiện làm việc của ống dẫn dùng để vận chuyển các loại chất:
	- Các khí độc, khí nóng, khí dễ nổ và bị hóa lỏng	m₂	0,60
	- Các khí trơ (không khí, hơi nước, v.v...) hoặc chất lỏng độc, chất lỏng dễ nổ và chất lỏng nóng	m₂	0,75
	- Các chất lỏng trơ	m₂	0,90

Bảng 2 - Các trị số của hệ số m₃

Các ống bằng thép có mác (hay cường độ)^(*)

Hệ số m₃ theo nhiệt độ làm việc trong ống dẫn (°C)

từ -70 đến - 40

từ -39 đến -100

250

430

...

Bạn phải đăng nhập hoặc đăng ký Thành Viên TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.

Mọi chi tiết xin liên hệ: ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

0,85

0,75

Bằng thép các bon kết cấu chất lượng cao nhóm 1 theo OCT.1050-60*có mác thép với số thứ tự 10; 15; 20; Thép các bon kết cấu chất lượng tốt theo TCVN 1766 : 1975

0,85

...

Bằng thép hợp kim thấp mác 092C; 102C1; 17C; 14XC; 102CD; 152C; 102; TCVN 3104 : 1979

0,85

0,45

Bằng thép hợp kim mác ký hiệu X5M.XFM; X5BF; X5MY; OX13; 12MX; 12X1MF; X18H10T; 0X21H5T; X17H13M2T; OX17H16M3T hoặc sản phẩm ống thép hợp kim của các hãng khác nhưng cần phải tra cứu tương đương về thông số kỹ thuật như: hàm luợng các hợp kim, cường độ, độ bền, nhiệt độ, môi trường và điều kiện làm việc .v.v...

...

0,90

0,70

CHÚ THÍCH:

1) ^(*) Bảng 2 có thể áp dụng để xác định hệ số m₃ nếu sử dụng các loại thép khác hiện nay trên thị trường Việt Nam có mác thép (cường độ thép) theo TCVN 1765 : 1975 hoặc TCVN 1766 : 1975 hoặc tương đương các mác thép như theo tiêu chuẩn của liên xô trích dẫn trong bảng này;

2) ^(**) Trị số của hệ số m₃ tương ứng với nhiệt độ làm việc của ống dẫn tại nhiệt độ 300^oC không nên dùng các thép các bon theo OCT.380-60* ở nhiệt độ cao hơn.

Trường hợp các trị số nhiệt độ làm việc của ống trong khoảng nhiệt độ của các trị số nhiệt độ nêu ở bảng 2 thì trị số m₃ được xác định bằng cách nội suy tuyến tính hai trị số gần nhất.

5. Xác định chiều dày thành ống dẫn

5.1. Chiều dày thành ống thép được xác định trên cơ sở chủng loại vật liệu chế tạo ống, điều kiện làm việc và cường độ chịu tải của ống, xác định như sau:

- Khi 0,75 ; chiều dày thành ống xác định theo công thức (3):

...

(3)

- Khi 0,75 ; chiều dày thành ống xác định theo công thức (4):

(4)

Trong các công thức (3) và (4):

: chiều dày tính toán thành ống (cm);

; ; R₁ : lần lượt là sức bền kéo đứt tạm thời, sức bền giới hạn chảy và sức bền của vật liệu chế tạo ống, MPa;

D_ng: Đường kính ngoài của ống (cm);

P : Áp lực làm việc (tiêu chuẩn) trong ống dẫn, MPa;

...

CHÚ THÍCH :

1) Áp lực lớn nhất có thể xảy ra khi vận hành hoặc thử nghiệm các ống dẫn không được vượt quá áp lực đã thử nghiệm ở nhà máy, do hãng chế tạo công bố về thông số kỹ thuật;

2) Đối với các ống hàn có các mối hàn một phía các trị số sức bền tính toán và tiêu chuẩn cần phải được nhân với hệ số bằng 0,8.

5.2. Đối với các ống dẫn đặt ngầm dưới đất, có tỷ số hoặc đặt ở độ sâu lớn hơn 3m, phải tuân theo các điều kiện:

Trong đó

N và M là ứng lực tính toán và mômen uốn được xác định có xét đến phản lực đàn hồi của đất trong mặt cắt dọc ống do tác dụng đồng thời của áp lực đất, các tải trọng phía trên ống, áp lực chân không và áp lực thủy tĩnh của nước ngầm tác dụng lên 1cm chiều dài ống ( KG/cm; KG cm/cm);

sức bền giới hạn chảy, trong công thức (5) tính bằng KG/cm² (1 KG/cm² = 0,1 MPa).

6. Xác định chiều dày thành các chi tiết của đường ống dẫn

...

a) Các ống nối ba chạc kiểu hàn được gia công bằng cách lắp một đoạn ống này vuông góc với đoạn ống khác. Các ống nối ba chạc có thể không có các phần tử gia cố riêng (hình 1), có gia cố bằng tấm ốp (hình 2), cũng như có ống nối được gia cố và tấm ốp trên ống chính (hình 3);

Hình 1 - Ống nối ba chạc kiểu hàn không có các phần tử gia cố

CHÚ DẪN

1) Ống chính của ống nối ba chạc;

2) Ống nhánh;

3) Tấm ốp A;

...

Hình 2 - Ống nối ba chạc kiểu hàn có tấm lớp gia cố

CHÚ DẪN

1) Ống chính của ống nối ba chạc;

2) Tấm ốp A;

3) Ống nối được gia cố

Hình 3 - Ống nối ba chạc kiểu hàn có ống nối gia cố và tấm ốp trên ống chính

b) Các ống nối chuyển tiếp hình côn được làm theo dạng côn đối xứng trị có góc (hình 4) không được quá 15°;

...

c) Các ống cút bằng các đoạn ống cong hoặc hàn chắp nhiều đoạn ngắn với nhau (hình 5 ). Các ống cút phải cần ít nhất là 3 đoạn ngắn (Nếu các ống cút kiểu hàn đặt theo cấu tạo thì có thể gồm 2 đoạn) và được hàn thêm chân mối hàn ở phía trong.

Hình 5 – Các ống cút trơn và hàn chắp

d) Các nắp (đậy) lồi có dạng elíp thỏa mãn các yêu cầu hình học sau (hình 6):

Hình 6 – Nắp (đậy) lồi

e) Các lắp đậy phẳng cần có mặt bích, xung quanh khoan lỗ bulông.

6.2. Chiều dày thành ống chính, ống nhánh và ống nối được gia cố của ống nối ba chạc; chiều dày của các ống nối chuyển tiếp hình côn, các ống cút trơn và hàn các nắp lồi, được xác định theo công thức ứng với các điều kiện:

- Khi 0,75 ; chiều dày thành ống xác định theo công thức (8):

...

(8)

- Khi 0,75 ; chiều dày thành ống xác định theo công thức (9):

(9)

Trong đó

: chiều dày tính toán của thành các chi tiết đường ống nối (cm);

D_ch: đường kính ngoài của chi tiết ống nối được xét (cm);

R₁₍_c_h): sức bền vật liệu tính toán của các chi tiết đường ống dẫn và các ống nối của chúng, xác định theo điều 3.3, đơn vị tính là MPa;

: sức bền tiêu chuẩn bằng trị số nhỏ nhất của sức bền kéo đứt tạm thời của vật liệu các chi tiết đường ống dẫn và các chỗ nối của chúng, đơn vị tính là MPa;

...

P : Áp lực làm việc (tiêu chuẩn) trong ống dẫn, đơn vị tính là MPa;

n : hệ số quá tải lấy theo điều 4.1.

: hệ số khả năng chịu tải của chi tiết đường ống dẫn tương ứng, hệ số này theo điều 5.3; 5.4; 5.5; 5.6; và 5.7 cũng như bảng 3.

CHÚ THÍCH.

1) Áp lực lớn nhất có thể xảy ra khi vận hành hoặc khi thử nghiệm đường ống dẫn không được vượt quá áp lực đã thử nghiệm các chi tiết tương ứng ở nhà máy.

2) Đối với các chi tiết đường dẫn ống chế tạo bằng ống hàn có mối hàn về một phía, các trị số sức bền tính toán và tiêu chuẩn cần phải nhân với 0,8.

6.3. Các ống nối ba chạc kiểu hàn nối chuyển tiếp hình côn và ống cút kiểu hàn của đường ống dẫn ngầm dưới đất có tỷ số hoặc đặt ở độ sâu lớn hơn 3m cần phải thỏa mãn các điều kiện (5) và (6) của điều 4.2.

6.4. Đối với các ống nối ba chạc, hệ số khả năng chịu tải = , trị số được xác định theo đồ thị trên hình 7.

CHÚ DẪN

...

2) đường cong 2 áp dụng đối với các ống chính của các ống nối ba chạc được gia cố bằng tấm ốp và có ống nối được gia cố và đối với các ống nhánh được gia cố bằng các tấm ốp.

Đối với ống chính của ống nối ba chạc (; D_ch = D_M), D_M là đường kính ngoài ống chính cũng có thể ký hiệu D_ng, và các ký hiệu chữ M dưới đây có nghĩa là ống chính:

a) Không có phần tử gia cố (xem hình 1) trị số được xác định theo đường cong 1;

b) Gia cố bằng tấm ốp và có ống nối được gia cố (xem hình 2 và 3), trị số được xác định theo đường cong 2.

Đối với ống nhánh của các ống nối ba chạc ( = ; D_ch = D_O):

a) Không có phần tử gia cố và có ống nối được gia cố (hình 1 và hình 3), xác định theo đường cong 1 ;

b) Gia cố bằng tấm ốp (xem hình 2), xác định theo đường cong 2:

Nếu R₁₍₀₎> R₁_(M) hoặc > thì khi xác định lấy R₁₍₀₎ = R₁_(M);

Và nếu = thì ở đây R₁₍₀₎, R₁_(M), , là sức bền tính toán và tiêu chuẩn của vật liệu ống chính và ống nhánh.

...

(10)

Chiều rộng tấm ốp A và B xác định theo công thức (11)

(11)

- Chỉ đặt tấm ốp B khi 0,5;

- Không đặt các tấm ốp gia cố khi 0,15;

Có thể xác định chiều dày thành các ống nối ba chạc kiểu dập cũng như đối với các ống nối ba chạc không có phần tử gia cố.

6.5. Đối với các ống nối chuyển tiếp hình côn (= ; D_c_h = D_n, hình 4) thì hệ số khả năng chịu tải = 1.

...

Bảng 3 - Các trị số hệ số chịu tải a đối với các ống nối góc trơn và hàn chắp

R/D_k

1,0

1,30

1,5

1,15

2,0

1,00

...

7. Xác định nhịp cho phép của đường ống dẫn

7.1. Các công thức tính toán nêu dưới đây được áp dụng cho các đường ống dẫn đặt trên các gối tựa có bộ phận tự bù trừ khi co giãn nhiệt độ (ví dụ bằng cách đặt bộ phận co giãn hình hoặc các đoạn đường ống hình , v.v...) và cho các bộ phận co giãn hình thấu kính.

7.2 Khi xác định nhịp cho phép của đường ống dẫn, phải phân biệt nhịp giữa và nhịp biên (hình 8).

Hình 8 - Sơ đồ đặt ống trên các gối tựa

7.3. Xác định nhịp giữa cho phép của đường ống dẫn theo công thức :

(12)

Đối với các ống phải thử nghiệm bằng thủy lực khoảng cách giữa các gối tựa của ống dẫn trong thời gian thử nghiệm không được lớn hơn trị số L_th_u tính theo công thức :

...

(13)

Đối với các đường ống dẫn trong đó có thể hình thành nước ngưng tụ khi đường ống ngừng làm việc thì nhịp giữa cho phép của đường ống không được lớn hơn trị số tính theo công thức (14):

(14)

Trong đó các công thức (12) đến công thức (14):

L : nhịp giữa cho phép của đường ống dẫn, m;

L_t_hử : khoảng cách giữa các gối tựa của đường ống dẫn khi thử nghiệm thủy lực, m;

L_nhịp: chiều dài nhịp giữa cho phép của đường ống dẫn theo điều kiện võng trong nhịp, m;

n_th_ử : hệ số vượt quá áp lực làm việc trong thời gian thử đường ống dẫn được quy định theo điều 4.1 và các quy phạm, tiêu chuẩn, quy chuẩn nghiệm thu các ống dẫn để đưa vào vận hành như TCVN 6116:1996 - Ống thép hàn cảm ứng và điện trở chịu áp lực - Thử siêu âm mối hàn để phát hiện các khuyết tật dọc;

...

W, I: mô men kháng uốn và mô men quán tính của mặt cắt ngang ống, đơn vị lần lượt là cm³ và cm⁴;

R₂: sức bền tính toán của vật liệu ống và các vật liệu nối ống đựợc xác định theo điều 3.3, tính bằng KG/cm² (1 KG/cm² = 0,1 MPa);

R₂°: sức bền tính toán của vật liệu ống và vật liệu nối ống ứng với nhiệt độ thủy lực, tính bằng KG/cm² (1 KG/cm² = 0,1 MPa);

a : hệ số chịu tải được xác định tùy thuộc vào phương pháp lắp ráp đường ống dẫn a;

: hệ số không thứ nguyên được lấy theo các đồ thị trên hình 9 và hình 10 phụ thuộc vào phương pháp lắp ráp, độ nghiêng đã cho của đường ống dẫn và thông số A.

Xác định trị số của thông số A theo công thức (15):

(15)

Trong đó

...

I: mô men quán tính của mặt cắt ngang ống, cm⁴;

b : hệ số phụ thuộc vào phương pháp lắp ráp đường ống dẫn;

Các trị số của hệ số a và b trong công thức (15) được xác định như sau:

Khi lắp đường ống bằng đoạn có chiều dài lớn hơn vài lần khoảng cách giữa các gối tựa (phương pháp lắp ráp liên tục):

(16)

và b = 3

(17)

Trong đó

...

n₂: hệ số vượt tải tính đến trọng lượng cách ly quy định tại bảng 4;

n₃ : là hệ số vượt tải tính đến loại chất (lỏng, khí) vận chuyển trong ống quy định tại bảng 4;

a₁: hệ số áp dụng phương pháp lắp đặt liên tục quy định tại bảng 5.

Hình 9 – Đồ thị để xác định trị số của hệ số khi lắp ống theo phương pháp liên tục

Bảng 4 - Trị số của các hệ số vượt tải

Tên gọi

Kí hiệu các hệ số

...

Trọng lượng bản thân ống

n₁

1,1

Trọng lượng cách ly

n₂

1,2

...

- Khí, hơi nước

n₃

1,2

- chất lỏng

n₃

...

Khi lắp ống dẫn bằng các đoạn riêng biệt có chiều dài bằng khoảng cách giữa các gối tựa (phương pháp lắp không liên tục) áp dụng đối với 2 trường hợp:

a) Khi đặt ống của đường ống dẫn có bọc lớp cách ly lên trên các gối tựa không có lớp cách ly:

b) Khi đặt ống lên trên các gối tựa có lớp cách ly:

Trong các công thức (18) đến công thức (23):

q_ô: trọng lượng bản thân của một mét dài ống, kg/m;

q_{cách ly} : trọng lưọng lớp cách ly trên một đơn vị chiều dài ống, kg/m;

q_s_ph : trọng lượng sàn phẩm được vận chuyển (chất được vận chuyển trong ống) trong một đơn vị chiều dài ống, kg/m;

...

CHÚ THÍCH: khi đưa trị số a vào công thức chiều dài nhịp thì lấy trị số lớn nhất trong các trị số a được tính theo các công thức (18), (19) và theo công thức (21), (22).

Hình 10 - Đồ thị để xác định trị số, hệ số khi lắp theo phương pháp không liên tục.

Bảng 5 - Trị số của các hệ số a₁ ,a₂ ,a₃ ,a₄

Phương pháp lắp đặt

Hệ số

Khi tính toán theo các công thức

(12) (13) (24)

(14)

...

Phương pháp lắp đặt liên tục

a₁

3,33

0,062

1,0

Phương pháp lắp đặt không liên tục

a₂

12,50

0,310

...

a₃

4,17

0,062

0,2

a₄

3,33

7.4. Nếu tỷ số chiều dày thành ống trên đường kính:

...

Để đảm bảo ổn định theo dạng hình tròn của tiết diện ngang, cần phải tuân theo điều kiện (24):

(24)

Trong đó

L_tt: chiều dài nhịp trung bình đã chọn của đường ống dẫn, m;

a và D_ng : ký kiệu như công thức (14);

D_ng: ký kiệu như công thức (15).

7.5. Nhịp bên cho phép của đường ống dẫn lấy bằng 80% trị số nhịp giữa.

8. Các quy định cơ bản về tính toán sự tự bù trừ khi co giãn

...

8.2. Việc xác định các ứng lực sinh ra trong các bộ phận riêng của ống dẫn có công dụng khác nhau do tác dụng của các chuyển vị nhiệt độ và chuyển vị khác, được tiến hành bằng các phương pháp cơ kết cấu để tính toán các hệ thống thanh siêu tĩnh, ở đây cũng có thể sử dụng các thuật toán bất kỳ để tính toán các ống dẫn không gian bằng máy tính.

8.3. Hệ số tăng độ bền, độ dẻo kp của các ống cút trơn và hàn chắp được xác định theo đồ thị trên hình 11 tuỳ thuộc vào thông số hình học X của ống và thông số áp lực bên trong .

Các trị số của thông số và tính theo các công thức:

(25)

Trong đó

R : bán kính trục trung tâm của ống cong, (cm);

...

P và R₂ trong công thức (25) có đơn vị tính là MPa.

8.4. Độ bền đoạn ống thẳng được kiểm tra theo công thức:

(26)

Trong đó

N và M : lần lượt là ứng lực dọc tính toán và momen uốn ở mặt cắt được xét do các ngoại lực tác dụng vào đường ống dẫn, do áp lực bên trong, và do các chuyển vị nhiệt độ và các chuyển vị khác, đơn vị lần lượt là KG và KG cm;

F và W : diện tích thành ống và mô men kháng uốn mặt cắt ngang ống, đơn vị lần lượt là cm² và cm³);

R₂ trong công thức (26) tính bằng KG/cm² (1 KG/cm² = 0,1 MPa).

...

8.5. Độ bền của các ống cút trơn và hàn chắp phải được kiểm tra theo công thức (26) và điều kiện (27) dưới đây:

(27)

Trong đó

M_ckỳ: mômen uốn tính toán do tác dụng của các chuyển vị nhiệt độ và các chuyển vị khác thay đổi có tính chất chu kỳ (KG cm);

R₂^TC có đơn vị tính bằng MPa).

g_ckỳ - Hệ số xét đến sự thay đổi trạng thái ứng suất có tính chất chu kỳ được lấy theo đồ thị trên hình 12, phụ thuộc vào số chu kỳ thay đổi trạng thái ứng suất trong thời gian vận hành đường ống dẫn.