Выбор трубопроводных элементов из сортаментов.

Программный комплекс WYBOR_TRUB предназначен для выбора из сортамента труб для участков простого трубопровода. Подбираемая труба имеет внутренний диаметр не менее определяемого по заданным расходам рабочего тела и регламентируемым значениям скоростей и толщину стенки не менее требуемой из условия прочности.

В процессе подбора труб анализируются условия их коррозионно-эрозионного разрушения и дается прогноз их долговечности. В части анализа ресурса настоящий комплекс является реализацией на ЭВМ алгоритма в соответствии с ОСТ 5.5104-79 «Трубопроводы судовые. Методика расчета безотказности и долговечности. Допустимые скорости потока морской воды». Рассчитываются также гидравлические характеристики подобранных труб – режим течения и соответствующие ему коэффициенты линейных сопротивлений.

Для всего трубопровода в целом заданы:

• расчетное давление PR, МПа;
• абсолютная шероховатость труб H, мм;
• материал труб MAT. Целочисленная переменная MAT кодирует применяемый материал и может принимать численные значения от 1 до 9 в соответствии с нумерацией применяемых материалов в базе данных по трубам (см. табл.3.21);
• рабочее тело данной системы, кодируемое переменной TELO, которая может принимать следующие значения для систем: 1 – забортной воды, 2 – пресной воды, 3 – топлива и масла;
• коэффициент кинематической вязкости NU, м2/с.

Для каждого из участков трубопровода заданы:

• расход рабочего тела Q, кг/с;
• рекомендуемое значение скорости v, м/с.

Сортамент задан массивами наружных диаметров DN и толщин стенок TS (см. п.3.1.7), а также рядом величин, в том числе:

• коэффициентом прочности сварного шва FI;
• добавкой на коррозию C, мм;
• относительным радиусом погиба труб RP;
• коэффициентом точности изготовления труб AL.

Алгоритм выбора труб из сортаментов, реализованный в данной модели, рассмотрен в п.5.4.2.

Далее происходит определение критической скорости по шуму, м/с:

,

расчет числа Рейнольдса и соответствующего ему коэффициента гидравлического сопро­тивления прямой трубы, а также ресурса трубы в соответствии с ОСТ 5.5104-79. Согласно последнему средний ресурс Tр до списания определяется временем до достиже­ния минимально допустимой толщины стенки трубы Sдоп, лет:

,

где k1 – относительная длительность работы трубы на эксплуатационном режиме; vk1 – скорость коррозии трубы на эксплуатационном режиме, мм/год; vk2 – то же при отсутствии движения среды. Независимо от материала для забортной воды можно принять vk2 = 0,05 мм/год.

Скорость коррозии в морской воде является функцией принятого материала, вну­треннего диаметра и скорости движения среды и зависит от геометрии местного сопро­тивления.

Рассматриваются трубопроводные элементы трех категорий:

• прямая труба и плавное сужение;
• погиб с радиусом более 2Dнар, дроссельная шайба, фланцевое соединение, переход по диаметру через фланец, литой тройник;
• приварные отростки, погибы диаметром менее 2 Dнар.

Последние наименее благоприятны по условиям коррозионно-эрозион­ного разрушения. Для характерных элементов определяются минимально допустимые толщины стенки:

для прямой трубы:

для погиба:

для приварного отростка:

где Dм, Dо – внутренние диаметры соответственно магистрали и отростка.

Скорость коррозии определяется с использованием следующей зависимости аппроксимирующей графики из ОСТ 5.5104-79:

где

Основной модуль оформлен в виде SUBROUTINE и предназначен для включения в качестве подпрограммы в алгоритмы, требующие выбора труб из сортаментов, определения их ресурса, а также гидравличе­ского сопротивления прямых участков. Оценка эффективности выбора возложена на проблемные алгоритмы.