АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К ГИБКЕ ТРУБ СУДОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-S-I-332-334 УДК 621.774.6+621.643:629.5

В.К. Шурпяк

ФАУ «Российский морской регистр судоходства», Санкт-Петербург

АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К ГИБКЕ ТРУБ СУДОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Проведен сравнительный анализ требований классификационных обществ, отраслевых стандартов и стандартов зарубежных верфей к допустимым параметрам, характеризующим изменение формы трубы в месте гиба. На основе анализа сделан вывод о необходимости разработки требований Регистра к овальности и величине гофр после гибки труб. Ключевые слова: судовые трубопроводные системы, гибка труб, утонение стенки трубы при гибке, овальность гиба труб.

Автор заявляет об отсутствии возможных конфликтов интересов.

DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-332-334 UDC 621.774.6+621.643:629.5

V.K. Shurpyak

Russian Maritime Register of Shipping, St. Petersburg

REVIEW OF THE REQUIREMENTS FOR CONTROLLED PARAMETERS OF PIPES BENDING FOR SHIP PIPELINES

A comparative analysis of the requirements of classification societies, industry standards and standards of foreign shipyards to the permissible parameters characterizing the change in the shape of the pipe at bending is carried out. Based on this analysis it was concluded that it is necessary to develop the requirements for ovality and the pipe corrugations after bending. Key words: ship piping systems, pipe bending, pipe wall thinning during bending, pipe bending ovality. Authors declare lack of the possible conflicts of interests.

Несмотря на все более широкое применение готовых фасонных элементов, на отечественных верфях гибка труб остаётся основной операцией технологического процесса изготовления криволинейных деталей судовых трубопроводов. В результате гибки изменяется форма и сечение трубы: сечение трубы приобретает овальность (рис. 1), наружная стенка гиба утоняется (рис. 2), а на внутренней части погиба могут образовываться складки (рис. 3), которые обычно называют гофрами. Для количественной оценки и контроля качества в отрасли введены различными стандартами и широко используются относительные критерии овальности, утонения стенки и величины складок (гофр), которые определяются как это показано на рис. 1, 2 и 3 соответственно.

Правила Российского Морского Регистра Судоходства (далее РС), как и других классификацион-

ных обществ (далее ИКО), повторяют унифицированное требование МАКО UR P1 [1]. В этих требованиях в расчете минимальной толщины стенки трубы предусмотрена прибавка, компенсирующая утонение стенки трубы при гибке и вычисляемой в зависимости от среднего радиуса гиба. Кроме того в UR P1 есть ограничение среднего радиуса гиба трубы R, который не должен быть менее 3 диаметров трубы. В целом требования МАКО по расчетам трубопроводов на прочность повторяют требования Кодексов ИМО для газовозов и химовозов.

Правила DNV [2] не составляют исключения из требований других членов МАКО, но помимо этих требований в правилах DNV для трубопроводов I и II классов рекомендуется овальность не более 7% и для трубопроводов этих классов не допускается появление гофр на внутренней части гиба. Требования к расчету трубопроводов Правил ABS [3]

Для цитирования: Шурпяк В.К. Анализ требований к гибке труб судовых трубопроводов. Труды Крыловского государственного научного центра. 2021; Специальный выпуск 1: 332-334.

For citations: Shurpyak V.K. Review of the requirements for controlled parameters of pipes bending for ship pipelines. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2021; Special Edition 1: 332-334 (in Russian).

V.K. Shurpyak

Review of the requirements for controlled parameters of pipes bending for ship pipelines

E=Dmax Anin.10QO/o D

Рис. 1. Овальность сечения после гибки трубы

1 t ■ ■ 'mm

р/7 ; W4

'/1 \ _L. . i \ \\

ft.......: ПИ

V 1 /ЛА

!

т=* tm[n-\oo%

Рис. 2. Утонение стенки трубы после гибки трубы

Н -

D

-•100%

Рис. 3. Возникновение гофр после гибки трубы

повторяют требования МАКО UR P1, но помимо этого предусмотрена альтернатива. В качестве альтернативы допускается гибка в соответствии с признанным стандартом (в качестве примера предлагается кодекс ASME B31.1. Российские верфи используют требования российского отраслевого стандарта ОСТ 5.95057-90 [4], согласно которому утонение стенки трубы при R = 3D должно составлять 23%. Согласно ОСТ 5.95057-90 нормы утонения суммарно учитывают допускаемое утонение стенки трубы и минусовой прокатный допуск, обычно принимаемый 10% от номинальной толщины стенки. Так как в расчетах на прочность труб прокатный допуск учитывается отдельно, то при сопоставлении требований ОСТ и МАКО следует от значений указанных в ОСТ вычесть 10% и после этого для допускаемого МАКО значения радиуса гиба R = 3D значения утонения согласно ОСТ и формуле из UR P.1 МАКО совпадают (13%).

По стандартам корейской верфи Hyundai Heavy Industries (HHI) допускается относительная овальность стальных труб при радиусе гиба более трех диаметров трубы после гибки должна быть E < 7% для трубопроводов 1 и 2 класса, а для трубопроводов 3 класса E < 10%. Для труб из меди и медных сплавов овальность допускается не более 10 % для трубопроводов всех классов. Отдельно оговорено, что для грузовых трубопроводов газовозов допускаемая относительная овальность E < 10%, как для труб 3 класса. Допустимое утонение стенки трубы на верфи HHI различается для различных материалов. Для стальных труб с радиусом гиба от 3 до 4 диаметров 3D < R < 4D утонение стенки Т допускается не более 20% (T < 20%), а при радиусе гиба 4D < R < 5D утонение стенки должно быть не более 15%. Для медных сплавов требования по утонению

стенки такие же как и для стальных труб (20% и 15% в зависимости от радиуса гиба), а для медных труб утонение допускается несколько больше: для 3D < R < 4D утонение должно быть T < 25%, а для D < R < 5D утонение должно быть T < 20%.

На вогнутой стороне гиба допускаются гофры величиной до 1% (H < 1%) для любых радиусов гиба, материалов, класса трубопроводов и способов гибки. В стандарте HHI нет различий в требованиях для горячей и холодной гибки труб.

По стандартам корейской верфи DSME допускается относительная овальность труб E < 7% для трубопроводов 1 и 2 класса и E < 10% для трубопроводов 3 класса. Утонение стенки допускается не более 25% (T < 25%) для всех классов труб независимо от способа гибки. DSME допускает на вогнутой стороне гиба гофры величиной до 1%, но не более 2 мм (h < 2 мм; H < 1%).

Согласно стандартам корейской верфи Samsung Heavy Industrial (SHI) при радиусе гиба менее трех диаметров трубы допускается относительная овальность не более 10%. При этом утонение стенки допускается в диапазоне от 5 до 25% в зависимости от радиуса гиба R и способа гибки. SHI допускает наличие гофр на внутренней поверхности гиба высотой h не более 2 мм вне зависимости от диаметра трубы и радиуса гиба (то есть относительная величина гофр в процентах не регламентируется).

Выводы

В отличие от большинства классификационных обществ, все рассмотренные промышленные стандарты регламентируют величину овальности и наличие гофр. При этом:

1. Требования зарубежных верфей к допустимой

величине гофр существенно жестче требований

ФГУП «Крыловский государственный научный центр»

333

ОСТ 5.95057-90 - 1% против 3%. Среди классификационных обществ только DNV требует полного отсутствия гофр для трубопроводов I класса.

2. Требования зарубежных верфей к овальности находятся в пределах 7-10%, что близко к требованиям (8-10%). При этом в ОСТ 5.95057-90 допустимая величина овальности регламентируется в зависимости от материала и диаметра трубы. Зарубежные верфи в отличие от ОСТ 5.95057-90 назначают допускаемую овальность в зависимости от опасности исходящей от трубы, которая характеризуется классом трубопровода и разделяют требования для труб I и II классов (7%) и для III класса (10%).

3. Требования классификационных обществ не учитывают влияние овальности и гофр, возникающих в месте гиба на прочность трубопрово-

дов и не ограничивают значение этих параметров в требованиях своих Правил к расчетам на прочность. Обоснование и разработка таких норм на основе анализа прочности трубы в месте гиба может являться продолжением данной работы.

Список использованной литературы

1. IACS UR P1. Rules for pipes. Rev. 5. Nov 2001. Electronic Edition of IACS Resolutions. 2021.

2. DNV GL. Rules for Classification. Ships. Part 4. Ch. 6. Piping systems. Edition July 2020.

3. ABS. Rules for Building and Classing Steel Vessels. Part 4. Ch. 6. Sec. 2. 2015.

4. ОСТ 5.95057-90. Системы судовые и системы судовых энергетических установок. Типовой технологический процесс изготовления и монтажа трубопроводов. Л., 1990. 207 с.

Поступила / Received: 15.11.21 Принята в печать / Accepted: 08.12.21 © Шурпяк В.К., 2021