Расчет толщины стен: Расчет толщины стен

Расчет толщины стен

Стены должны быть теплыми! Что такое теплые? Это по теплопроводности опережающие СНиП! Для начала нужно разобраться какими они должны быть в соответствии со СНиПом. Это не так сложно, как кажется на первый взгляд.

Первым делом возникает вопрос: «а сколько дней в году длиться отопительный сезон?», может нам вообще ничего отапливать не надо и живем мы в Индии… Однако суровые реальности подсказывают, что из 365 дней 202 температура воздуха ≤ 8 °C. Но это в моей Липецкой области, а в вашей наверняка другие цифры. Какие? На этот вопрос вам ответит СНиП 23-01-99. В нем ищем таблицу №1 в ней ищем 11 столбик и свой населенный пункт. Цифра на пересечении и есть количество дней где температура ниже 8 градусов.

Зачем все это было нужно? Для того чтобы открыть СНиП 23-02-2003, найти в нем формулу, и определить градусо-сутки отопительного периода. Величина показывает температурную разницу наружного и внутреннего воздуха, то есть «на сколько нагревать». Умноженную на количество этих суток, то есть «сколько суток нагревать»

Ну узнали… Толк-то от этого какой? А такой! На Данном этапе мы получаем какую-то цифру, в моем случае получилась 5050. По этой цифре, того же самого СНиПа в таблице 4 ищем чему равно нормируемое значение сопротивление теплопередаче стен (3-й столбик). Получается что-то между 2,8-3,5 путем интерполяции находим точное значение (если надо и интересно) или берем максимальное. У меня получилось 3,2°С/Вт.

Теперь, чтобы посчитать толщину стены, нам необходимо воспользоваться формулой R = s / λ (м2•°С/Вт). Где R — сопротивление теплопередаче, s — толщина стены (м), а λ — теплопроводность. Теперь представим, что мы решили построить свою стену из газосиликатных блоков, полностью. В моем случае это блоки Липецкого силикатного завода. Нужно узнать коэффициент теплопроводности. Для этого идем на сайт производителя вашего материала, находим свой материал и смотрим описания характеристик. В моем случае это блоки из ячеистого бетона и коэффициент теплопроводности равен 0,10-0,14. Возьмем 0,14 (влажность и все такое). По вышеуказанной формуле нам нужно найти S. S = R * λ, то есть S = 3,2 * 0,14 = 0,45 м.

Хорошая получилась стена. И дорогая. Наверное есть способ сэкономить… Что если мы возьмем блок толщиной 20 см и сделаем из него стену. Получим сопротивление теплопередачи у такой стены равное 1,43 (м2•°С/Вт), а в нашем регионе 3,2 (м2•°С/Вт). Маловато будет! А что если мы сделаем многослойную стену и снаружи стены используем пенопласт, а лучше минеральную вату, потому как они с примерно одинаковыми коэффициентами теплопроводности, но минвата экологически чище и не горит к томуже. Да и мышки ее как-то не жалуют. Нам осталось добрать теплопередачи… 3,2 — 1,43 = 1,77 (м2•°С/Вт). Теперь тут опять все просто. Так как стена у меня трехслойная и снаружи еще обложена кирпичом, то нужно подобрать утеплитель который лучше всего подходит для этого дела. Я выбрал ROCKWOOL КАВИТИ БАТТС максимально обозначенная теплопроводность у него λ = 0,041 Вт/(м·К) по ней и посчитал, S = 1. 77 * 0.041 = 0.072. У меня получилась стена из газосиликатного блока 20 см и 7 см каменной ваты. Согласитесь лучше чем 45 см газосиликата? А может плюнуть на все и сделать каркасник с утеплителем? Можно))) в Канаде и многих европейских странах все так и делают. Но мы то русские! Поэтому обложим все это хозяйство облицовочным кирпичом, и будет у нас красиво и практично! Почему мы в расчет не принимали облицовочный кирпич? Просто он не несет никаких энергосберегающих функций. Более того в нем необходимо сделать вентиляционные зазоры. Но это уже другая история.

В конечном итоге, решив, что требования СНиПов постоянно повышаются, я сделал утеплитель толщиной 10 см. Тем более, что стоило это не на много дороже.

Далее немного про паропроницаемость стен.

P.S.: Если в ручную считать немного лень, то вот тут я наваял калькулятор, который работает по этой формуле. Правда, он пока считает только однослойные стены.

Толщина наружных стен дома с примером расчета на газобетоне

Методический материал для самостоятельного расчета толщины стен дома с примерами и теоретической частью.

Часть 1. Сопротивление теплопередаче – первичный критерий определения толщины стены

Чтобы определится с толщиной стены, которая необходима для соответствия нормам энергоэффективности, рассчитывают сопротивление теплопередаче проектируемой конструкции, согласно раздела 9 «Методика проектирования тепловой защиты зданий» СП 23-101-2004.

Сопротивление теплопередаче – это свойство материала, которое показывает, насколько способен удерживать тепло данный материал. Это удельная величина, которая показывает насколько медленно теряется тепло в ваттах при прохождении теплового потока через единичный объем при перепаде температур на стенках в 1°С. Чем выше значение данного коэффициента – тем «теплее» материал.

Все стены (несветопрозрачные ограждающие конструкции) считаются на термоспротивление по формуле:

R=δ/λ (м²·°С/Вт), где:

δ – толщина материала, м;

λ — удельная теплопроводность, Вт/(м ·°С) (можно взять из паспортных данных материала либо из таблиц).

Полученную величину R_общ сравнивают с табличным значением в СП 23-101-2004.

Чтобы ориентироваться на нормативный документ необходимо выполнить расчет количества тепла, необходимого для обогрева здания. Он выполняется по СП 23-101-2004, получаемая величина «градусо·сутки». Правила рекомендуют следующие соотношения.

Таблица 1. Уровни теплозащиты рекомендуемых ограждающих конструкций наружных стен

Полученные результаты необходимо сверить с нормами п. 5. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Также следует учитывать климатические условия зоны, где возводится здание: для разных регионов разные требования из-за разных температурных и влажностных режимов. Т.е. толщина стены из газоблока не должна быть одинаковой для приморского района, средней полосы России и крайнего севера. В первом случае необходимо будет скорректировать теплопроводность с учетом влажности (в большую сторону: повышенная влажность снижает термосопротивление), во втором – можно оставить «как есть», в третьем – обязательно учитывать, что теплопроводность материала вырастет из-за большего перепада температур.

Часть 2.

Коэффициент теплопроводности материалов стен

Коэффициент теплопроводности материалов стен – эта величина, которая показывает удельную теплопроводность материала стены, т.е. сколько теряется тепла при прохождении теплового потока через условный единичный объем с разницей температур на его противоположных поверхностях в 1°С. Чем ниже значение коэффициента теплопроводности стен – тем здание получится теплее, чем выше значение – тем больше придется заложить мощности в систему отопления.

По сути, это величина обратная термическому сопротивлению, рассмотренному в части 1 настоящей статьи. Но это касается только удельных величин для идеальных условий. На реальный коэффициент теплопроводности для конкретного материала влияет ряд условий: перепад температур на стенках материала, внутренняя неоднородная структура, уровень влажности (который увеличивает уровень плотности материала, и, соответственно, повышает его теплопроводность) и многие другие факторы. Как правило, табличную теплопроводность необходимо уменьшать минимум на 24% для получения оптимальной конструкции для умеренных климатических зон.

Часть 3. Минимально допустимое значение сопротивления стен для различных климатических зон.

Минимально допустимое термосопротивление рассчитывается для анализа теплотехнических свойств проектируемой стены для различных климатических зон. Это нормируемая (базовая) величина, которая показывает, каким должно быть термосопротивление стены в зависимости от региона. Сначала вы выбираете материал для конструкции, просчитываете термосопротивление своей стены (часть 1), а потом сравниваете с табличными данными, содержащимися в СНиП 23-02-2003. В случае, если полученное значение окажется меньше установленного правилами, то необходимо либо увеличить толщину стены, либо утеплить стену теплоизоляционным слоем (например, минеральной ватой).

Согласно п. 9.1.2 СП 23-101-2004, минимально допустимое сопротивление теплопередаче R_о (м²·°С/Вт) ограждающей конструкции рассчитывается как

R_о = R₁+ R₂+R₃, где:

R₁=1/α_вн, где α_вн – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м² × °С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003;

R₂ = 1/α_внеш, где α_внеш — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м² × °С), принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004;

R₃ – общее термосопротивление, расчет которого описан в части 1 настоящей статьи.

При наличии в ограждающей конструкции прослойки, вентилируемой наружным воздухом, слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью, в этом расчете не учитываются. А на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой воздухом снаружи прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи α_внеш равным 10,8 Вт/(м²·°С).

Таблица 2. Нормируемые значения термосопротивления для стен по СНиП 23-02-2003.

Уточненные значения градусо-суток отопительного периода,  указаны в таблице 4.1 справочного пособия к СНиП 23-01-99* Москва, 2006.

Часть 4. Расчет минимально допустимой толщины стены на примере газобетона для Московской области.

Рассчитывая толщину стеновой конструкции, берем те же данные, что указаны в Части 1 настоящей статьи, но перестраиваем основную формулу: δ = λ·R, где δ – толщина стены, λ – теплопроводность материала, а R – норма теплосопротивления по СНиП.

Пример расчета минимальной толщины стены из газобетона с теплопроводностью 0,12 Вт/м°С в Московской области со средней температурой внутри дома в отопительный период +22°С.

1. Берем нормируемое теплосопротивление для стен в Московском регионе для температуры +22°C: R_req= 0,00035·5400 + 1,4 = 3,29 м²°C/Вт
2. Коэффициент теплопроводности λ для газобетона марки D400 (габариты 625х400х250 мм) при влажности 5% = 0,147 Вт/м∙°С.
3. Минимальная толщина стены из газобетонного камня D400: R·λ = 3,29·0,147 Вт/м∙°С=0,48 м.

Вывод: для Москвы и области для возведения стен с заданным параметром теплосопротивления нужен газобетонный блок с габаритом по ширине не менее 500 мм , либо блок с шириной 400 мм и последующим утеплением (минвата+оштукатуривание, например), для обеспечения характеристик и требований СНиП в части энергоэффективности стеновых конструкций.

Таблица 3. Минимальная толщина стен, возводимых из различных материалов, соответствующих нормам теплового сопротивления согласно СНиП.

Часть 5. Принцип определения значения сопротивления теплопередачи в многослойной стене.

Если вы планируете построить стену из нескольких видов материала (например, строительный камень+минеральный утеплитель+штукатурка), то R рассчитывается для каждого вида материала отдельно (по этой же формуле), а потом суммируется:

R_общ= R₁+ R₂+…+ R_n+ R_a.l где:

R₁-R_n — термосопротивления различных слоев

R_{a. l} – сопротивление замкнутой воздушной прослойки, если она присутствует в конструкции (табличные значения берутся в СП 23-101-2004, п. 9, табл. 7)

Пример расчета толщины минераловатного утеплителя для многослойной стены (шлакоблок — 400 мм, минеральная вата — ? мм, облицовочный кирпич — 120 мм) при значении сопротивления теплопередаче 3,4 м²*Град С/Вт (г. Оренбург).

R=Rшлакоблок+Rкирпич+Rвата=3,4

Rшлакоблок = δ/λ = 0,4/0,45 = 0,89 м²×°С/Вт

Rкирпич = δ/λ = 0,12/0,6 = 0,2 м²×°С/Вт

Rшлакоблок+Rкирпич=0,89+0,2 = 1,09 м²×°С/Вт (<3,4).

Rвата=R-(Rшлакоблок+Rкирпич) =3.4-1,09=2,31 м²×°С/Вт

δвата=Rвата·λ=2,31*0,045=0,1 м=100 мм (принимаем λ=0,045 Вт/(м×°С) – среднее значение теплопроводности для минеральной ваты различных видов).

Вывод: для соблюдения требований по сопротивлению теплопередачи можно использовать керамзитобетонные блоки в качестве основной конструкции с облицовкой ее керамическим кирпичом и прослойкой из минеральной ваты теплопроводностью не менее 0,45 и толщиной от 100 мм.

Калькулятор расчета толщины стен онлайн

Данный калькулятор позволяет рассчитать ориентировочную толщину стен будущего дома. Для этого необходимо выбрать регион, где будет располагаться строение, температуру и материал, из которого будут изготовлены стены.

Онлайн калькулятор расчета толщины стен дома основан на СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Район проживания:
Майкоп
АлейскБарнаулБеляБийскЗмеиного рскКатандаКош-АгачОнгудайРодиноРубцовскСлавгородТогул
АрхараБелогорскБлаговещенскБомнакБратолюбовкаВыссаГошДамбукиЕрофей ПавловичЗавитинскЗеяНорский складОрогонПоярковоСвободныйСковородиноСредняя НожкаТыган-УрканТындаУнахаУсть-НожкаЧерняевоШимановскЭкиман
АрхангельскБорковскаяЕмецкКой насМезеньОнега
АстраханьВерхний Баскунчак
БелорецкДуванМелеузУфаЯнаул
Белгород
Брянск
БабушкинБаргузинБагдаринКяхтаМондыНижнеангарскСосново-ОзерскоеУкаитУлан-УдэХоринск
ВладимирМуром
ВолгоградКотельниковоЭльтон
ВологдаВытеграНикольскТотьма
Воронеж
ДербентМахачкала
ИвановоКинешма
АлыгджерБодайбоБратскВерхняя ГутараДубровскоеЕрбогаченЖигаловоЗимаИкаИлимскИркутскИчераКиренскМамаМарковоНаканноНевонНепаОрлингаПеревозПреображенкаСлюдянкаТайшетТулунУсть-Ордынский — Бурятский АО
Нальчик
Калининград
Элиста
Калуга
Апука — Корякский ДОИча — Корякский АОКлючиКозыревскКорф — Корякский АОЛопатка, мысМильковоНачикио. БерингаОссора — Корякский АОПетропавловск-КамчатскийСемлячикиСоболевоКронокиУкаОктябрьскаяУсть-Воямполка — Корякский АОУсть-КамчатскУсть-Хайрюзово
Черкесск
КемьЛоухиОлонецПанадыПетрозаводскРеболы
КемеровоКиселевскКондомаМариинскТайгаТисульТопкиУстъ-Кабырза
ВяткаНагорскоеСовали
ВендингаВоркутаОбъячевоПетруньПечораСыктывкарТроицко-ПечорскУсть-УсаУсть-ЦильмаУсть-ЩугорУхта
КостромаЧухломаШарья
КраснодарСочиТихорецк
АгатаАчинскБайкит — Эвенкийский АОБоготолБогучаныВанавара — Эвенкийский АОВельмоВерхнеимбатскВолочанкаДиксон — Таймырский АОДудинка — Таймырский АОЕнисейскЕссей — Эвенкийский АОИгаркаКанскКежмаКлючиКрасноярскМинусинскТаимбаТроицкоеТура — Эвенкийский АОТуруханскХатанга — Таймырский АОЧелюскин, мыс — Таймырский АОЯрцево
Ай-ПетриКлепининоСимферопольФеодосияЯлта
Курган
Курск
Липецк
СвирицаТихвинСанкт-Петербург
АркагалаБроховоМагаданОмсукчанПалаткаСреднеканСусуман
Йошкар-Ола
Саранск
ДмитровКашираМосква
Вайда-ГубаКандалакшаКовдорКраснощельеЛовозероМончегорскМурманскНиванкюльПулозероПялицаТериберкаТерско-ОрловскийУмбаЮкспор
АрзамасВыксаНижний Новгород
Новгород
БарабинскБолотноеКарасукКочкиКупиноКыштовкаНовосибирскТатарскЧулым
Исиль-КульОмскТараЧерлак
Оренбург
Оренбург
ЗеметчиноПенза
БисерПермь
АнучиноАстраханкаБогопольВладивостокДальнереченскМельничноеПартизанскПосьетПреображениеРудная ПристаньЧугуевка
Великие ЛукиПсков
МиллеровоРостов-на-ДонуТаганрог
Рязань
Самара
ВерхотурьеЕкатеринбургИвдель
Саратов
Александровск-СахалинскийДолинскКировскоеКорсаковКурильскМакаровНевельскНогликиОхаПогибиПоронайскРыбновскХолмскЮжно-КурильскЮжно-Сахалинск
Владикавказ
ВязьмаСмоленск
АрзгирСтаврополь
Тамбов
БугульмаЕлабугаКазань
БежецкТверьРжев
АлександровскоеКолпашевоСредний ВасюганТомскУсть-Озерное
Кызыл
Тула
Березово — Ханты-Мансийский АОДемьянскоеКондинское — Ханты-Мансийский АОЛеушиМарресаляНадымОктябрьскоеСалехардСосьваСургут — Ханты-Мансийский АОТарко-Сале — Ямало-Ненецкий АОТобольскТюменьУгутУренгой — Ямало-Ненецкий АОХанты-Мансийск — Ханты-Мансийский АО
ГлазовИжевскСарапул
СурскоеУльяновск
АянБайдуковБикинБираБиробиджанВяземскийГвасюгиГроссевичиДе-КастриДжаорэЕкатерино-НикольскоеКомсомольск-на-АмуреНижнетамбовскоеНиколаевск-на-АмуреОблучьеОхотскИм. Полины ОсипенкоСизиманСоветская ГаваньСофийский ПриискСредний УргалТроицкоеХабаровскЧумиканЭнкэн
АбаканШира
Челябинск
Грозный
АгинскоеАкшаАлександровский ЗаводБорзяДарасунКалаканКрасный ЧикойМогочаНерчинскНерчинский ЗаводСредний КаларТунгокоченТупикЧараЧита
ПорецкоеЧебоксары
АнадырьМарковоОстровноеУсть-ОлойЭньмувеем
АлданАллах-ЮньАмгаБатамайБердигястяхБуягаВерхоянскВилюйскВитимВоронцовоДжалиндаДжарджанДжикимдаДружинаЕкючюЖиганскЗырянкаИситьИэмаКрест-ХальджайКюсюрЛенскНагорныйНераНюрбаНюяОймяконОлекминскОленекОхотский ПеревозСангарСаскылахСреднеколымскСунтарСуханаСюльдюкарСюрен-КюельТокоТоммотТомпоТуой-ХаяТяняУсть-МаяУсть-МильУсть-МомаЧульманЧурапчаШелагонцыЭйикЯкутск
ВарандейИндигаКанин НосКоткиноНарьян-МарХодоварихаХоседа-Хард
Ярославль

Комфортная температура в доме:

Материал стен:

ЖелезобетонБетон на гравии или щебне из природного камняКерамзитобетонГазо- и пенобетон, газо- и пеносиликат
Глиняный обыкновенный на цементно-песчаном раствореСиликатный на цементно-песчаном раствореКерамический пустотный на цементно-песчаном растворе
Сосна и ельДуб
Маты минераловатные прошивныеПлиты из стеклянного штапельного волокна
Медь (для сравнения)Стекло оконное

HEBEL D400HEBEL D500YTONG D400H+H D400H+H D500H+H D600КЗСМ D400КЗСМ D500КЗСМ D600EuroBlok D400EuroBlok D500EuroBlok D600ЭКО D400ЭКО D500ЭКО D600Bonolit D300Bonolit D400Bonolit D500Bonolit D600AeroStone D400AeroStone D500AeroStone D600AeroStone D700AeroStone D800ГРАС D400ГРАС D500ГРАС D600
BRAER Ceramic Thermo 14,3 NFBRAER Ceramic Thermo 12,4 NF BRAER BLOCK 44BRAER Ceramic Thermo 10,7 NFBRAER Ceramic Thermo 10,7 NF тип 2 BRAER BLOCK 25Porotherm 8Porotherm 12Porotherm 25Porotherm 38Porotherm 44Porotherm 51Porotherm 51 Premium
ISOVER ОптималROCKWOOL ЛАЙТ БАТТСROCKWOOL КАВИТИ БАТТСROCKWOOL РОКФАСАДKNAUF Insulation Термо Плита 037KNAUF Insulation Фасад Термо Плита 034KNAUF Insulation Фасад Термо Плита 032
ISOVER Классик Плюс

Рассчитать

Расчет толщины стен дома | PoweredHouse

Прежде чем определиться с конструкцией стены, необходимо произвести некоторые простейшие расчеты, которые сделают картину будущих затрат на отопление более ясной.

Приобретая стеновой строительный материал, ознакомьтесь с его техническими характеристиками. Там, как правило, указан такой важный параметр, как коэффициент теплопроводности. На его основе определяется коэффициент теплового сопротивления конструкции, а также необходимая толщина стены. Толщину стены (δ) разделите на коэффициент теплопроводности материала (λ) и получите коэффициент теплового сопротивления конструкции (R): R = δ / λ.

По нормам сопротивление теплопередаче наружных стен должно быть не менее 3,2 λ Вт/м •°С.

Пример расчета коэффициента теплового сопротивления конструкции:

1) Блок ячеистого бетона толщиной 300 мм (коэффициент теплопроводности = 0,12 Вт/м•°С). Сопротивление теплопередаче стены: 0,3/0,12 = 2,5 Вт/м•°С. Вывод: показатель ниже нормы.

2) Блок ячеистого бетона толщиной 400 мм (коэффициент теплопроводности = 0,12 Вт/м•°С). Сопротивление теплопередаче стены: 0,4/0,12 = 3,3 Вт/м•°С. Вывод: показатель чуть выше нормы. Подобные расчеты верны для блоков, уложенных исключительно на клей.

Для того чтобы определиться с толщиной будущей стены, необходимо использовать те же показатели, но использовать их в другом порядке: нормативный показатель сопротивления теплопередаче (λ) умножаем на коэффициент теплопроводности (R) и получаем толщины стены (δ), соответствующую современным нормам с точки зрения энергоэффективности: δ = λ х R.

Пример расчета необходимой толщины стены:

1) Коэффициент теплопроводности сосны и ели поперек волокон равен 0,18 Вт/м•°С, рассчитываем толщину стены: 0,18 х 3,2 = 0,576 м, значит, для того чтобы получить деревянную стену с нормативным сопротивлением теплопередаче, нужно, чтобы она составляла не менее 576 мм.

2) Определим необходимую толщину стены из кирпича. Кирпич глиняный плотностью 1800 или силикатный плотностью 1600 кг/м3 имеет коэффициент теплопроводности 0,81 Вт/м•°С, следовательно толщина стены: 0,81 х 3,2 = 2,592 м.

3) Рассчитаем толщину стены из железобетона (коэффициент теплопроводности 2,04 Вт/м•°С): 2,04 х 3,2 = 6,528 м.

В то же время минераловатный утеплитель толщиной 14-15 см соответствует нормативу: λ = 0,044 Вт/м•°С х 3,2 = 0,14 м.

Для многослойных конструкций расчеты производятся аналогичным образом. При этом учитываются показатели каждого слоя.

Приведенные выше формулы, несмотря на некоторую простоту, позволят вам еще на стадии проектирования выбрать оптимальные материалы и толщину стены. Стоит добавить, что помимо теплопроводности материала есть еще и другие не менее важные показатели, поэтому подход к выбору материала должен быть комплексным.

Для самостоятельного расчета под конкретный регион рекомендуется воспользоваться следующими табличными данными:

Калькулятор теплопотерь стен дома. Расчет толщины стен для различных регионов.

Калькулятор расчета теплопроводности стен жилых домов разработан в строгом соответствии с СНиП П-03-79. Функционал позволяет рассчитать степень теплопроводности любой стены и сравнить его с требуемой СНИПом величиной. От Вас требуется указать предполагаемый регион строительства и выбрать материал и толщину стен.

Рассмотрим участвующие в вычислениях величины.

Статистические сведения для каждого региона определены в СНиП:

• Темп. наружного воздуха — типичная минимальная температура наружного воздуха в зимний период.
• Ср. темп. отопит. периода – среднесуточная температура наружного воздуха по отопительному периоду.
• Продолжительность отопит. периода – среднестатистическая продолжительность отопительного периода в днях.
• Условия эксплуатации в зонах влажности — зона влажности географического региона (A или B).

Используемые для расчетов константы из ГОСТ и СНиП, характеризующие внутренние жилые помещения (одинаковы для всех регионов):

Для расчетов также используются установленные характеристики для внутренних помещений.

Характеристики внутреннего помещения, используемые в вычислениях

• Темп. внутреннего воздуха — положенная СНиПом минимальная температура внутреннего воздуха для жилых помещений.
• Влажность внутреннего воздуха — предполагаемая влажность внутреннего воздуха помещения. При разной влажности материалы стен обладают различной теплопроводностью.
• Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности – как быстро материал передает тепло вовнутрь помещения.
• Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности — как быстро материал передает тепло во внешнюю среду.
• Коэффициент теплотехнической однородности – коэффициент, позволяющий оценить теплотехническую однородность стенового материала.
• Коэффициент полож. наружной поверхности
• Нормируемый температурный перепад

Вышеуказанный СНиП также утверждает методики расчета теплопроводности стен, будь то стена из одного материала, или стеновой пирог из нескольких компонентов. Полученный по формулам коэффициент теплопроводности должен удовлетворять требованиям из этого же СНИП, т.е. быть выше двух коэффициентов, рассчитанным по разным формулам.

Приведем ряд рекомендаций, опубликованных специалистами НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА СТРОИТЕЛЬНОЙ ФИЗИКИ (НИИСФ) ГОССТРОЯ СССР.

Рекомендации разработчиков СНиП-II-3-79 по устройству стенового пирога

Рекомендации касаются проектирования ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Преимущество при проектировании стеновых конструкций следует отдавать многослойным наружным стенам с использованием эффективного теплоизоляционного материала Однослойные наружные стены показывают некоторую эффективность при использовании легкого бетона плотностью не выше 1000 кг/м3, ячеистого бетона плотностью менее 800 кг/м3. Также хорошо показывает себя кладка из пустотелых керамических или силикатных камней и кирпичей.
Пирог многослойных стен необходимо проектировать таким образом, чтобы с теплой стороны (изнутри) располагался материал с большим коэффициентом теплопроводности, что обеспечивает более высокую температуру угла;

Если утеплитель располагается внутри, скажем, кирпичной кладки, его рациональнее располагать ближе к внешней поверхности стены.
При проектировании помещений для районов с расчетной скоростью ветра в июле не менее 2 м/с допускается использовать покрытия с вентилируемой воздушной прослойкой. Оптимальная толщина вентилируемой воздушной прослойки в наружных стенах находится в пределах 0,05-0,1 а оптимальная высота — 5-6 м.

Рациональнее организовать в ограждающей конструкции несколько воздушных прослоек малой толщины, чем одну большей толщины, при этом воздушные прослойки должны располагаться ближе к наружной стороне ограждения;

Поскольку переувлажненные материалы стеновых конструкций хуже справляются со своей задачей, слои материалов следует располагать изнутри наружу в порядке увеличения паропроницаемости.

Наружные и внутренние стены следует предохранять от грунтовой влаги путем устройства гидроизоляции. Основная обязательная во всех случаях горизонтальная гидроизоляция в нижней части наружной стены или по всему верху цоколя должна быть расположена выше тротуара или отмостки здания, но ниже отметки пола первого этажа. Дополнительную горизонтальную гидроизоляцию следует предусматривать в стенах зданий с подвалами и цокольными этажами ниже уровня их пола.

толщина стен и теплопотери дома.

При строительстве дома в обязательном порядке нужно рассчитать толщину стен.

Стены нужны для сохранения тепла в жилище, поэтому необходимо делать проект дома, учитывая технические характеристики строительного материала, его коэффициент теплопроводности.

В противном случае может получится ситуация, когда вы будите отапливать зимой улицу.

Толщина стены напрямую зависит от теплового сопротивления каждого отдельного материала

КТС=ТС / КТП

КТС – коэффициент теплового сопротивления. Измеряется разницей температуры в Кельвинах – К (либо градусах по Цельсию) – С, которая требуется для переноса 1 Вт тепловой энергии на квадратный метр площади: м²·K/Вт или м²·С/Вт. Обычно в формулах применялась для его обозначения латинская буква R.

ТС – толщина материала в метрах (толщина стены, иногда S)

КТП – коэффициент теплопроводности, он указывается в технических характеристиках стройматериала.

Если пойти от обратного и сделать расчет толщины стены, исходя из этой формулы, то есть имея значения КТС и КТП, то формула будет выглядеть так:

ТС=КТС * КТП

Некоторые значения КТС (теплового сопротивления) для ряда областей России:

Московская область — 3,2

Средняя полоса России — 3,15

Якутия — 4,89

Барнаул — 3,9

Южно-Сахалинск — 3,41

Присмотритесь к такому виду отопления как воздушный тепловой насос.

Толщина стен, которая соответствует результатам расчетов, несколько превышает принятые в строительстве размеры.

Это происходит потому, что часто неправильно учитываются все направления теплопотерь:

за счет стен (около 30%)

через потолочные перекрытия и пол (до 40%)

через оконные и дверные проемы (26-28%).

Становится понятно, что за счет толщины стен серьезно теплопотери не снизить.

В противном случае придется запасаться большими объемами брикетов, пеллет или других видов топлива.

Следует правильно утеплять пол и потолок, устанавливать стеклопакеты на окна, хорошо подгонять двери, чтобы они плотно закрывались.

Оптимальная толщина стен домов из разных материалов:

Деревянный брус 28 см + утеплитель

Газобетон D500 50 см

Кирпич 250*120*65 мм 25 см + утеплитель

Газоблоки М400 и М500 36 и 45 см

Шлакоблоки 44 см + штукатурка с обеих сторон

Если стена возводится с использованием нескольких видов стройматериалов, то расчет делается путем сложения КТС каждого слоя.

На самом деле на выбор толщины стен будущего дома влияет достаточно много факторов (местоположение, влажность, длительность отопительного сезона, материал стен и т.д), поэтому расчеты делаются не с помощью одной формулы.

Ниже даны источники, к которым лучшевсего обратиться для изучения данного вопроса.

Более подробную информацию по определению толщины стен читайте в следующих материалах:

• СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
• СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

Также следует внимательно отнестись и к выбору системы отопления: какой вид топлива, какой котел и т.п.

Более подробно читайте в заметках:

Как рассчитать мощность системы отопления.

Как выбрать котел для отопления дома. Сравнение систем отопления в зависимости от вида топлива.

10 моментов, которые нужно учесть при расчетах цены на систему отопления дома.

Калькулятор толщины теплоизоляции. Расчет утелителя онлайн

Калькулятор толщины теплоизоляции. Расчет утелителя онлайн

Перейти к содержанию

• Калькулятор толщины утеплителя для стен, потолка, пола С помощью данного калькулятора вы сможете рассчитать толщину утеплителя для стен дома и других ограждений в соответствии с регионом вашего проживания, материала и толщины стен, используемой пароизоляции, материала для подшивки и других важных параметров при утеплении. Подбирая разные материалы, можно выбрать вариант для себя максимально теплый и дешевый.
• Теплотехнический калькулятор для расчета точки росы С помощью данного калькулятора вы сможете рассчитать оптимальную толщину утеплителя для дома и жилых помещений в соответствии с регионом проживания, материала и толщины стен. Вы сможете рассчитать толщину различных утеплительных материалов. И увидеть наглядно на графике место выпадения конденсата в стене. Удобный калькулятор теплопроводности стены онлайн для расчета толщины утепления.
• Калькулятор KNAUF Расчет необходимой толщины теплоизоляции Рассчитайте необходимую толщину теплоизоляционного материала в основных городах РФ в различных конструкциях на теплотехническом калькуляторе KNAUF, созданном профессионалами из KNAUF Insulation. Все расчеты производятся по требованию СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», для всех типов зданий. Бесплатный онлайн сервис расчета теплоизоляции KNAUF, удобный и понятный интерфейс.
• Калькулятор Rockwool расчёта толщины теплоизоляции стен  Калькулятор разработан специалистами Rockwool для помощи в расчёте необходимой толщины теплоизоляции и оценке экономической эффективности её установки. Произвести теплотехнический расчет, подобрать подходящую марку теплоизоляции и рассчитать необходимое количество пачек очень просто.

Калькулятор толщины трубы согласно ASME B31.3 »Мир трубопроводной инженерии

Этот калькулятор толщины трубы рассчитывает требуемую толщину трубы для технологической трубы на основе кода ASME B31.3. Подробная информация о расчетах за спиной приведена в конце этого калькулятора.

Этот калькулятор рассчитывает требуемую толщину трубы под внутренним давлением на основе критериев, указанных в разделах 302.1.1 и 302.2.2 Норм ASME B31.3 для напорных трубопроводов.

Требуется ввод

1. Материал трубы конструкции.
2. Труба NPD.
3. Тип конструкции трубы: Бесшовные, EFW, ERW и т. Д.
4. Расчетная температура.
5. Расчетное давление.
6. Допуск на коррозию по материалам и условиям эксплуатации.
7. Механический припуск.
8. Допуск фрезерования.

Как известно, ASME B31.3 содержит формулы и рекомендации для расчета трубы под давлением. Хотя формула довольно проста, иногда бывает сложно найти правильные значения отдельных факторов.Этот калькулятор толщины технологической трубы использует следующую формулу для расчета толщины стенки.

304.1.2 (a) уравнение 3a:

1. Бесшовные трубы: расчетная толщина t = (PD) / 2 (SE + PY)
2. Сварные трубы: расчетная толщина t = (PD) / 2 (SEW + PY)

Где:

P: Внутреннее расчетное манометрическое давление

D: Наружный диаметр трубы

В этом калькуляторе внешний диаметр взят из Американских стандартов на трубы для выбранного номинального диаметра трубы:

1. ASME B36.10: Сварные и бесшовные трубы из кованой стали.
2. ASME B36.19: Трубы из нержавеющей стали.

S: допустимое значение напряжения для материала из таблицы A-1

Это допустимые значения напряжения для различных материалов при разных температурах. Приведено в таблице A-1 стандарта ASME B31.3. Я включил в этот калькулятор наиболее часто используемые материалы для труб. Если вы хотите, чтобы было включено больше материалов ASTM, укажите это в разделе комментариев ниже.

E: Коэффициент качества продольного сварного шва

1. Применяется согласно ASME B31.3 Таблица A-1A или A-1B.
2. 1 Для бесшовных труб.
3. 0,60 для труб, сваренных встык.
4. 0,85 для труб электросварных сопротивлением.

W: Коэффициент снижения прочности сварного соединения

1. Применяется в соответствии с параграфом 302.3.5 (e) ASME B31.3
2. Применяется только для сварных труб.
3. Вт — принять за 1 для бесшовных труб.
4. Значение W принимается равным 1,0 при температуре 510 ° C (950 ° F) и ниже и 0,5 при 815 ° C (1500 ° F) для всех материалов.
5. Значение линейно интерполируется для промежуточных температур.

Y: коэффициент из таблицы 304.1.1,

Действительно для t

Добавление припусков

Расчетная расчетная толщина стенки должна быть добавлена ​​к припуску на коррозию, механическому припуску на нарезание канавок, резьб и т. Д. И производственному допуску, чтобы получить окончательное значение. Следующее более высокое значение стандартной толщины из Стандартов труб, таких как ASME B36.10 и ASME B36.19.

Требуемая толщина = Расчетная толщина + припуски.

Выбор толщины стенки

Проектировщик должен выбрать толщину из графиков номинальной толщины, содержащихся в таблице 1, указанной в ASME B36.10 и B36.19, в соответствии со значением, вычисленным для выполнения условий, для которых требуется труба.

Пожалуйста, оставьте свои комментарии / предложения в поле для комментариев ниже.

Как это:

Нравится Загрузка …

Онлайн-калькулятор: Толщина стенки трубы

Толщина стенки трубы

Формула

Барлоу используется для расчета давления в трубе с учетом ее диаметра, толщины стенки и кольцевого напряжения (в материале трубы).Таким образом, его можно использовать для вычисления любого из этих параметров как функции трех других.
Помимо некоторых других упрощений, важное теоретическое допущение, сделанное для использования формулы Барлоу, состоит в том, что стенка трубы ведет себя как мембрана (или тонкостенная труба), что означает, что кольцевое напряжение в стенке трубы распределяется равномерно по всем его толщина. Внутри стенки трубы отсутствуют моменты любого типа. Одним из параметров, обеспечивающих поведение мембраны в стенке трубы, является отношение диаметра к толщине (D / t), которое должно быть больше или равно 20 ^{, хотя некоторые авторы считают 16 .
Однако решение о том, использовать ли формулу или нет, обычно основывается не на геометрии ее сечения (отношение D / t), а на обслуживании трубы, учитывая тип жидкости, промышленность и физические условия, такие как, например, , ASME (Американская ассоциация инженеров-механиков) делает.}

• P: Давление в трубе
• S: Обруч
• т: Толщина стенки трубы
• D: Внешний диаметр

Расчеты по формуле Барлоу

Точность расчетов

Цифры после десятичной точки: 3

 Ссылка  Сохранить  Виджет

Следуя этим критериям обслуживания, стандарт ASME B31.Код 4 (Трубопроводные системы транспортировки жидкостей и шламов) применяет формулу следующим образом:

• A: Допуск на резьбу, нарезание канавок, коррозию

Толщина стенки по формуле Барлоу согласно ASME B31.4

Точность расчета

Цифры после десятичной точки: 3

Толщина стенки трубы, (дюймы)

 Ссылка  Сохранить  Виджет

Код

ASME B31.8 (Системы газоснабжения и распределения газа) применяет его следующим образом:

и для расчета минимальной толщины стенки с учетом припуска:

это должно быть выражено так:

• F: Расчетный коэффициент
• E: Коэффициент продольного соединения
• T: Температурный коэффициент снижения номинальных характеристик
• A: Допуск на резьбу, нарезание канавок, коррозию

Давление в трубе по формуле Барлоу согласно ASME B31.8

Расчетный коэффициент, (безразмерный) 0,80 для Класса размещения 1, Раздел 10,72 для Класса местоположения 1, Раздел 20.60 для Класса местоположения 20,50 для Класса местоположения 30,40 для Класса размещения 4 Коэффициент продольного соединения (безразмерный) 1,00 для бесшовных труб ASTM A531. 00 для трубы, сваренной сопротивлением ASTM A53 0,60 для трубы ASTM A53, сваренной встык: труба непрерывного шва 1,00 для трубы ASTM A106 бесшовная 0,80 для трубы электросварной сваркой плавлением ASTM A134 1,00 для трубы электросварной сварки ASTM A135 0.60 для трубы API 5L, сваренной встык с печью, 0,80 для трубы, сваренной встык, ASTM A1390,80 для трубы ASTM A211, сваренной спиральной сваркой, 1,00 для бесшовной трубы ASTM A333 1,0 для трубы, сваренной сопротивлением ASTM A333 Дуговая сварная труба0,80 для электросварной сварки ASTM A671 классов 13,23,33,43,53 Труба 1,00 для электросварной сварки ASTM A671 классов 12,22,32,42,52 Труба0,80 для электросварки плавлением ASTM A672 Классы 13,23,33,43,53 pipe1.0 для ASTM A672, сваренные электросваркой плавлением классов 12,22,32,42,52 pipe1.00 для бесшовной трубы API 5L 1,00 для трубы электросварной сварки API 5L 1,00 для трубы API 5L, сваренной оплавлением оплавлением 1,00 для трубы API 5L, полученной дуговой сваркой под флюсом Температурный коэффициент, (безразмерный) 1,000 (для 250 ºF или меньше) 0,967 ( для 300 ° F) 0,933 (для 350 ° F) 0,900 (для 400 ° F) 0,867 (для 450 ° F) Точность вычисления

Цифры после десятичной точки: 3

 Ссылка  Сохранить  Виджет

Код

ASME B31.9 (Строительные трубопроводы) применяет его следующим образом:

• E: Коэффициент продольного шарнира
• A: Допуск на резьбу, нарезание канавок, коррозию

Толщина стенки трубы по формуле Барлоу согласно ASME B31.9

Коэффициент продольного шва, (безразмерный) 0,6 (для трубы под сварку встык или непрерывной сварки) 0,75 (для трубы со спиральным швом ASTM A211) 0,8 (для трубы с одинарным стыковым сварным швом) 0,85 (для трубы с контактным сварным швом) 0,9 (для трубы с двойным швом) труба под сварку встык) 1,00 (для стыкового шва со 100% радиографическим исследованием трубы) Точность расчета

Цифры после десятичной точки: 3

Толщина стенки трубы, (дюймы)

 Ссылка  Сохранить  Виджет

С другой стороны, в отличие от предположения о тонкой стенке или теории мембран, существуют формулы для изогнутой пластины или толстостенной трубы, полученные из теории Ламе, использование которых более сложно, иногда с итерациями, и требует осторожного подхода, например, например, в ASME B 31.1 (силовой трубопровод), код ASME B 31.3 (технологический трубопровод) и ASME B 31.5 (холодильный трубопровод и компоненты теплопередачи).

Расчет толщины оболочки

• Вы здесь:
• Дом

• Расчет толщины оболочки

Расчет толщины оболочки

Корпус статического оборудования, находящегося под давлением, во многих случаях имеет цилиндрическую форму.Более сложное оборудование, такое как ректификационные колонны, также может иметь коническую или более коническую часть. Однако резервуары для сжиженного нефтяного газа обычно имеют сферический корпус.

Страница расчета толщины оболочки предназначена для расчета толщины стенок цилиндра, конуса и сферы под давлением без отверстий. Расчет не принимает во внимание дополнительное напряжение вокруг отверстий для сопел и, следовательно, является основным расчетом прочности. Коды расчета — ASME, Голландские правила и EN Euronorm.

На рисунке ниже показаны размеры, использованные в расчетах.Для расчета также требуется, чтобы пользователь ввел значение напряжения в зависимости от материала. На странице расчета есть ссылка на страницу свойств материала, но значения на страницах материалов приведены только для справки и не должны использоваться в реальных расчетах.

Использование теории напряжений в балке для расчета необходимой толщины стенки трубы

Автор: Нолан Л. Миллер, технический специалист SASOL North America. Эта статья опубликована в выпуске Inspectioneering Journal за ноябрь / декабрь 2016 г.

Введение

Независимо от того, занимается ли аналитик разработкой новой системы трубопроводов или выполнением анализа существующей системы трубопроводов, которая страдает от какого-либо типа повреждений, аналитик должен учитывать все переменные, которые могут повлиять на систему. Один из элементов, который был областью неопределенности для проектировщика трубопроводной системы или специалиста по пригодности для обслуживания, — это компонент прочности конструкции при расчете минимальной толщины.Стандарты проектирования и анализа, такие как ASME B31.3 или API 579, относятся к использованию требований к прочности конструкции для проектирования или анализа трубопроводных систем. Хотя это требование в процессе анализа, ни один из стандартов не предписывает, как выполнять этот расчет. Существует множество подходов, которые можно использовать для определения конструктивного элемента для требуемой толщины стенки трубы. Эти процессы включают в себя расчет напряжения изгиба балки, расчет прогиба балки, использование расчета в процентах или просто фиксированного минимального значения толщины.В этой статье будет рассмотрена методология каждого процесса, но основное внимание будет уделено использованию расчетов изгибного напряжения балки и расчетов прогиба балки для определения структурного компонента при расчете требуемой толщины стенки трубы.

Расчет минимальной толщины стенки должен основываться на эффектах внутреннего и / или внешнего давления, напряжениях, вызванных тепловыми воздействиями, эффектах гидродинамики, весе жидкости, весе системы изоляции, весе трубы. сам по себе, и даже эффекты краткосрочных предметов, таких как снег, лед и ветер, и, когда это применимо, сейсмическая активность.

Если у аналитика есть доступ к модели анализа напряжений, обычно указываются значения веса, ветра и термически индуцированных напряжений, которые могут быть извлечены из анализа. В отсутствие модели анализа напряжений аналитик должен определить, какие напряжения имеют наибольшее влияние на систему трубопроводов, и в результате рассчитать требуемую толщину стенки.

Различные методы расчета

Эта статья предоставит информацию о четырех (4) возможных методах на выбор при попытке рассчитать минимально необходимый структурный компонент толщины стенки трубы.Аналитик должен рассмотреть и выбрать процесс расчета, обеспечивающий наиболее точные и достоверные результаты.

Первый метод, который я рассмотрю для определения минимальной требуемой толщины стенки новой трубы, — это вычислить толщину, необходимую для сдерживания давления продукта, добавить величину допуска на будущую коррозию, а затем указать следующую более высокую / более толстую трубу по спецификации, которая не должно быть меньше заранее определенной суммы. Это часто наблюдается в трубах с малым внутренним диаметром, меньше NPD (номинального диаметра трубы) 2.Учреждения или фирмы, которые решили использовать этот метод, имеют историческую информацию, подтверждающую использование этой философии. Необычно, чтобы на нефтехимическом предприятии была указана труба меньше, чем Schedule 80, для NPD 3 и меньше, чем стандартная стенка для NPD 3 — NPD 12. Эта практика обычно основана на типичных пролетах опор из конструкционной стали, то есть на некоторых небольших отверстие может быть резьбовым, а не сварным, и опыт показывает, что Schedule 80 обеспечивает значительно более длительный срок службы с небольшими дополнительными затратами.Хотя этот процесс хорошо подходит для новой спецификации труб, он не дает аналитику технической основы для указанной толщины.

Второй метод, который можно использовать для определения толщины стенки конструкции, заключается в использовании процента от номинальной толщины стенки. Некоторые аналитики используют от 25% до 35% номинальной толщины стандартной стенки в качестве структурного компонента трубопровода, а затем добавляют толщину, рассчитанную под давлением, и допуск на будущую коррозию, чтобы определить минимальную требуемую толщину.Многие нефтехимические предприятия и коммерческие системы программного обеспечения Asset Integrity Software используют процентное значение по умолчанию (обычно 50%) от номинальной толщины для определения толщины конструкции. Хотя эти методы обеспечивают быстрый и простой процесс получения числового значения, аналитик должен быть осторожен с технической достоверностью значения. В соответствии с рекомендациями некоторых поставщиков программного обеспечения для мониторинга коррозии, значение по умолчанию 50% для толщины конструкции предназначено для использования в качестве толщины уровня предупреждения или действия.Если система трубопроводов коррозирует до этого уровня, ее следует либо заменить, либо провести дальнейший подробный анализ.

Этот контент доступен зарегистрированным пользователям и подписчикам.

Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы получить доступ к этой статье бесплатно.

Текущие подписчики и зарегистрированные пользователи могут войти в систему сейчас.

Расчет толщины трубы для внутреннего давления

Расчет толщины

Pi pe является очень важным делом для каждого инженера по трубопроводам. Поскольку потребовалось произвести многочисленные расчеты толщины стенки трубы для различных расчетных условий.

Система трубопроводов технологической установки работает с жидкостями, которые протекают внутри трубы при высоком давлении и температуре. Таким образом, эта жидкость с высоким давлением и температурой создает высокое окружное давление внутри трубы.Следовательно, это может привести к разрыву или повреждению трубы, если толщина стенки трубы недостаточна для выдерживания этого высокого давления и температуры.

Разработчикам трубопроводов необходимо определить требуемую толщину трубы в соответствии с параграфом «304.1.2 (прямая труба под внутренним давлением) ASME B31.3», чтобы выдержать внутреннее давление трубы или линии.

В этой статье мы изучим шаги для расчета толщины трубы, случаев использования дополнительной толщины, доступной в трубе , и представление различных толщин трубы.

Важные моменты, которые необходимо знать при расчете толщины трубы

Перед тем, как начать расчет толщины трубы , мы (инженеры по трубопроводам) должны знать следующие моменты.

• Любые установки (в основном технологические) рассчитаны на 20 лет или 7200 циклов. (Учитывая 1 цикл каждый день; общее количество циклов за 20 лет = 20 * 360 = 7200 циклов).
• Допуск на коррозию материала трубы определяется технологическим отделом.
• Инженер по материалам определяет тип материала трубы в зависимости от природы жидкости и расчетных условий.
• Тип производства (бесшовное или сварное) определяется размером линии и технологическими требованиями.
• Размер строки можно получить из списка строк или P&ID.
• Давление и температура для линии доступны в списке линий.
• Давление и температура могут отличаться от линии к линии.
• Текущая жидкость может быть коррозионной и токсичной по своей природе в соответствии с требованиями процесса.
• Припуск на коррозию для труб из кованой стали (CS, LAS и LTCS) чаще всего берется 3 мм и ноль мм для труб из нержавеющей стали.
• Допуск на коррозию не является фиксированным для всех случаев, он может варьироваться от линии к линии и от проекта к проекту.
• Допуск стана для бесшовной трубы составляет 12,50% и 0,3 мм +/- для сварной трубы (ERW или EFW).

Сокращения

CS — Углеродистая сталь
LAS — Низколегированная сталь
LTCS — Низкотемпературная углеродистая сталь
SMLS — Бесшовные
EFW — Электросварка плавлением
ERW — Электросварная сварка

Входные данные, необходимые для расчета толщины трубы

Ниже приведены необходимые исходные данные для расчета толщины стенки трубы.Для расчета толщины возьмем тот же пример —

• MOC (Материал конструкции) трубы — Углеродистая сталь ( A106 Gr. B )
• NPS (Номинальный размер трубы или размер линии) — 6 ”
• Тип изготовления трубы (SMLS, EFW, ERW) — Бесшовные (SMLS)
• Расчетное давление — 1400 PSIG
• Расчетная температура — 600 ° F
• Допуски на механические, коррозионные и эрозионные свойства трубы — 3 мм
• Фрезерование Допуск трубы — 12.50%

Формула для расчета толщины стенки трубы

В соответствии с разделом 304.1.2 ASME B 31.3 расчет толщины прямой трубы при внутреннем давлении делится на два различных условия —

(а) Если t

Рис. 2: Уравнение для расчета толщины трубы (3a) при внутреннем расчетном давлении согласно ASME B 31.3

(b) Если t ≥ D / 6 или для P / SE> 0,385

Это условие используется редко. Если вышеуказанное условие когда-либо произойдет, то расчет толщины внутреннего расчетного давления для прямой трубы требует особого учета таких факторов, как теория разрушения,
эффекты усталости и термическое напряжение.

Где,

т: Расчетная толщина трубы в соответствии с параграфом / разделом / пунктом 304.1.2 ASME B31.3 для внутреннего давления

P: внутреннее расчетное давление

для нашего тематического исследования,
P = 1400 фунтов на квадратный дюйм

D: Внешний диаметр трубы

Уравнение для толщины стенки трубы основано на внешнем диаметре трубы, поскольку внешний диаметр трубы постоянный.В то время как внутренний диаметр трубы зависит от толщины стенки трубы.

Мы можем получить внешний диаметр трубы из следующих стандартов —

• ASME B36.10M: для труб из кованой стали (CS, LAS и LTCS)
• ASME B36.19M: для труб из нержавеющей стали

Итак, давайте определим внешний диаметр для нашей задачи — Carbon Сталь 6 ″ НПС .

Следовательно, необходимо найти значение в ASME B36.10M (см. Рисунок ниже).

Рис. 3: Внешний диаметр трубы из ASME B 36.10M

Итак, из рис. 3, D = 168,3 мм

S: допустимое напряжение материала трубы (A 106-B) при расчетной температуре (500 ° F)

Нам необходимо проверить допустимое значение для материала трубы (A106 Gr. B) при расчетной температуре (600 ° F)

Обратитесь к Таблице A-1 (или Таблице A-1M) стандарта ASME B31.3 , для нашего случая вы можете обратиться к рисунку ниже (i.е; Рис.4).

Рис. 4: Допустимое значение напряжения материала трубы из таблицы A-1 стандарта ASME B31.3

Для получения значения допустимого напряжения. Двигайтесь в горизонтальном (x) направлении для расчетной температуры и в вертикальном (y) направлении (y) для материала трубы и совместите обе точки, чтобы получить значение (см. Рис. 4). В нашем случае это 17,9 фунтов на квадратный дюйм = 17900 фунтов на квадратный дюйм.

При необходимости используйте интерполяцию для вычисления среднего значения. Например: при 625 ° F значение напряжения будет между 17.3 и 17,9 тысяч фунтов / кв. Дюйм, т.е. 17,6 тысяч фунтов на квадратный дюйм, мы можем получить это значение путем интерполяции.

Важное примечание: значение допустимого напряжения в Таблице A-1 дано в KSI, поэтому нам необходимо преобразовать значение в PSI для простоты расчета.

E: Коэффициент качества продольных сварных швов трубы

Коэффициенты качества для бесшовных труб в большинстве случаев равны 1, а для сварных труб он будет отличаться в зависимости от метода сварки и материала трубы.

Максимальное значение добротности — 1.00

Значение E (коэффициент качества продольного сварного соединения) можно найти в Таблице A-1B стандарта ASME B31.3 . Коэффициент сварного шва (E) составляет 1,00 для нашего проблемного случая, поскольку материал трубы — A106, бесшовные (см. Ниже рис. 5).

Рис.5: Коэффициент качества для продольного сварного шва

W: Коэффициент снижения прочности сварного соединения

Согласно п. 302.3.5 ASME B31.3 , Коэффициент снижения прочности сварного соединения (W) — это отношение номинального напряжения, вызывающего разрушение сварного соединения, к соответствующему основному материалу для условий повышенной или повышенной температуры такая же продолжительность. Применяется только к сварным соединениям компонентов трубопровода, сваренных продольной или спиральной сваркой.

Значение W (коэффициент уменьшения сварного шва) можно найти в таблице 302.3.5 стандарта ASME B 31.3 (см. Рис. 6) и для нашего проблемного случая, значение W равно 1.

Рис.6: Коэффициент снижения прочности сварного соединения

Y: Значения коэффициента для t

Коэффициент «Y» зависит от температуры. При повышенных температурах Y (значение коэффициента) увеличивается, что приводит к уменьшению расчетной необходимой толщины стенки трубы.

Обратитесь к таблице 304.1.1 ASME B31.3 для получения значения Y, это действительно для t Для нашего корпуса материал A106 Gr. B, Y ​​указаны 0,4 в таблице ниже (см. Рис. 7).

Рис. 7: Значения коэффициента (Y)

Шаги для расчета толщины трубы

Выполните следующие шаги, чтобы получить требуемую толщину трубы —

Шаг 1:

Поместите найденные выше значения в уравнение (3a), показанное на рис.2

Следовательно,

t = (1400 * 168,3) /{2(17900*1*1+1400*0,4)} = 235620/36920 = 6,38 мм
Следовательно, расчетная толщина (t) = 6,38 мм

Шаг 2:

Добавьте к расчетной толщине припуски на коррозию, механическую и эрозию

t _c = t + c = 6,38 + 3 (для нашей задачи припуск на коррозию составляет 3 мм)
t _c = 9,38 мм

Шаг 3:

Теперь добавьте допуск фрезерования к t _c (толщина после добавления значения коррозии)

т _м = т _с + 12.50% (допуск стана для бесшовных труб составляет 12,5%)
= t _c / 0,875 = 9,38 / 0,875
t _м = 10,72 мм (Это минимальная толщина трубы, которая должна выдерживать данное расчетное давление и температура).

Шаг 4:

Теперь проверьте следующую ближайшую толщину, доступную в ASME B36.10M, с учетом требуемой толщины ( т, _м, ). В нашем случае см. Рис. Ниже. 5).

Рис.8: Размеры и вес сварных и бесшовных труб в соответствии с ASME B36.10M

Следовательно,
на рис. 8, мы видим, что толщина для заказа составляет 10,97 мм или по таблице 80.

Важные примечания:
1. Заказываемая толщина бесшовной трубы — это всегда следующее большее значение, доступное из спецификации только для спецификации
2. В то время как для сварных труб любое следующее большее значение будет заказанной толщиной, для большей части корпуса это будет следующая ровная толщина вроде 16,18,20,24 мм.
3. Дополнительную толщину трубы можно рассчитать, заказав толщину минус требуемая толщина = (10,97 — 10,72) = 0,25 мм.

Использование дополнительной толщины

Ниже приведены варианты использования дополнительной толщины трубы —

.

1. Для расчета срока службы трубы через 20 лет или 7200 циклов.

Мы можем увеличить срок службы трубы за счет дополнительной толщины трубы.

Дополнительный срок службы трубы = Дополнительная толщина / коррозия в год = 0.25 / 0,15 = 1,66 года .

2. Рассчитать максимальное давление трубы.

MAWP (максимально допустимое рабочее давление) можно рассчитать, используя обратный расчет по уравнению (3a) рис. 2

P = [2 (TC) EW / {D-2 (TC) Y}] * S = [2 (6.59) * 1 * 1 / {168.3 — 2 * (6.59) 0.4} * 17900
где TC будет быть заказанной толщиной минус фрезерный допуск (12,5%) минус допуск на коррозию (3 мм)

Т-С = (10,97 * 0,875) -3 = 6.59 мм

Итак,
P = (13,18 / 163,02) * 17900 = 1447 PSIG (Это всегда будет выше расчетного давления)

3. Проверить, достаточна ли дополнительная толщина для утонения, если та же труба используется для производственного гиба.

Чтобы получить необходимую толщину для изготовления изгиба, см. Формулу ниже —

Толщина, необходимая для изгиба = Требуемая толщина трубы / 0,9 = 10,72 / 0,9 = 11,91 мм

Здесь мы видим, что толщина, необходимая для изгиба, больше, чем толщина заказа (11.91> 10,97). Это означает, что мы не можем сделать изгиб, используя ту же трубу толщиной 10,97, график 80. Нам необходимо приобрести трубу большей толщины для вышеуказанных расчетных условий для изготовления изгиба.

4. Он также сводит к минимуму прогиб трубы, который вызывает уменьшение опор трубы.

5. Для сравнения с удерживающей способностью фланца, чтобы проверить, прочнее ли труба, чем фланец.

Представление труб различной толщины

Рис.9: Представление толщины трубы

Где,

t = Расчетная толщина = 6,38 мм
ET = Дополнительная толщина = 0,25 мм
CA = Допуск на коррозию, механическую и эрозию = 3 мм
MT = Допуск фрезерования = 1,34 мм

Надеюсь, у вас есть обзор расчета толщины стенки трубы. Для лучшего понимания вы можете попрактиковаться в других случаях, выполнив указанные шаги.

Несколько важных сообщений
Конструкция и расчеты трубной эстакады
Процедура гидроиспытаний трубопроводной системы
Фитинги Olets: полное руководство

Каталожный номер
ASME B31.3

Как определить толщину трубы из высокопрочного чугуна одним щелчком мыши | McWane Ductile

Используйте соответствующие таблицы в AWWA C150, чтобы найти соотношения размеров (D / t, DR) для напряжения изгиба и расчетного отклонения , которые сначала превышают расчетное значение Pv. В этом случае это будет 12,1 фунта на квадратный дюйм. Значения D / t и D / t1 будут разными для расчета напряжения изгиба и прогиба и могут не отображаться в одной таблице в AWWA C150.

В этом примере ближайшее значение D / t (размерное отношение), связанное с P v, превышающим 12,1 для напряжения изгиба, составляет 126, , а значение D / t1 для расчета прогиба со значением Pv выше 12,1 равно 98 .

Значения D / t и D / t1 представляют собой сложную задачу во всем этом процессе. После того, как они у вас есть, нужно просто разделить стандартизованный внешний диаметр трубы на каждое из этих соотношений размеров , чтобы получить чистую расчетную толщину для каждого, напряжения изгиба (D / t) и расчетного прогиба (D / т ₁ ). Важное примечание — t ₁ включает стандартизированный припуск, который необходимо вычесть позже, чтобы найти вычисленную толщину нетто.

В нашем 24-дюймовом примере здесь это будет равняться:

Напряжение изгиба, чистая толщина = 25,80 / 126 = 0,20 дюйма .

Расчет отклонения, толщина нетто = (25,80 / 98) — 0,08 надбавка на обслуживание = 0,18 дюйма .

Теперь мы «от яблока к яблоку» сравниваем результаты напряжения изгиба с расчетом изгиба без учета допуска на обслуживание.

И, наконец, добавление стандартизированных СЛУЖБЫ и ДОПУСК НА ЛИТЬЕ для соответствующего диаметра трубы определяет общую расчетную толщину для данных расчетных условий. Это значение, также называемое минимальной производственной толщиной , используется для выбора подходящей стенки трубы.

Стандартизированный допуск на обслуживание для труб из ковкого чугуна всех диаметров составляет 0,08 дюйма.

Расчет толщины стенки трубы по ASME B31.1

Справка

Общие примечания:

Примечание. Перед использованием программного обеспечения прочтите «Положения и условия» в разделе «О программе».

1) PipeSelect_B31_1 — это программа, которая может использоваться для определения толщины стенок труб на основе внутреннего давления.

2) Выбрав соответствующую спецификацию труб для выбранного диаметра трубы, материала, расчетной температуры и т. Д.,
пользователь может определить, подходит ли выбранная труба для рассматриваемого внутреннего давления.Представленные расчеты
основаны на указанной версии кода ASME B31.1 Power Piping.

3) Для использования доступен ряд материалов различных типов и марок (сталь). Материалы и их свойства
представленные, взяты из перечисленной версии кода ASME B31.1. Дополнительные материалы могут быть добавлены по запросу.

4) Используемые уравнения: —

tm = (P * Do) / (2 * (SE * W + P * y)) + A;

Если Do / t <6, используйте y = d / (d + Do) для ферритных и аустенитных сталей до 900 ° F.
d = внутренний диаметр трубы, это максимально возможное значение, допустимое в спецификации покупки, в дюймах

5) Рекомендуемый допуск на резьбу из ASME B1.20.1 — 2013 Ed.

Номинальный размер трубы Высота резьбы, h (припуск на резьбу) (дюймы)

1/2 0,05714

3/4 0.05714

1 0,06957

1-1 / 2 0,06957

6) Расчет давления основан только на внутреннем давлении. Когда внешнее давление / другие нагрузки необходимо
Учитывая, что пользователь должен проконсультироваться с соответствующими разделами кода.

7) Минимальная расчетная температура металла (MDMT) должна быть проверена пользователем в соответствии с разделом кодов.

8) Программа основана на ASME B31.1 Code — 2018 Ed.

9) Если вы заметили какую-либо ошибку, сообщите нам об этом, и мы сможем исправить ее.

10) Свяжитесь с нами с любыми комментариями / вопросами: engineeringstream11@gmail.