EN 13480-3 – Застосування до технологічних трубопроводів та калькулятор нерухомих опор
Ця стаття пояснює пропозицію компанії Hilti щодо стандарту EN 13480-3 з урахуванням його останньої версії від 2024 року. Вона допоможе відповісти на конкретні запитання у порівнянні з EN 1993-1-1 (Єврокод 3, який далі в цьому документі згадується як EC 3). Метою цієї статті є надання додаткової інформації щодо оцінки технічних даних, включаючи програмні рішення та документацію.
Вступ
EN 13480-3 є частиною європейського стандарту EN 13480, який визначає вимоги до проєктування та розрахунку промислових металевих трубопровідних систем, включаючи первинні кріплення труб, такі як опорні башмаки (pipe shoes). Стандарт гарантує, що трубопровідні системи спроєктовані для безпечної роботи за різних умов, таких як тиск, температура та механічні напруження.
Цей стандарт був опублікований наприкінці 2002 року і зазнав кількох переглядів, щоб йти в ногу з технологічним прогресом та потребами промисловості, що призвело до появи останньої версії, опублікованої 2024-12-31 з конкретними оновленнями щодо:
Єврокоду як нормативного посилання.
Змін у виробництві опор трубопроводів – як проєктувати та розраховувати відповідно до Єврокоду.
Оновлень у Додатку N щодо документації опор.
Оновлень у Додатку Y, де показано всі зміни від EN 13480-3:2017/A5:2022 до EN 13480-3:2024.
Стандарт є надзвичайно важливим для інженерів та фахівців, які займаються проєктуванням, будівництвом, інспектуванням та обслуговуванням промислових трубопровідних систем. У нашому порівнянні ми насамперед зосереджуємося на Розділі 13 «Опори трубопроводів» та відповідних додатках.
Відмінність EN 13480-3 від EN 1993-1-1
Ми, як компанія Hilti, підтримуємо два стандарти щодо європейських нормативів, які стосуються первинних опор трубопроводів: EN 1993-1-1, який також відомий як EC 3, а також EN 13480-3. Рішення про те, який стандарт використовувати, залишається за інжиніринговими компаніями та власниками нових або існуючих об'єктів. З останнім оновленням EN 13480-3:2024 проєктування та розрахунок на основі EC 3 тепер також приймаються, але лише за певних обмежень. У EN 13480-3 додано примітку наприкінці розділу 13.11.11, де наведено «Альтернативні правила проектування та виготовлення опор трубопроводів», в якій зазначається, що Додаток J, який охоплює «Типові випробування компонентів опор», не застосовується до опор, спроєктованих за альтернативним шляхом відповідно до Єврокоду. Ви можете знайти чітке підтвердження цього у наведеній нижче заяві від CEN за запитом 3-007-2021.1
Щоб бути повністю прозорими в цьому питанні, ми пропонуємо технічні дані для обох нормативних документів окремо один від одного, тоді як усі дані базуються на результатах випробувань, отриманих у лабораторіях. Виявлені в результаті випробувань види руйнувань потім беруться за основу для їх використання відповідно до специфічних правил стандартів, включаючи встановлені та визначені коефіцієнти безпеки. Всі ці деталі включені в наші технічні посібники, що публікуються на місцевому рівні.
Детальну інформацію про продукти та весь асортимент можна знайти тут. Подібно до нашої системи опор та асортименту базових кріплень, у нашому технічному посібнику ми публікуємо навантаження лише для односпрямованого використання. Щоразу, коли необхідно враховувати тривимірні навантаження, має бути включена специфічна формула взаємодії.
Рис 1: Схема осей, що використовуються для первинних кріплень трубопроводів
Під EC 3 ми використовуємо тут звичайну лінійну формулу взаємодії.
Під EN 13480-3, який є більш консервативним стандартом порівняно з EC 3, ми використовуємо формулу взаємодії на основі критерію плинності «фон Мізеса»2.
Іншим елементом, який необхідно враховувати, є коефіцієнти зниження температури у співвідношенні з температурою середовища всередині труби. EC 3 не вимагає коефіцієнта зниження до 300°C, тоді як EN 13480-3:2024 надає властивості матеріалів для вуглецевої сталі відповідно до серії EN 10025 (S235, S275 та S355) в діапазоні від 0°C до 350°C безпосередньо в Додатку G.4. Сюди включено графік, який показує коефіцієнти зниження температури, починаючи з температури середовища 100°C.
На додаток до цього, Таблиця 13.11.2-1 показує «Розрахункову температуру компонентів всередині ізоляції». Загалом, усі компоненти опор повинні бути спроєктовані з розрахунковою температурою щонайменше 80°C. Для «компонентів без прямого контакту з трубою» розрахункова температура може бути знижена на 20°C, якщо кінцеве значення все одно залишається вище 80°C в цілому.
Для нашої пропозиції це означає, що опорні башмаки Hilti, де хомути виготовлені зі сталі S235, можуть використовуватися відповідно до графіка в Додатку G.4. Щоразу, коли між трубою та хомутами використовуються наші додаткові вкладки (inlay bands), згадане зниження на 20°C з Таблиці 13.11.2-1 може бути враховано перед визначенням остаточного коефіцієнта зниження температури. Таким чином, у такій комбінації з нашою пропозицією взагалі не потрібен коефіцієнт зниження до 120°C розрахункової температури середовища у відповідності з EN 13480-3.
Подальша передача температури середовища на компоненти в усій опорній конструкції повинна оцінюватися на основі перебування всередині або зовні ізоляції, щоб переконатися, що всі використовувані компоненти можуть витримувати специфічні температури в місцях їх розташування. (Таблиця 13.11.2.2 та Рисунок 13.11.2.1)
Загалом EN 13480-3, навіть в останній версії, у більшості реальних випадків має тенденцію бути більш консервативним, ніж EC 3. З іншого боку, існують також варіанти перевищення опублікованих навантажень, коли рівні напружень у описаній трубі включають так звані «випадкові навантаження» (occasional loads), як визначено в розділі 13.1.3.16.
Це означає, що проєктувальник опор, а не виробник опор трубопроводів, такий як Hilti, може оцінити, чи можна будь-які навантаження на конкретному об'єкті та аксонометричній схемі розглядати як випадкові. Як приклад, це може бути вища короткочасна температура під час технічного обслуговування або вітрові/снігові навантаження залежно від конкретних обставин на майданчику.
Оскільки охопити всі ці потреби та виклики в одному розрахунку досить складно, Hilti почала враховувати це в нашій відомій програмі FixPoint Calculator.
Hilti FixPoint Calculator підтримує EN 13480-3
Hilti FixPoint Calculator — це спеціалізований програмний інструмент, розроблений для інженерів та професіоналів, які працюють із трубопровідними системами. Він відповідає стандарту EN 13480-3, який є критично важливим для проєктування та розрахунку металевих промислових трубопроводів. Hilti FixPoint Calculator спрощує ці складні розрахунки, надаючи детальні звіти та проміжні результати, які допомагають інженерам перевіряти свої проєкти та забезпечувати відповідність суворим вимогам EN 13480-3. Це робить його неоціненним інструментом для забезпечення безпеки та ефективності у проєктах трубопроводів.
Стандарт EN 13480-3 можна знайти в додатку для прямого введення навантажень.
Рис 2: Стартова сторінка у програмному забезпеченні FixPoint Calculator
У цьому додатку ви можете вводити опорні навантаження в усіх трьох напрямках. Додатковий коефіцієнт зниження не застосовується. Максимальна робоча температура та коефіцієнт зниження температури відповідно до EN 13480-3 застосовуються до всього опорного башмака та їхніх з'єднувальних елементів рівномірно.
Рис 3: Специфічні поля введення відповідно до EN 13480-3
Наступна формула взаємодії використовується у FixPoint Calculator для всіх одинарних опорних башмаків MP-PS 1-1, двостійкових подвійних опорних башмаків MP-PS 4-2 та хомутів:
Для подвійних опорних башмаків MP-PS 2-2 несуча здатність залежить від відстані між віссю труби та балкою. Ось формула взаємодії для висоти менше 250 мм:
І для висоти понад 250 мм:
Документація згідно з EN 13480-3
Належна документація є ключовим фактором у галузях промислових технологічних трубопроводів. Тепер стандарт містить дві таблиці в Додатку N: Таблиця N.1 для опор трубопроводів, виготовлених відповідно до EN 13480-3:2014, та Таблиця N.2 для опор трубопроводів відповідно до EN 1090-2:2018 +A1:2024.
В обох таблицях наведено три класи опор від S1 до S3, щоб детально роз'яснити, які саме документи мають бути надані або надані для ознайомлення за запитом.
Висновок та рекомендації
Компанія Hilti рада підтримати вас під час реалізації ваших проєктів трубопроводів, надаючи конкретні деталі та технічну підтримку на початкових етапах, а також фізичну підтримку безпосередньо на об'єкті для забезпечення успішного виконання проєкту. Для отримання додаткової інформації, будь ласка, зверніться до місцевих експертів HILTI та ознайомтеся з іншими статтями на цю тему.