Нормы расчета на прочность сосудов
ГОСТ Р 51274-99
Группа Г02
____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ Р 51274-99 с ГОСТ Р 52857.9-2017 см. по ссылке.
– Примечание изготовителя базы данных.
__________________________________________________________________
ОКС 71.120.20
ОКП 36 1100
1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 260 “Оборудование химическое и газонефтеперерабатывающее”
2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 6 мая 1999 г. N 159
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17.02.2006 N 10-ст с 01.03.2006
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных ИУС N 5 2006 год
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод расчета на прочность аппаратов колонного типа, работающих под действием внутреннего избыточного или наружного давления, собственного веса, изгибающих моментов от ветровых нагрузок или сейсмических воздействий, а также изгибающих моментов, возникающих от действия эксцентрически приложенных весовых нагрузок.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность
ГОСТ Р 51273-99 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий.
3 Расчетные сечения
3.1 При расчете аппарата проверяют следующие сечения:
– поперечное сечение корпуса в месте присоединения опорной обечайки (сечение , рисунок 1), а также для аппарата переменного сечения – поперечные сечения корпуса, переменные по диаметру и/или толщине;
– поперечное сечение опорной обечайки в месте присоединения к корпусу (сечение , рисунок 2);
– поперечное сечение опорной обечайки в местах расположения отверстий (сечение , рисунок 2);
– поперечное сечение опорной обечайки в месте присоединения нижнего опорного кольца (сечение , рисунок 2).
Рисунок 1 – Расчетные сечения корпуса аппарата
Рисунок 1 – Расчетные сечения корпуса аппарата
Рисунок 2 – Расчетные сечения опорной обечайки
а) цилиндрическая | б) коническая |
Рисунок 2 – Расчетные сечения опорной обечайки
3.2 Условные обозначения и размерность величин, указанных в стандарте, приведены приложении А.
4 Расчетные нагрузки
4.1 Расчетные давления
Расчетные давления в рабочих условиях и в условиях испытания устанавливают по ГОСТ 14249.
4.2 Нагрузки от собственного веса
При расчете должны быть учтены весовые нагрузки:
– вес в рабочих условиях, включая вес обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств, рабочей среды;
– вес при гидроиспытании, включая вес жидкости, заполняющей аппарат;
– максимальный вес аппарата в условиях монтажа;
– минимальный вес аппарата в условиях монтажа после установки в вертикальное положение.
4.3 Расчетные изгибающие моменты
При расчете должны быть учтены изгибающие моменты:
– максимальный изгибающий момент от действия эксцентрических весовых нагрузок, в том числе от присоединяемых трубопроводов и др.;
– изгибающий момент от действия ветровых нагрузок, определяемый по ГОСТ Р 51273 для трех расчетных условий аппарата, а именно:
для рабочих условий при нагрузке ,
для условий испытания при нагрузке ,
для условий монтажа при нагрузке ;
– изгибающий момент от сейсмических воздействий, определяемый по ГОСТ Р 51273 для двух расчетных условий аппарата*, а именно:
для рабочих условий при нагрузке ,
для условий монтажа при нагрузке .
___________________
* определяют для аппарата, устанавливаемого в районе с сейсмичностью 7 или более баллов.
4.4 Снеговые нагрузки
При расчете аппарата колонного типа снеговые нагрузки не учитывают.
4.5 Температурные нагрузки
При наличии в элементах конструкции аппарата, включая его опорные части, значительных температурных перепадов следует дополнительно определять температурные напряжения.
Температурные напряжения определяют специальными методами расчета.
Размах приведенных напряжений, равный сумме всех действующих напряжений (включая температурные), определенных упругим расчетом, должен удовлетворять условию
, (1)
где – размах приведенных напряжений в рассматриваемом элементе;
– минимальное значение предела текучести для материала рассматриваемого элемента при расчетной температуре по ГОСТ 14249;
– минимальное значение временного сопротивления для материала рассматриваемого элемента при расчетной температуре по ГОСТ 14249.
4.6 Местные нагрузки
Расчет локальных напряжений в элементах аппарата от действия местных нагрузок, вызываемых присоединяемыми трубопроводами, площадками, кронштейнами и т.д. (сечения , , рисунок 1), производят по нормативной документации, утвержденной в установленном порядке.
4.7 Расчетная температура
Расчетную температуру устанавливают по ГОСТ 14249.
Расчетную температуру для условий испытания и монтажа принимают равной 20 °С.
5 Сочетание нагрузок
Аппарат необходимо рассчитывать для трех расчетных условий:
– рабочее условие;
– условие испытания;
– условие монтажа.
Сочетание нагрузок для этих условий приведено в таблице 1.
Таблица 1 – Сочетание нагрузок
Условия | Расчетное давление , МПа (кгс/см) | Осевое сжимающее усилие F, Н (кгс) | Расчетный изгибающий момент , Н·мм (кгс·см) |
Рабочее условие | Для сейсмических районов принимают большее из двух значений: | ||
Условие испытания | |||
Условие монтажа | |||
Для анкерных болтов | Для сейсмических районов принимают большее из двух значений: |
6 Корпус аппарата
6.1 Стенка аппарата должна быть проверена на прочность и устойчивость.
Проверку прочности следует проводить для рабочего условия () и условия монтажа ().
Проверку устойчивости следует проводить для рабочего условия () и условия испытания ().
Проверку прочности и устойчивости для корпуса проводят в сечениях, указанных в разделе 3. Расчетные нагрузки и изгибающие моменты принимают по таблице 1.
6.2 Проверка прочности
6.2.1 Продольные напряжения следует рассчитывать:
– на наветренной стороне по формуле
; (2)
– на подветренной стороне по формуле
. (3)
6.2.2 Кольцевые напряжения следует рассчитывать по формуле
. (4)
6.2.3 Эквивалентные напряжения следует рассчитывать:
– на наветренной стороне по формуле
; (5)
– на подветренной стороне по формуле
. (6)
6.2.4 Условия прочности следует проверять:
– на наветренной стороне по формуле
; (7)
– на подветренной стороне по формуле
, (8)
где – допускаемое напряжение для материала корпуса аппарата при расчетной температуре по ГОСТ 14249;
– коэффициент прочности сварного шва по ГОСТ 14249.
В случае, когда и/или сжимающие напряжения, значение в формулах (7) и (8) принимают равным 1,0.
6.3 Проверка устойчивости
6.3.1 Аппараты, работающие под внутренним избыточным давлением или без давления
Проверку устойчивости для рабочих условий и условий испытания следует проводить по формуле
, (9)
где и принимают по таблице 1, a и определяют по ГОСТ 14249.
6.3.2 Аппараты, работающие под наружным давлением
Проверку устойчивости для рабочих условий следует проводить по формуле
, (10)
где принимают по таблице 1, а определяют по ГОСТ 14249.
Проверку устойчивости для условий испытания следует проводить в соответствии с требованиями 6.3.1.
7 Опорная обечайка
7.1 Опорную обечайку проверяют на прочность и устойчивость для рабочего условия и условия испытания.
Проверку прочности и устойчивости проводят в сечениях , , указанных в разделе 3, по формулам (2)-(9). Расчетные нагрузки и изгибающие моменты принимают по таблице 1
.
7.2 Проверку прочности сварного шва, соединяющего корпус аппарата с опорной обечайкой (сечение , рисунок 2), следует проводить по формуле
, (11)
где – допускаемое напряжение для материала опорной обечайки при расчетной температуре по ГОСТ 14249.
7.3 Проверку устойчивости опорной обечайки в зоне отверстий (сечение , рисунок 2) следует проводить по формуле
, (12)
где , определяют по ГОСТ 14249;
– коэффициенты, определяемые соответственно по формулам:
, , , (13)
где , , – соответственно площадь, наименьший момент сопротивления и координата центра тяжести наиболее ослабленного поперечного сечения.
Примечание – Отверстия диаметром менее 0,04 при расчете по формулам (12) и (13) не учитывают.
8 Элементы опорного узла
8.1 Расчет элементов опорного узла (рисунок 3) следует проводить для рабочего условия и условия испытания.
Рисунок 3 – Опорный узел
Расчетные нагрузки и изгибающие моменты принимают по таблице 1 для сечения .
8.2 Толщину нижнего опорного кольца следует определять по формуле
, (14)
где – коэффициент по рисунку 4 или формуле
; (15)
– допускаемое напряжение для материала опорного узла при расчетной температуре по ГОСТ 14249.
Рисунок 4 – Коэффициент “хи(1)”
Рисунок 4 – Коэффициент
8.3 Ширину нижнего опорного кольца опоры аппарата, устанавливаемого на бетонном фундаменте, следует определять по формуле
, (16)
где – напряжение бетона на сжатие, определяемое в зависимости от марки бетона по строительным нормам.
8.4 Толщину верхнего опорного кольца следует определять по формуле
, (17)
где – площадь поперечного сечения анкерного болта по внутреннему диаметру резьбы;
– коэффициент по рисунку 5 или формуле
; (18)
– допускаемое напряжение для материала анкерных болтов по приложению Б.
Рисунок 5 – Коэффициент “хи(2)”
Рисунок 5 – Коэффициент
При наличии усиливающей пластины толщиной , приваренной к верхнему опорному кольцу, расчет следует проводить по формуле
, (19)
где – коэффициент по рисунку 6 или формуле
. (20)
Рисунок 6 – Коэффициент “хи(3)”
Рисунок 6 – Коэффициент
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.5 Толщину ребра определяют по формуле
, (21)
= | 2,0 – для опорного узла исполнений 1 и 3 (рисунок 3); 1,0 – для опорного узла исполнения 2 (рисунок 3). |
Ребра конструкции с соотношением 20 необходимо проверять на устойчивость.
8.6 Проверку прочности опорной обечайки в зоне верхнего опорного кольца следует проводить по формуле
, (22)
где – коэффициент по рисунку 7 или формулам:
(23)
= | для опорного узла исполнения 2 (рисунок 3); для опорного узла исполнения 3 (рисунок 3). |
Рисунок 7 – Коэффициент “хи(5)”
Рисунок 7 – Коэффициент
9 Анкерные болты
9.1 Расчет анкерных болтов необходимо проводить для рабочих условий и условий монтажа.
В случае, когда , диаметр и количество болтов принимают конструктивно.
Величины и принимают по таблице 1 для соответствующих условий.
9.2 Внутренний диаметр резьбы анкерных болтов следует определять по формуле
, (24)
где – коэффициент по рисунку 8 или формуле
(25)
Рисунок 8 – Коэффициент “хи(6)”
Рисунок 8 – Коэффициент
9.1, 9.2 (Измененная редакция, Изм. N 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное). Условные обозначения и размерность величин
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
– площадь наиболее ослабленного поперечного сечения опорной обечайки, мм (см)
– площадь поперечного сечения анкерного болта по внутреннему диаметру резьбы, мм (см)
– катет сварного шва в месте приварки опорной обечайки, мм (см)
– ширина нижнего опорного кольца (рисунок 3), мм (см)
– выступающая ширина нижнего опорного кольца (рисунок 3), мм (см)
– длина верхнего опорного элемента (рисунок 3), мм (см)
– ширина верхнего опорного элемента (рисунок 3), мм (см)
– минимальное расстояние между двумя смежными ребрами (рисунок 3), мм (см)
– максимальное расстояние между двумя смежными ребрами (рисунок 3), мм (см)
– ширина усиливающей пластины, привариваемой к верхнему опорному кольцу, мм (см)
– сумма всех прибавок к расчетной толщине, мм (см)
– внутренний диаметр аппарата (рисунки 1 и 2), мм (см)
– внутренний диаметр цилиндрической опорной обечайки (рисунок 2а) или внутренний диаметр конической опорной обечайки в соответствующем расчетном сечении (рисунок 2б), мм (см)
– диаметр окружности анкерных болтов (рисунок 2), мм (см)
– диаметр окружности, вписанной в шестигранник гайки анкерного болта, мм (см)
– внутренний диаметр резьбы анкерного болта, мм (см)
– расстояние от оси анкерного болта до опорной обечайки (рисунок 3), мм (см)
– осевое сжимающее усилие, Н (кгс)
– осевое сжимающее усилие в рабочих условиях, Н (кгс)
– осевое сжимающее усилие в условиях испытания, Н (кгс)
– осевое сжимающее усилие в условиях монтажа, Н (кгс)
– допускаемое осевое сжимающее усилие, Н (кгс)
– вес аппарата (включая вес обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств, рабочей среды) в рабочих условиях, Н (кгс)
– вес аппарата (включая вес жидкости, заполняющей аппарат) в условиях испытания, Н (кгс)
– максимальный вес аппарата в условиях монтажа, Н (кгс)
– минимальный вес аппарата в условиях монтажа после установки его в вертикальное положение, Н (кгс)
– общая высота аппарата от поверхности земли (рисунок 1), мм (см)
– высота опорного узла (рисунок 3), мм (см)
– расчетный изгибающий момент, Н·мм (кгс·см)
– максимальный изгибающий момент от действия эксцентрических весовых нагрузок, в том числе от присоединяемых трубопроводов и др. ( – в рабочих условиях, – в условиях испытания, – в условиях монтажа), Н·мм (кгс·см)
– изгибающий момент от действия ветровых нагрузок ( – в рабочих условиях, – в условиях испытания, – в условиях монтажа), Н·мм (кгс·см)
– допускаемый изгибающий момент, Н·мм (кгс·см)
– изгибающий момент от сейсмических воздействий (- в рабочих условиях, – в условиях монтажа), Н·мм (кгс·см)
– число анкерных болтов
– расчетное давление (внутреннее избыточное давление, наружное давление со знаком “минус” или пробное давление испытания), МПа (кгс/см)
– расчетное давление в рабочих условиях, МПа (кгс/см)
– пробное давление в условиях испытания, МПа (кгс/см)
[] – допускаемое наружное давление, МПа (кгс/см)
– минимальное значение предела текучести для материала рассматриваемого элемента при расчетной температуре, МПа (кгс/см)
– минимальное значение временного сопротивления для материала рассматриваемого элемента при расчетной температуре, МПа (кгс/см)
– исполнительная толщина стенки аппарата (рисунки 1 и 2), мм (см)
– исполнительная толщина стенки опорной обечайки (рисунок 2), мм (см)
– исполнительная толщина нижнего опорного кольца (рисунок 3), мм (см)
– исполнительная толщина верхнего опорного кольца (рисунок 3), мм (см)
– толщина усиливающей пластины, привариваемой к верхнему опорному кольцу, мм (см)
– исполнительная толщина ребра (рисунок 3), мм (см)
– размах приведенных напряжений в рассматриваемом элементе аппарата, МПа (кгс/см)
– местное напряжение изгиба в опорной обечайке, МПа (кгс/см)
– допускаемое напряжение для материала опорного узла при расчетной температуре, МПа (кгс/см)
– допускаемое напряжение для анкерных болтов, МПа (кгс/см)
– допускаемое напряжение для материала корпуса аппарата при расчетной температуре, МПа (кгс/см)
– допускаемое напряжение для материала опорной обечайки при расчетной температуре, МПа (кгс/см)
– допускаемое напряжение бетона на сжатие, МПа (кгс/см)
– коэффициент прочности сварного шва
– координата расчетного сечения (рисунок 1), мм (см)
– наименьший момент сопротивления наиболее ослабленного сечения опорной обечайки, мм (см)
– координата центра тяжести наиболее ослабленного сечения опорной обечайки, мм (см)
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое). Допускаемые напряжения для анкерных болтов при температуре 20 °С
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(рекомендуемое)
Марка стали | ВСт3 | 16ГС, 09Г2С, 10Г2С1 |
Допускаемое напряжение , МПа (кгс/см) | 140 (1400) | 170 (1700) |
УДК 66.065.54:006.354 | ОКС 71.120.20 | Г02 | ОКП 36 1100 |
Ключевые слова: колонные аппараты, наружное давление, расчетная температура, изгибающий момент, стенка аппарата, опорная обечайка, устойчивость | |||
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 1999
Изготовителем базы данных
в текст документа внесено Изменение N 1,
утвержденное Приказом
Ростехрегулирования от 17.02.2006 N 10-ст
Источник
Версия для печати
1.1. Расчетная температура
1.1.1. Расчетную температуру используют для определения физико-механических характеристик материала и допускаемых напряжений.
1.1.2. Расчетную температуру определяют на основании теплотехнических расчетов или результатов испытаний.
За расчетную температуру стенки сосуда или аппарата принимают наибольшее значение температуры стенки. При температуре ниже 20 °С за расчетную температуру при определении допускаемых напряжений принимают температуру 20 °С.
1.1.3. Если невозможно провести тепловые расчеты или измерения и если во время эксплуатации температура стенки повышается до температуры среды, соприкасающейся со стенкой, то за расчетную температуру следует принимать наибольшую температуру среды, но не ниже 20 °С.
При обогреве открытым пламенем, отработанными газами или электронагревателями расчетную температуру принимают равной температуре среды, увеличенной на 20 °С при закрытом обогреве и на 50 °С при прямом обогреве, если нет более точных данных.
1.2. Рабочее, расчетное и пробное давление
1.2.1. Под рабочим давлением для сосуда и аппарата следует понимать максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и без учета допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана или других предохранительных устройств.
1.2.2. Под расчетным давлением в рабочих условиях для элементов сосудов и аппаратов следует понимать давление, на которое проводится их расчет на прочность.
Расчетное давление для элементов сосуда или аппарата принимают, как правило, равным рабочему давлению или выше.
При повышении давления в сосуде или аппарате во время действия предохранительных устройств более чем на 10%, по сравнению с рабочим, элементы аппарата должны рассчитываться на давление, равное 90% давления при полном открытии клапана или предохранительного устройства.
Для элементов, разделяющих пространства с разными давлениями (например, в аппаратах с обогревающими рубашками), за расчетное давление следует принимать либо каждое давление в отдельности, либо давление, которое требует большей толщины стенки рассчитываемого элемента. Если обеспечивается одновременное действие давлений, то допускается производить расчет на разность давлений. Разность давления принимается в качестве расчетного давления также для таких элементов, которые отделяют пространства с внутренним избыточным давлением от пространства с абсолютным давлением, меньшим чем атмосферное. Если отсутствуют точные данные о разности между абсолютным давлением и атмосферным, то абсолютное давление принимают равным нулю.
Если на элемент сосуда или аппарата действует гидростатическое давление, составляющее 5 % и выше рабочего, то расчетное давление для этого элемента должно быть повышено на это же значение.
1.2.3. Под пробным давлением в сосуде или аппарате следует понимать давление, при котором проводится испытание сосуда или аппарата.
1.2.4. Под расчетным давлением в условиях испытаний для элементов сосудов или аппаратов следует понимать давление, которому они подвергаются во время пробного испытания, включая гидростатическое давление, если оно составляет 5% или более пробного давления.
1.3. Расчетные усилия и моменты
За расчетные усилия и моменты принимают действующие для соответствующего состояния нагружения (например, при эксплуатации, испытании или монтаже), усилия и моменты, возникающие в результате действия собственной массы присоединенных трубопроводов, ветровой, снеговой и других нагрузок.
Расчетные усилия и моменты от ветровой нагрузки и сейсмических воздействий определяют по ГОСТ 24756.
1.4. Допускаемое напряжение, коэффициенты запаса прочности и устойчивости
1.4.1. Допускаемое напряжение [s] при расчете по предельным нагрузкам сосудов и аппаратов, работающих при статических однократных* нагрузках, определяют:
- для углеродистых и низколегированных сталей
(1)
- для аустенитных сталей
(2)
* Если сосуды и аппараты работают при многократных статических нагрузках, но количество циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий не превышает 103, то такая нагрузка в расчетах на прочность условно считается однократной. При определении числа циклов нагружения не учитывают колебание нагрузки в пределах 15 % расчетной.
Предел ползучести используют для определения допускаемого напряжения в тех случаях, когда отсутствуют данные по пределу длительной прочности или по условиям эксплуатации необходимо ограничить величину деформации (перемещения).
При отсутствии данных по условному пределу текучести при 1 %-ном остаточном удлинении допускаемое напряжение для аустенитной стали определяют по формуле (1).
Для условий испытания допускаемое напряжение определяют по формуле
(3)
Для условий испытаний сосудов и аппаратов из аустенитных сталей допускаемое напряжение определяют по формуле
(4)
1.4.2. Коэффициенты запаса прочности должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 1.
Таблица 1
Условие нагружения | Коэффициент запаса прочности | |||
|---|---|---|---|---|
nт | nв | nд | nп | |
Рабочие условия | 1,5 | 2,4 | 1,5 | 1,0 |
Условия испытания: | ||||
– гидравлические испытания | 1,1 | – | – | – |
– пневматические испытания | 1,2 | – | – | – |
Условия монтажа | 1,1 | – | – | |
Для сосудов и аппаратов группы 3, 4 по «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» Госгортехнадзора СССР коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению nв допускается принимать равным 2,2.
В случае, если допускаемое напряжение для аустенитных сталей определяют по формуле (1), коэффициент запаса прочности nт по условному пределу текучести Rp0,2 для рабочих условий принимается равным 1,3.
Для сосудов и аппаратов, работающих в условиях ползучести при расчетном сроке эксплуатации 104 до 2×105 ч, коэффициент запаса прочности nд равен 1,5. При расчетном сроке эксплуатации 2×105 ч допускается коэффициент запаса прочности nд принимать равным 1,25, если выполняют контроль жаропрочности и длительной пластичности материала в эксплуатации, а отклонение в меньшую сторону длительной прочности и ползучести от среднего значения не превышает 20%.
Расчет на прочность цилиндрических обечаек и конических элементов, выпуклых и плоских днищ для условий испытания проводить не требуется, если расчетное давление в условиях испытания будет меньше, чем расчетное давление в рабочих условиях, умноженное на 1,35.
1.4.3. Поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям (h) должен быть равен единице, за исключением стальных отливок, для которых коэффициент h имеет следующие значения:
- 0,8 – для отливок, подвергающихся индивидуальному контролю неразрушающими методами;
- 0,7 – для остальных отливок.
1.4.4. Для сталей, широко используемых в химическом, нефтехимическом и нефтеперерабатывающем машиностроении, допускаемые напряжения для рабочих условий при h = 1 должны соответствовать приведенным в приложении 1.
1.4.5. Для стального листового проката, изготовляемого согласно техническим условиям по двум группам прочности, допускаемые напряжения для первой группы прочности принимают по табл. 5 приложения 1. Для листового проката второй группы прочности (стали ВСт3пс, ВСт3сп, ВСт3Гпс и 09Г2С) допускаемое напряжение, принимаемое по табл. 5 приложения 1, увеличивают на 6%, а для стали 09Г2 – на 7 %. При применении сталей ВСт3пс ВСт3сп и ВСт3Гпс второй группы прочности при температуре выше 250 °С, а сталей 09Г2С и 09ГС второй группы прочности при температуре выше 300 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как для стали первой группы.
1.4.6. Разрешается допускаемое напряжение при температуре 20 °С определять по п. 1.4.1, принимая гарантированные значения механических характеристик в соответствии со стандартами или техническими условиями на стали с учетом толщины листового проката. При повышенных температурах допускаемые напряжения, принимаемые с учетом толщины проката и групп прочности стали, разрешается определять по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.
1.4.7. Расчетные механические характеристики, необходимые для определения допускаемых напряжений при повышенных температурах для сталей, не приведенных в приложении 1, определяют после проведения испытаний представительного количества образцов, обеспечивающих гарантированные значения прочностных свойств.
1.4.8. Для элементов сосудов и аппаратов, работающих в условиях ползучести при разных за весь период эксплуатации расчетных температурах, в качестве допускаемого напряжения разрешается принимать эквивалентное допускаемое напряжение [s]экв, вычисляемое по формуле
,(5)
где [s]i = [s]1; [s]2; … [s]n – допускаемое напряжение для расчетного срока эксплуатации при температурах ti (i = l, 2 …);
Ti – длительность этапов эксплуатации элементов с температурой стенки соответственно ti (i = l, 2 …), ч;
– общий расчетный срок эксплуатации, ч;
m – показатель степени в уравнениях длительной прочности стали (для легированных жаропрочных сталей рекомендуется принимать m = 8).
Этапы эксплуатации при разной температуре стенки рекомендуется принимать по ступеням температуры в 5 и 10 °С.
1.4.9. Для сосудов и аппаратов, работающих при многократных нагрузках, допускаемую амплитуду напряжений определяют по ГОСТ 25859.
1.4.10. Для элементов сосудов и аппаратов, рассчитываемых не по предельным нагрузкам (например, фланцевых соединений) допускаемые напряжения должны определять по соответствующей нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.
1.4.11. Расчетные значения предела текучести, временного сопротивления и коэффициентов линейного расширения приведены в приложениях 2, 3.
1.4.12. Коэффициент запаса устойчивости (nу) при расчете сосудов и аппаратов на устойчивость по нижним критическим напряжениям в пределах упругости следует принимать:
- 2,4 – для рабочих условий;
- 1,8 – для условий испытания и монтажа.
1.5. Расчетные значения модуля продольной упругости
1.5.1. Расчетные значения модуля продольной упругости Е для углеродистых и легированных сталей в зависимости от температуры должны соответствовать приведенным в приложении 4.
1.6. Коэффициенты прочности сварных швов
При расчете на прочность сварных элементов сосудов и аппаратов в расчетные формулы следует вводить коэффициент прочности сварных соединений:
- jр – продольного шва цилиндрической или конической обечаек;
- jт – кольцевого шва цилиндрической или конической обечаек;
- jк – сварных швов кольца жесткости;
- ja – поперечного сварного шва для укрепляющего кольца;
- j, jА, jВ – сварных швов выпуклых и плоских днищ и крышек (в зависимости от расположения).
Числовые значения этих коэффициентов должны соответствовать значениям, приведенным в приложении 5.
Для бесшовных элементов сосудов и аппаратов j = 1.
1.7. Прибавки к расчетным толщинам конструктивных элементов
1.7.1. При расчете сосудов и аппаратов необходимо учитывать прибавку к расчетным толщинам элементов сосудов и аппаратов.
Исполнительную толщину стенки элемента сосуда и аппарата должны определять по формуле
s ³ sp + c, (6)
где sp – расчетная толщина стенки элемента сосуда и аппарата.
Прибавку к расчетным толщинам следует определять по формуле
c = c1 + c2 + c3. (7)
При поверочном расчете прибавку вычитают из значений исполнительной толщины стенки.
Если известна фактическая толщина стенки, то при поверочном расчете можно не учитывать c2 и c3.
1.7.2. Обоснование всех прибавок к расчетным толщинам должно быть приведено в технической документации.
При двухстороннем контакте с коррозионной и (или) эрозионной средой прибавку c1 для компенсации коррозии и (или) эрозии должны соответственно увеличивать.
Технологическая прибавка c3 предусматривает компенсацию утонения стенки элемента сосуда или аппарата при технологических операциях – вытяжке, штамповке, гибке труб и т. д. В зависимости от принятой технологии эту прибавку следует учитывать при разработке рабочих чертежей.
Прибавки c2 и c3 учитывают в тех случаях, когда их суммарное значение превышает 5% номинальной толщины листа.
Технологическая прибавка c3 не включает в себя округление расчетной толщины до стандартной толщины листа.
При расчете эллиптических днищ, изготовляемых штамповкой, технологическую прибавку c3 для компенсации утонения в зоне отбортовки не учитывают, если ее значение не превышает 15% расчетной толщины листа.
1.8. Проверка на усталостную прочность
1.8.1. Для сосудов и аппаратов, работающих при многократных нагрузках с количеством циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий более 103 за весь срок эксплуатации, кроме расчета по настоящему стандарту, следует выполнять проверку на усталостную прочность.
1.8.2. Сосуды и аппараты, работающие при многократных нагрузках, проверяют на циклическую прочность по ГОСТ 25859.
<< к содержанию ГОСТ 14249-89 / вперед >>
Источник