Плоские днища для сосудов
Шаг 1: для начала расчета задайте давление
Расчетное давление р = МПа
Расчетная температура Т = ºС
Шаг 2: выберите тип днища
Тип днища (см. эскиз днища):
Коэффициент конструкции днища К =
Шаг 3: задайте диаметр и толщину днища
мм
Толщина стенки днища s1 = мм
Толщина
цилиндрической части днища s = мм
Шаг 4: выберите материал днища
Марка стали днища
Допускаемое напряжение [σ] = МПа
Шаг 5: уточните прибавки к толщине стенки
Прибавка на коррозию c1 = мм
Компенсация минусового допуска c2 = мм
Технологическая прибавка c3 = мм
Шаг 6: уточните коэффициент сварного соединения
Шаг 7: если выбран тип дниша 1,2 или 6
Катет приварки днища a = мм
Шаг 8: если выбран тип дниша 9
Высота цилиндрической части
днища h1 = мм
Радиус закругления r = мм
Шаг 9: если выбран тип дниша 10
Толщина днища
в зоне кольцевой проточки s2 = мм
Радиус закругления r = мм
Угол γ = º
Шаг 10: если выбран тип дниша 11 или 12
Толщина днища
в зоне уплотнения s2 = мм
Наименьший наружный диаметр
утоненной части крышки D2 = мм
Шаг 11: задайте отверстия в днище
Количество отверстий
Диаметр отверстия 1 d1 = мм
Диаметр отверстия 2 d2 = мм
Диаметр отверстия 3 d3 = мм
Коэффициенты запаса прочности днища
По толщине S1:
Эскиз днища
Результаты расчета днища
При расчете обратите внимание на допускаемые напряжения сталей:
1. При расчетных температурах ниже 20°С допускаемые напряжения принимают такими же, как и при 20°С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.
2. Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,5 МПа в сторону меньшего значения.
3. Для стали марки 20 при Re20e20 / 220.
4. Для стали марки 10Г2 при Rр0,220р0,220 / 270.
5. Для стали марок 09Г2С, 16ГС классов прочности 265 и 296 по ГОСТ 19281 допускаемые напряжения независимо от толщины листа определяют для толщины свыше 32 мм.
6. При расчетных температурах ниже 200°С сталь марок 12МХ, 12ХМ, 15ХМ применять не рекомендуется.
7. Допускаемые напряжения для поковок из стали марки 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т умножают на 0,83 при темепературах до 550°С.
8. Допускаемые напряжения для сортового проката из стали марки 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т умножают на отношение Rр0,2 / 240 при темепературах до 550°С, где Rр0,2 – предел текучести материала сортового проката определен по ГОСТ 5949.
9. Допускаемые напряжения для поковок и сортового проката из стали марки 08Х18Н10Т умножают на 0,95 при темепературах до 550°С.
10. Допускаемые напряжения для поковок из стали марки 03Х17Н14М3 умножают на 0,9.
11. Допускаемые напряжения для поковок из стали марки 03Х18Н11 умножают на 0,9, для сортового проката допускаемые напряжения умножают на 0,8.
12. Допускаемые напряжения для труб из стали марки 03Х21Н21М4ГБ умножают на 0,88.
13. Допускаемые напряжения для поковок из стали марки 03Х21Н21М4ГБ умножают на на отношение Rр0,2 / 250, где Rр0,2 – предел текучести материала поковок определен по ГОСТ 25054 (по согласованию).
Примечания:
1. Расчет толщины стенки плоской крышки и днища проводится по методике ГОСТ-34233.2-2017.
2. Значения полей, выделенных цветом заполняются автоматически из внутренней базы данных, при желании можно вводить свои значения.
3. Допускаемые напряжения определены согласно ГОСТ-34233.1-2017.
ВАЖНО:
4. Используя данный сервис Вы подтверждаете, что используете программу на свой страх и риск исключительно в ознакомительных целей. Администрация ресурса ответственности за результаты расчета не несет. Назначение программы – предварительные расчеты для последующего самостоятельного расчета но действующим Нормам расчетов прочности.
Методика расчета по ГОСТ 34233.2-2017:
7.2 Расчет плоских круглых днищ и крышек.
7.2.1 Толщину плоских круглых днищ и крышек сосудов и аппаратов, работающих под внутренним избыточным давлением, вычисляют по формулам
, где
.
7.2.2 Коэффициент К в зависимости от конструкции днищ или крышек определят по таблице 4.
Таблица 4.
7.2.3 Ко для днищ и крышек, имеющих одно отверстие, вычисляют по формуле
7.2.4 Ко для днищ и крышек, имеющих несколько отверстий, вычисляют по формуле
Коэффициент Ко определяют для наиболее ослабленного сечения. Максимальную сумму для длин хорд отверстий в наиболее ослабленном диамтральном сечении днища или крышки определяют согласно рисунку 19 по формуле .
Основные расчетные размеры отверстий указаны на рисунках 16,17.
7.2.5 Ко для днищ и крышек без отверстий принимают равным 1.0.
7.2.6 Во всех случаях присоединения днища к обечайке минимальная толщина плоского круглого днища должна быть не менее толщины обечайки, вычисленной в соотвествии с 5.3.
7.2.7 Допускаемое давление на плоское днище или крышку вычисляют по формуле
7.2.8 Толщину s2 для типов соединения 10,11 и 12 (см. таблицу 4) вычисляют по формулам:
Количество посетителей, выполняющих расчеты On-line:
Возникли вопросы, пожелания? Оставьте свой отзыв!
Михаил (22.07.2020)
очень удобно.Спасибо
Александр (24.04.2020)
необходим расчёт согласно ГОСТ 34233.2-2017 рис. 18
Admin (17.04.2020)
Спасибо за отзыв. Стали будут добавлены.
Babay Alex (17.04.2020)
Хотелось бы увидеть в применяемых сталях марки 40Х и 30ХГСА. Очень часто использую этот сервис, но теряю много времени на подгонку расчетов под эти марки сталей. А в целом удобный сервис. Спасибо!
Admin (04.03.2020)
Проверил, всё работает. ГОСТ исправим. Спасибо за отзыв.
Павел (04.03.2020)
Разбираться некогда, но для типа 11 именно у меня (мож глюк браузера, не знаю) при изменении исходных данных изменяются подставляемые значения в результатах расчета, но сам результат не меняется. Ввел ошибочно, исправил и вот случайно заметил. Проверьте. Ну и ГОСТ конечно новый 34233.2-2017
юрий (18.10.2019)
что означает в формулах точка с запятой?
Виталий (05.07.2019)
Спасибо, очень полезно. Для типа 11 не понятно как учитываются болтовые отверстия. В поле “Шаг 11” предусмотрены только 3 отверстия в центральной части фланца. Хотелось бы побольше.
Дмитрий (12.04.2019)
Спасибо. Добавьте, пожалуйста, расчет для типа 18. Бывает очень нужно по работе.
Дмитрий (27.03.2019)
Спасибо, ребята. Можно ли добавить возможность распечатки результатов?
Александр (уФА конструктор) (20.03.2018)
Спасибо. Очень удобно. Спасибо.
Алексей (03.12.2017)
В 95% случаев используется плоская крышка с дополнительным краевым моментом по рис 18 ГОСТ Р 52857.2-2007. Очень хотелось бы увидеть тут данный расчёт.
Алексей (21.11.2017)
нет расчёта крышки с дополнительным краевым моментом по рис 18 ГОСТ Р 52857.2-2007
Azamat (19.03.2017)
Thanks a iot
Источник
Версия для печати
02 Сентября 2015 г.
Наши Заказчики часто задают вопрос, по какому принципу мы на Заводе выбираем ту или иную форму днищ в различных горизонтальных резервуарах и емкостях или, например, на основе каких государственных стандартов проектируются днища. В данной статье мне бы хотелось представить обзор тематики, касающейся типов днищ, зависимость конструкции днища от условий эксплуатации и т.п.
Наш Завод изготавливает различные резервуары и емкости горизонтальной конструкции и различного назначения: для хранения жидкостей и газообразных сред, дренажные емкости и сосуды, работающие под давлением и без, что зависит от свойств эксплуатируемой рабочей среды.
Так, ассортимент предлагаемых нами горизонтальных емкостей включает в себя:
- горизонтальные резервуары РГС, РГСН, РГСП, РГСД
- емкости ЕП (ЕПП)
- аппараты ГЭЭ, ГКК, ГПП
- сосуды для сжиженных газов
Все вышеперечисленные емкости представляют собой горизонтальный цилиндрический корпус с двумя днищами. В зависимости от характеристик рабочей среды (жидкость или газообразные составы, плотность, температурный режим) и условий эксплуатации (хранение под давлением или без) днища могут иметь различную конструкцию. Так, различают следующие виды днищ:
- плоские днища
- конические днища
- сферические днища
- торосферические днища
- эллиптические днища
Выбор той или иной формы днищ зависит от многих параметров. Ниже мы подготовили краткую, но полную информацию по характеристикам днищ, выпускаемых Заводом САРРЗ в партнерстве с производителем днищ ООО “СП Бомбе”.
Процесс изготовления днищ для горизонтальных емкостей
Для изготовления качественной продукции, например, днищ, партнеры располагают всем необходимым оборудованием: оборудованием для плазменной резки металла, аппаратом для автоматической сварки, множеством токарно-фрезерных станков для обработки краев, фланжировочным станком, гидравлическими прессами и др.
Процесс производства днищ резервуаров условно можно разделить на этапы. Это:
- проектирование днищ в соответствии с государственными стандартами
- резка, формирование днищ из заготовок, обработка кромок и отбортовка
- сварка днищ и обечаек горизонтальных емкостей
В отделе проектирования наши инженеры-проектировщики оперируют и полагаются на требования нормативных документов. Их огромное множество, но мы определили наиболее значимые:
- ГОСТ 17032-2010 “Резервуары стальные горизонтальные для нефтепродуктов. Технические условия”
- ГОСТ Р 52630-2012 “Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия (с Изменением № 1)”
- ПБ 03-584-03 “Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных”
- ГОСТ 12619-78 “Днища конические отбортованные с углами при вершине 60 и 90°. Основные размеры”
- ГОСТ 12621-78 “Днища конические неотбортованные с углом при вершине 140 градусов. Основные размеры”
- ГОСТ 12620-78 “Днища конические неотбортованные с углами при вершине 60, 90 и 120 градусов. Основные размеры”
- ГОСТ 12622-78 “Днища плоские отбортованные. Основные размеры”
- ГОСТ 12623-78 “Днища плоские неотбортованные. Основные размеры”
- ГОСТ 6533-78 “Днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов. Основные размеры”
- ГОСТ 25221-82 “Сосуды и аппараты. Днища и крышки сферические неотбортованные. Нормы и методы расчета на прочность”
К описанию конструкций днищ я вернусь немного позже. Для начала мне бы хотелось рассказать Вам как изготавливаются сами днища.
После получения металлопроката и карт раскройки днищ от инженеров-проектировщиков начинается процесс производства днищ, который зависит от их (днищ) конструкций (конические, эллиптические, плоские, сферические) и марки стали.
Сначала наши специалисты осуществляют раскрой заготовки на станке плазменной или механической резки. Заготовки для эллиптических, сферических или плоских днищ отправляются на гидравлический пресс для штамповки или фланжировочную машину для холодной обкатки.
На гидравлическом прессе заготовке придается необходимая форма при ее нагреве под давлением. Далее уже сформированное днище проходит процесс отбортовки методом холодной накатки – пластической загибке бортов (кромок) днищ. Гибку кромок выполняют формовочные ролики, которые двигаются в горизонтальном и вертикальном направлении. Также для обработки бортов может использоваться метод вальцевания. Для получения ровных кромок их обрабатывают на шлифовочной машине или установке плазменной резки. На фланжировочном же станке происходит последовательно – придание формы днища и отбортовка кромок роликами. Для защиты днищ впоследствии во время эксплуатации, поверхность шлифуют, проводят электрохимическое травление, окрашивают, подвергают пескоструйной обработке или наносят специальное антикоррозионное покрытие. Выбор того или иного способа защиты зависит от требований Заказчика.
После получения готового элемента он проходит контроль качества в имеющейся на Заводе лаборатории визуально-измерительным методом, ультразвуковым или методом проникающего контроля.
Далее скажу несколько слов о различных конструкциях днищ.
Плоские днища
Плоские днища, в основном, применяются на резервуарах с малыми перепадами давления, рабочее давление в которых не превышает 0,07 МПа. Толщину металла, а также необходимость установки ребер жесткости наши специалисты рассчитывают исходя из давления внутри сосуда. Плоские днища бывают отбортованными или неотбортованными. Отбортованные днища имеют обработанные края и более удобны для получения качественного сварного шва со стенкой. Такие днища изготавливаются методом холодной накатки на фланжировочных машинах, на которых происходит отбортовка кромок. Предварительно заготовку могут подвергнуть термической обработке для повышения увеличения прочности.
Конические днища
Геометрия конических днищ характеризуется диаметрами широкой (место сварки с самим аппаратом) и узкой части, углом наклона от центра к краям (60°, 90°, 120°, 140°) и расстоянием от широкой до узкой частей. Конические отбортованные днища изготавливаются из нескольких элементов, которые сначала свариваются, а затем подаются на фланжировочную машину для отбортовки краев. Конические неотбортованные днища производятся на гидравлических прессах с последующей обработкой кромок и поверхности.
Эллиптические и торосферические днища
Наиболее распространенным видом днищ являются эллиптические, так как их применяют в сосудах, работающих под высоким давлением. Подобные днища изготавливаются двумя способами в зависимости от диаметра: днища диаметром до 2 м производят на гидравлических прессах, более крупные днища – на фланжировочных станках с последующей сваркой элементов. Края днищ проходят отбортовку кромок. Размеры эллиптических днищ типизированы. Но мы также предлагаем производство днищ по индивидуальным размерам. Единственное, что следует отметить: высота выпуклой части должна быть не менее 0,25 внутреннего диаметра днища.
Торосферические днища являются разновидностью эллиптических днищ. При этом они должны иметь высоту выпуклой части не менее 0,2 от внутреннего диаметра днища, радиус отбортовки не менее 0,095 внутреннего диаметра днища и внутренний радиус кривизны центральной части не более внутреннего диаметра днища.
Сферические днища
Сферические днища могут производиться как холодной, так и горячей штамповкой. Также если диаметр сферы слишком велик, такие днища состоят из нескольких свариваемых между собой отдельных”лепестков”. Для изготовления точного сферического днища важны такие параметры как внутренний диаметр и радиус сферы. При этом радиус сферы должен быть не менее 0,85 диаметра и не более диаметра.
Ниже для Вашего удобства привожу сводную справочную таблицу по соответствию типов емкостей и их днищ в зависимости от условий эксплуатации и соответствующие государственные стандарты.
Сводная таблица по конструктивным типам днищ горизонтальных емкостей
| Типы горизонтальных емкостей | Тип днища | Рабочая среда | Рабочее давление | Температурный режим эксплуатации | Нормативная база |
|---|---|---|---|---|---|
| Горизонтальные резервуары РГС (РГСН, РГСП, РГСД) | плоские отбортованные | неагрессивные жидкие продукты, техническая вода плотностью до 1300 кг/м3 | до 0,04 МПа | от -65ºС до +90ºС |
|
| плоские неотбортованные | |||||
| конические отбортованные | до 0,07 МПа | ||||
| конические неотбортованные | |||||
| Дренажные емкости ЕП и ЕПП | конические | нефтепродукты, масла, кислоты, щелочи с плотностью до 1000 кг/м3 и вязкостью не более 30х10-6 м2/с | до 0,07 МПа | от -15ºС до +80ºС |
|
| Аппараты ГЭЭ | эллиптические | жидкие и газообразные невзрывоопасные и нетоксичные среды плотностью до 1600 кг/м3 | до 1,6 МПа | от -60ºС до +50ºС |
|
| Аппараты ГКК | конические | жидкие и газообразные невзрывоопасные и нетоксичные среды плотностью до 1600 кг/м3 | до 1,6 МПа | от -60ºС до +50ºС |
|
| Аппараты ГПП | плоские | жидкие и газообразные невзрывоопасные и нетоксичные среды плотностью до 1600 кг/м3 | до 1,6 МПа | от -60ºС до +50ºС |
|
| Цилиндрические аппараты тип 1 | эллиптические | неагрессивные газовые и жидкие рабочие среды с плотностью до 1000 кг/м3 | до 2,5 МПа | от -60ºС до +300ºС |
|
| Отстойники | эллиптические | сточная вода, нефть, попутный газ | до 2,5 МПа | от -60ºС до +100ºС |
|
Если у Вас остались вопросы, звоните на Завод по телефону 8-800-555-9480 или пишите на электронную почту .
С уважением,
Директор Саратовского резервуарного завода Гамаюнов Михаил Михайлович
Источник
В цилиндрических емкостях и аппаратах наибольшее давление приходится на днище. Поэтому они должны обладать повышенной прочностью и устойчивостью к агрессивным воздействиям.
По форме они бывают:
- плоские;
- скругленные;
- конические.
Кроме того, отличают отбортованные и неотбортованные днища. Округлые (выпуклые) днища подразделяются на сферические или полусферические, торосферические или эллиптические. По мнению специалистов, наиболее рациональная форма днища – эллиптическая поверхность. Она позволяет при минимальной толщине листа равномерно распределить давление на поверхность, хорошо противостоят перепадам давления и гидродинамическим ударам, прост в производстве. Равномерность распределения давления достигается непрерывным плавным изменением радиуса поверхности от краев к центру.
В сварном емкостном оборудовании чаще всего встречаются эллиптические днища ГОСТ 6533-78. Они предназначаются для использования в аппаратах, котлах, трубопроводах и других емкостях с жидкими и газообразными средами. Они изготавливаются из отбортованной высококачественной стали и полностью отвечают всем требованиям Госгортехнадзора. Еще один популярный вид – эллиптические днища ГОСТ 11372-74, изготавливаемые из алюминия или латуни. Они применяются в агрессивных средах, где нельзя применять сталь. Для изготовления эллиптических днищ применяется технология горячей штамповки. В процессе производства они вытягиваются на прессах и отбортовываются по размеру соответствующих цилиндров. Контроль толщины стенок позволяет гарантировать ее постоянную величину, что позволяет четко прогнозировать технические и эксплуатационные характеристики. Преимуществом отботрованных днищ являются ровные края, что ускоряет изготовление емкостей и другого оборудования и делает процесс производства безопаснее. Поскольку днище подвергается избыточному давлению, в нем возникает растягивающее напряжение. Его воздействие на металл находится в прямой зависимости от толщины листа и силы внутреннего напряжения, возникающего в нем. Хуже всего с такими нагрузками справляются плоские днища, по этой причине они устанавливаются на аппараты диаметром не более 1200 мм, эксплуатирующиеся при небольшом давлении, например, наливные емкости. Для емкостей, работающих с высоким давлением, предназначаются эллиптические днища. Они применяются в различных промышленных отраслях, в том числе фармацевтической, химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и т.д. Для их изготовления используется металлический лист толщиной от 4 до 100 мм. Рабочий диаметр изделий может достигать 4500 мм. Для производства днищ, диаметр которых превышает 2000 мм, применяется технология фланжирования со сваркой.
Торосферические днища имеют характеристики с эллиптическими конструкциями. Меридиональное сечение таких днищ состоит из трех частей – центральной (плоской), переходной (с радиусом кривизны) и цилиндрической. Они предназначаются для установки в аппаратуру, работающую под давлением не более 6 бар. Они изготовляются при помощи холодной штамповки, для днищ больших диаметров применяется технология фланжирования.
Для аппаратуры, емкостей и трубопроводов, работающих с рабочими средами под высоким давлением, применяются полусферические днища, которые еще называют гемисферическими. В разрезе они представляют собой полусферу. Сферические сегменты производятся при помощи штамповки, а затем соединяются сварочными швами. Среди конических днищ чаще всего встречаются конструкции с углом 90 градусов при вершине. При диаметре более 1200 мм днище составлено из двух конструктивных элементов – конического и кольцевого, который отбортовывается. Иногда кольцевая часть сваривается из стальных лепестков.
Вернуться к списку статей
Источник