Расчет крышки сосуда высокого давления

ОКП 36 1510

Настоящий стандарт распространяется на однослойные обечайки, плоские и выпуклые днища сосудов и аппаратов кованых, ковано-сварных стальных, а также однослойных сосудов и аппаратов, изготовленных из стального листового проката, работающих при статических нагрузках под действием внутреннего избыточного давления свыше 10 до 100 МПа в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, и устанавливает нормы и методы расчета на прочность однослойных обечаек, плоских и выпуклых днищ.

Требования настоящего стандарта действительны при условии, что расчетная температура не превышает значений, при которых в расчетах на прочность учитывается ползучесть материалов. В случае отсутствия точных данных о температуре, настоящий стандарт применим при расчетной температуре, не превышающей 380 °С для углеродистой стали, 420 °С для низколегированной и среднелегированной сталей и 525 °С для аустенитной стали.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3027-81.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Расчетная температура, рабочее и расчетное избыточные давления (далее – рабочее и расчетное давления) – по ГОСТ 14249-89.

Условные обозначения величин в соответствии с приложением 2.

1.2. Значение пробного избыточного давления (далее – пробного давления) при гидравлических испытаниях следует определять по “Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”, утвержденным Госгортехнадзором СССР.

1.3. Допускаемое напряжение при расчете по предельным нагрузкам конструктивных элементов из углеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей вычисляют по формуле

. (1)

Коэффициенты , в зависимости от условий нагружения следует определять в соответствии с таблицей.

1.4. Если значение пробного давления больше значения, определяемого по формуле 1,35 , то следует проводить проверку на прочность конструктивных элементов сосудов и аппаратов, подставляя в соответствующие формулы значение пробного давления. При этом коэффициент выбирают в соответствии с таблицей.

1.5. В формулы для расчетов на прочность элементов сосудов и аппаратов, имеющих сварные соединения, необходимо вводить коэффициент , учитывающий снижение прочности сварного шва по сравнению с основным металлом. Для сосудов и аппаратов, изготовленных из стального листового проката с продольным сварным швом, значения коэффициента – по ГОСТ 14249-89. Для сосудов и аппаратов кованых, кованосварных стальных коэффициент принимают равным 1.

1.6. Значение прибавки к расчетным толщинам конструктивных элементов сосуда или аппарата – по ГОСТ 14249-89. При расчете выпуклых днищ, изготовленных штамповкой, технологическая прибавка для компенсации утонения учитывается во всех случаях.

1.7. Расчет на усталостную прочность цилиндрических однослойных обечаек и днищ, а также других конструктивных элементов сосудов и аппаратов не производится, если число циклов нагружения не превышает 1000 и обеспечиваются следующие условия:

скорость подъема температуры стенки сосуда или аппарата при выводе на режим или во время рабочего процесса не превышает 30 °с/ч;

температура стенки внутри сосуда или аппарата, не имеющего наружной теплоизоляции, не более 200 °С;

температура стенки сосуда или аппарата, при использовании аустенитных сталей в качестве защитного слоя для корпуса, выполненного из углеродистой и низколегированной сталей, не превышает 200 °С независимо от наличия наружной теплоизоляции.

1.8. Если расчетное число циклов нагружений превышает 1000 или не выполняется какое-либо из требований п.1.8 настоящего стандарта, то кроме расчета по данному стандарту следует выполнять проверку на усталостную прочность. При выполнении условий п.1.8 настоящего стандарта и колебании нагрузки от действия давления, не превышающем 15% расчетной, проверку на усталостную прочность не проводят.

Раздел 1. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОДНОСЛОЙНЫХ ОБЕЧАЕК

2.1. Расчет применим для цилиндрических обечаек при условии

.

2.2. Толщину цилиндрической однослойной обечайки следует рассчитывать по формулам:

, (2)

. (3)

2.3. Расчетный коэффициент толстостенности следует рассчитывать по формуле

. (4)

Значения выбирают по справочному приложению 1.

2.4. Допускаемое давление следует рассчитывать по формуле

, (5)

где

. (6)

3. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПЛОСКИХ ДНИЩ

3.1. На черт.1-3 приведены расчетные модели плоских днищ. Чертежи не определяют конструкцию плоских днищ и приведены для указания расчетных размеров.

Черт.1. Плоское днище с коническим переходом

Черт.1

Черт.2. Плоское днище с радиусным переходом

Черт.3. Плоское днище с проточкой

Черт.3

3.2. Расчет применим для плоских днищ при условии

.

3.3. Толщину днищ с коническим и радиусным переходами следует рассчитывать по формулам:

, (7)

. (8)

3.4. Расчетный диаметр определяют по формулам

для днищ с коническим переходом (черт. 1)

, (9)

для днищ с радиусным переходом и днищ с проточкой (черт. 2 и 3)

(9a)

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.5. Допускаемое давление для днищ с коническим и радиусным переходами

. (10)

3.6. Коэффициент ослабления днища неукрепленными отверстиями для плоских днищ всех типов следует определять по формуле

, (11)

в случае одиночного центрального отверстия по формуле

. (12)

3.7. В случае несквозного отверстия в формулы (11) и (12) подставляют значение расчетного диаметра , определяемого с учетом глубины отверстия.

. (13)

3.8. Расчет плоского днища с проточкой применим при соблюдении следующих условий:

, (14)

, (15)

. (16)

3.9. Толщина плоского днища с проточкой должна быть рассчитана по формулам:

, (17)

. (18)

3.10. Допускаемое давление для плоского днища с проточкой следует рассчитывать по формуле

, (19)

4. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ВЫПУКЛЫХ ДНИЩ

4.1. На черт.4, 5 приведены расчетные модели выпуклых днищ. Чертежи не определяют конструкцию выпуклых днищ и приведены для указания расчетных размеров.

4.2. Расчет применим для сферических и эллиптических днищ при соблюдении следующих условий:

1)

2) расстояние от края отверстия до внутренней цилиндрической поверхности ;

3) угол между нормалью к внутренней поверхности на краю днища и осью сосуда или аппарата .

4.3. Толщина выпуклого днища

, (20)

Черт.4. Сферическое днище

Черт.4

Черт.5. Эллиптическое днище

Черт.5

Если длина цилиндрической отбортованной части

,

то толщина днища должна быть не меньше толщины обечайки, рассчитанной по формуле (2).

4.4. Допускаемое давление

. (22)

4.5. Расчетный радиус кривизны днища

, (23)

где – для эллиптических днищ с ;

– для полусферических днищ с .

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). Определение коэффициента бэтта (R)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (справочное). УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛАХ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

Редакция документа с учетом
изменений и дополнений подготовлена
АО “Кодекс”