Расчет ребер жесткости сосудов
Принимаю bр=80 мм
Принимаю tр=6 мм
Принимаю bо.р=180мм
Площадь смятия
Run – временное сопротивление стали разрыву, Run = 38Кн/см2 [1, табл. 51а].
γm – коэффициент надежности по материалу.
Принимаю tо.р = 6мм.
Проверка принятого сечения ребер на устойчивость.
где Q – расчетная сила Q=283,53 кН;
j =0,889 – коэффициент продольного изгиба определяется по [3,табл.7] в зависимости от марки стали и гибкости
,
где i – радиус инерции расчетного сечения
Iz – момент инерции
Условие выполняется.
Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах.
Расчет накладок на полки.
Принимаю
Принимаю tн = 0,7см.
Продольная сила в полке.
Qв.б. – Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, соединенных одним высокопрочным болтом.
,
где Rbh – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта определяется по [1, п. 3.7., ф. 3].
,
где Rbun =110 кН/см2 – наименьшее временное сопротивление болта разрыву, принимаемое по[1, табл. 61*];
gb =1 – коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества n болтов;
Abn – площадь сечения болта нетто, определяемая по [1, табл. 62*] Æ=20 мм, Abn =2,45см2
m – коэффициент трения, принимаемый по [1, табл. 36*] m=0,42
gh – коэффициент надежности, принимаемый по [1, табл. 36*] gh=1,02
к=2 – количество плоскостей сдвига.
Количество болтов.
Принимаю по 4 болта из стали 40Х “селект” на полунакладку.
Принимаю меньшую накладку шириной 6 см., длиной 18 см., толщиной 0,7 см.
Принимаю большую накладку шириной 18 см., длиной 18 см., толщиной 0,7 см.
Расчет накладок на стенку.
Высота накладки
hнс=hс-2кш-2=120-2*0,5-2=117 см.
Толщина накладки на стенку
. Принимаю толщину накладки на стенку tнс=0,6 см.
Диаметр болта 20 мм.
Минимальное расстояние от болта до края накладки 1,3d=1,3*2=2,6см
Максимальное расстояние от болта до края накладки 4d=4*2=8см
Минимальное расстояние между болтами 2,5*2=5 см.
Максимальное расстояние между болтами 8*2=16 см.
Момент инерции стенки балки
Ширина накладки на стенку 200 мм
95,75кН < 133,21кН.
Условие выполняется
РАСЧЕТ Центрально – сжатая колонна.
Расчетная продольная сила.
Fгр – грузовая площадь
nб – количество второстепенных балок на грузовой площади nб=3
nэ – количество этажей nэ=3
qчер – расчетная нагрузка на чердачное перекрытие qчер=4,0 кН/м2
qснег – расчетная снеговая нагрузка 2,4 кН/м2 [2, табл. 4.]
qкр+н – постоянная нормативная нагрузка от веса покрытия и конструкции кровли qкр+н =0,9 кН/м2
gкр+н – коэффициент надежности для веса покрытия и конструкции кровли gкр+н =1,3
åli – длина колонны.
– высота колонны первого этажа
hзагл = 70-100 см – глубина заглубления базы. Принимаю hзагл = 100 см
åli = 2*Hэi+ HI = 2*5,7+6,7=18,1 м.
Требуемая площадь колонны:
Зададимся гибкостью λ=90, φ=0,621 [3,табл.7]
Дата добавления: 2016-11-02; просмотров: 1790 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов
Читайте также:
Рекомендуемый контект:
Поиск на сайте:
© 2015-2020 lektsii.org – Контакты – Последнее добавление
Источник
ГОСТ Р 52857.11-2007
Группа Г02
____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 34233.11-2017 с ГОСТ Р 52857.11-2007 см. по ссылке.
– Примечание изготовителя базы данных.
__________________________________________________________________
ОКС 71.120
75.200
ОКП 36 1500
Дата введения 2008-04-01
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ “О техническом регулировании”, а правила применения национальных стандартов Российской Федерации – ГОСТ Р 1.0-2004 “Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения”
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом “Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения” (ОАО НИИХИММАШ); Закрытым акционерным обществом “Петрохим Инжиниринг” (ЗАО Петрохим Инжиниринг); Открытым акционерным обществом “Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения” (ОАО ВНИИНЕФТЕМАШ); Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 260 “Оборудование химическое и нефтегазоперерабатывающее”
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. N 503-ст
4 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных и европейских стандартов: Директивы 97/23* ЕС Европейского Парламента и Совета от 29 мая 1997 г. по сближению законодательств государств-членов, касающейся оборудования, работающего под давлением; ЕН 13445-3:2002 “Сосуды, работающие под давлением. Часть 3. Расчет” (EN 13445-3:2002 “Unfired pressure vessel – Part 3: Design”)
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячно издаваемых информационных указателях “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность обечаек, выпуклых днищ и крышек сосудов и аппаратов, работающих в условиях однократных и многократных статических нагрузок под внутренним или наружным давлением, с учетом отклонений от правильной геометрической формы (общая и локальная некруглости, угловатость, смещение кромок сварных соединений).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 52857.1-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования
ГОСТ Р 52857.2-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек
ГОСТ Р 52857.6-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках
ГОСТ Р 52630-2006 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия
Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
– параметр, характеризующий некруглость, %;
– сумма прибавок к расчетной толщине стенки обечайки, мм;
– внутренний диаметр идеальной обечайки, мм;
– расчетный диаметр гладкой конической обечайки, мм;
– наибольший наружный диаметр обечайки, мм;
– наименьший наружный диаметр обечайки, мм;
– модуль продольной упругости при расчетной температуре, МПа;
– геометрический параметр обечайки;
, , – безразмерные коэффициенты;
– эффективный коэффициент концентрации напряжений для сварных швов;
– расчетная длина гладкой обечайки, мм (см);
– допускаемое число циклов нагружения;
– параметр зоны некруглости;
– коэффициент запаса устойчивости;
– расчетное внутреннее избыточное или наружное давление, МПа;
– допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление, МПа;
– допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругости для обечайки с отклонениями формы, МПа;
– допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругости для оболочки круговой формы (без дефектов), МПа;
– критическое давление длинной обечайки, МПа;
– допускаемое наружное давление из условия прочности 1, МПа;
– минимальное значение временного сопротивления (предела прочности) при расчетной температуре, МПа;
– предел текучести материала при расчетной температуре, МПа;
– радиус вмятины в плане, мм;
– исполнительная толщина стенки обечайки, мм;
– исполнительная толщина стенки конической обечайки, мм;
– коэффициент концентрации напряжений;
– величина отклонения от идеальной круговой формы или величина смещения и увода кромок, мм;
, , , – безразмерные коэффициенты;
– номинальное напряжение, МПа;
– амплитуда напряжений, МПа;
– допускаемая амплитуда напряжений, МПа;
– допускаемое напряжение для материала обечайки при расчетной температуре, МПа;
– коэффициент прочности сварных швов;
– половина центрального угла зоны некруглости, рад.
4 Общие положения
4.1 Приведенный в настоящем стандарте расчет применим, если предварительно определены толщины стенок элементов и допускаемые давления для элементов сосудов и аппаратов, удовлетворяющих техническим требованиям к качеству изготовления и контроля по нормативным документам.
4.2 Расчетные значения допускаемых напряжений и механических характеристик материала принимаются по ГОСТ Р 52857.1.
4.3 Формулы применимы для сосудов, изготовленных из материалов, пластичных в условиях эксплуатации.
4.4 Методы расчета не применимы при сочетании отдельных дефектов в расчетных элементах. В отдельных случаях методы расчета могут быть применены при наличии нескольких дефектов в расчетном элементе сосуда, если расстояние между ними превышает 1,5.
4.5 Приведенные методы расчета допустимы, если неточности изготовления (за исключением смещения стенок кольцевых сварных швов) находятся от штуцеров, фланцевых соединений, колец жесткости и т.п. на расстоянии не менее 1,5.
4.6 Максимальные напряжения в местах нарушения правильной формы обечаек и днищ определяются в предположении неограниченной упругости материала согласно ГОСТ Р 52857.1 (пункт 8.10).
4.7 Допускается проводить оценку прочности сосудов и аппаратов с учетом отклонений от идеальной формы с помощью специальных исследований, например экспериментальным методом или численными методами, например конечных элементов.
5 Смещение кромок сварных швов
5.1 Смещение кромок продольного сварного шва цилиндрической или конической обечайки
5.1.1 Проверка прочности при нагружении внутренним избыточным давлением
Максимальное напряжение для цилиндрической обечайки вычисляют по формуле
. (1)
Условие прочности ,
где – допускаемое напряжение по ГОСТ Р 52857.1;
– коэффициент прочности сварного шва, определяемый по ГОСТ Р 52857.1.
Максимальное напряжение для конической обечайки вычисляют по формуле
. (2)
наибольший внутренний диаметр конической обечайки в месте смещения кромок сварного шва.
Условие прочности ,
где – допускаемое напряжение по ГОСТ Р 52857.1;
– коэффициент прочности сварного шва, определяемый по ГОСТ Р 52857.1.
5.1.2 Проверка устойчивости при нагружении внешним давлением
Допускаемое внешнее давление вычисляют по формуле
. (3)
Допускаемое давление из условий устойчивости определяют по ГОСТ Р 52857.2.
Допускаемое давление из условий прочности вычисляют по формуле
– для цилиндрической обечайки:
; (4)
– для конической обечайки:
. (5)
Коэффициент равняется:
1 при 0,1;
(6)
при 0,1.
5.2 Смещение кромок кольцевого сварного шва в цилиндрической или конической обечайке
5.2.1 Проверка прочности при нагружении внутренним избыточным давлением
Максимальное напряжение для цилиндрической обечайки вычисляют по формуле
. (7)
Условие прочности ,
где – допускаемое напряжение по ГОСТ Р 52857.1;
– коэффициент прочности сварного шва, определяемый по ГОСТ Р 52857.1.
Максимальное напряжение для конической обечайки вычисляют по формуле
. (8)
– внутренний диаметр конической обечайки в месте, где расположен кольцевой сварной шов со смещением.
Условие прочности ,
где – допускаемое напряжение по ГОСТ Р 52857.1;
– коэффициент прочности сварного шва, определяемый по ГОСТ Р 52857.1.
5.2.2 Проверка устойчивости при нагружении внешним давлением по ГОСТ Р 52857.2.
5.3 Оценка малоцикловой прочности по ГОСТ Р 52857.6
Амплитуду напряжений вычисляют по формуле
. (9)
Эффективный коэффициент концентрации по таблице 1.
Условие прочности при циклическом нагружении .
6 Общая некруглость цилиндрических обечаек (овальность)
Под общей некруглостью (овальностью) понимается общее отклонение от круговой формы по всему периметру поперечного сечения цилиндрической обечайки.
Некруглость вычисляют по формуле
. (11)*
______________
* Нумерация соответствует оригиналу. Примечание изготовителя базы данных.
6.1 Проверка прочности при нагружении внутренним избыточным давлением
Максимальное напряжение вычисляют по формуле
. (12)
Предварительно проверяется условие прочности без учета овальности по ГОСТ Р 52857.2. Затем проверяется условие прочности с учетом овальности обечайки по формуле
.
Условие прочности при малоцикловой нагрузке:
.
Амплитуду напряжений при малоцикловой нагрузке вычисляют по формуле
. (13)
6.2 Расчет обечаек, нагруженных наружным давлением
6.2.1 Допускаемое наружное давление вычисляют по формуле
. (14)
Допускаемое давление из условия устойчивости овальной обечайки в пределах упругости вычисляют по формуле
; (15)
; (16)
– при ;
(17)
– при 0.
Допускаемое давление из условия прочности вычисляют по формуле
, (18)
где 1 при 0,5%,
при 0,5%2%. (19)
Коэффициент рассчитывают по соотношениям:
, (20)
где . | (21) |
6.2.2 Амплитуду напряжений в условиях циклического нагружения наружным давлением вычисляют по формуле
. (22)
Условие прочности при циклической нагрузке:
.
7 Локальная некруглость (увод сварных соединений, вмятины)
Под локальной некруглостью понимаются отклонения оболочки от правильной формы распределенной на части окружности, обусловленные уводом кромок сварного шва или вмятиной.
7.1 Проверка прочности при нагружении внутренним избыточным давлением
7.1.1 Определение максимальных напряжений
Максимальное напряжение вычисляют по формулам:
– при вытянутой вдоль оси обечайки вмятине или при уводе сварного шва (угловатость):
, (23)
где – параметр, характеризующий зону отклонения (см. рисунок А.4);
– при круговой в плане вмятине:
. (24)
Номинальное напряжение вычисляют по формулам:
– для цилиндрической обечайки:
; (25)
– для выпуклого днища:
, (26)
где – радиус кривизны выпуклого днища в зоне вмятины.
Коэффициент концентрации вычисляют по формуле
, (27)
где для цилиндрической обечайки:
,
,
;
– для сферического днища:
,
,
7.1.2 Проверка прочности
Предварительно проверяют условие прочности без учета отклонений от идеальной геометрической формы обечаек по ГОСТ Р 52857.2. Затем проверяют условие прочности с учетом местных напряжений по формуле
. (28)
7.2 Расчет обечаек, нагруженных наружным давлением
Допускаемое давление вычисляют по формулам (14)-(17). Параметр , входящий в формулу (15), вычисляют по формулам:
100% – в случае вмятины; | (29) |
0 – в случае наружного увода кромок (наружной вмятины) [см. рисунок А.4б].
Давление вычисляют по формуле
, (30)
где вычисляют по формулам:
– при толщине листов 20 мм
при | ||
при ; |
– при толщине листов от 20 до 50 мм
при | ||
при . |
Если увод кромок (вмятины) направлен наружу, то при вычислении принимают равным единице.
7.3 При циклической нагрузке условия прочности проверяют по формуле
.
Эффективный коэффициент концентрации определяют по таблице 1.
Таблица 1
Характеристика сварного шва | Схема сварного шва | Эффективный коэффициент концентрации напряжений | |
Углеродистая сталь | Низколегированная и аустенитная сталь | ||
Стыковой сварной шов с плавным переходом и полным проваром | 1,0 | 1,0 | |
Стыковой сварной шов с подкладным листом по всей длине шва | 1,2 | 1,4 | |
Стыковой сварной шов (односторонний) с неполным проваром | 1,5 | 1,8 | |
Стыковой шов со смещением кромок | 1,3 | 1,5 |
Приложение А (справочное). Рисунки, поясняющие текст стандарта
Приложение А
(справочное)
Рисунок А.1 – Смещение кромок
а – продольный сварной шов
б – кольцевые сварные швы
Рисунок А.1 – Смещение кромок
Рисунок А.2 – Увод кромок кольцевого шва
а – наружный увод кромок
б – внутренний увод кромок
Рисунок А.2 – Увод кромок кольцевого шва
Рисунок А.3 – Общая некруглость
Рисунок А.3 – Общая некруглость
Рисунок А.4 – Локальная некруглость
а – вмятина | б – наружный увод кромок |
Рисунок А.4 – Локальная некруглость
УДК 66.023:006.354 | ОКС | 71.120 | Г02 | ОКП 36 1500 |
75.200 | ||||
Ключевые слова: сосуды и аппараты, нормы и методы расчета на прочность, смещение кромок сварных швов, некруглость |
Электронный текст документа
подготовлен АО “Кодекс” и сверен по:
официальное издание
Сосуды и аппараты. Нормы и методы
расчета на прочность. ГОСТ Р 52857.1-2007 –
– ГОСТ Р 52857.12-2007: Сб. ГОСТов. –
М.: Стандартинформ, 2008
Источник
ГОСТ Р 52857.6-2007
Группа Г02
____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 34233.6-2007 с ГОСТ Р 52857.6-2017 см. по ссылке.
– Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________
ОКС 71.120
75.200
ОКП 36 1500
Дата введения 2008-04-01
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ “О техническом регулировании”, а правила применения национальных стандартов Российской Федерации – ГОСТ Р 1.0-2004 “Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения”
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом “Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения” (ОАО НИИХИММАШ); Закрытым акционерным обществом “Петрохим Инжиниринг” (ЗАО Петрохим Инжиниринг); Открытым акционерным обществом “Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения” (ОАО ВНИИНЕФТЕМАШ); Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 260 “Оборудование химическое и нефтегазоперерабатывающее”
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. N 503-ст
4 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных стандартов: Директивы 97/23* ЕС Европейского Парламента и Совета от 29 мая 1997 г. по сближению законодательств государств-членов, касающейся оборудования, работающего под давлением; Европейского стандарта ЕН 13445-3-2002 “Сосуды, работающие под давлением. Часть 3. Расчет” (EN 13445-3:2002 “Unfired pressure vessel – Part 3: Design”)
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячно издаваемых информационных указателях “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность сосудов и аппаратов, применяемых в химической, нефтегазоперерабатывающей и других смежных отраслях промышленности, работающих в условиях многократных нагрузок от давления, стесненности температурных деформаций и других видов нагрузок при числе циклов нагружения не более 10 за весь срок эксплуатации.
Расчетные формулы настоящего стандарта применимы при условии, что расчетные температуры не превышают значений, при которых необходимо учитывать ползучесть материала. Если нет точных данных по этим температурам, то формулы применимы при расчетных температурах, которые не превышают 380°С для углеродистых сталей, 420°С – для низколегированных и легированных сталей, 520°С – для аустенитных сталей, 150°С – для алюминия и его сплавов, 250°С – для меди и ее сплавов, 300°С – для титана и его сплавов.
Настоящий стандарт применим совместно с ГОСТ Р 52857.1, ГОСТ Р 52857.2, ГОСТ Р 52857.3, ГОСТ Р 52857.9, ГОСТ Р 52857.11.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 52857.1-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования
ГОСТ Р 52857.2-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек
ГОСТ Р 52857.3-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер
ГОСТ Р 52857.4-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений
ГОСТ Р 52857.5-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок
ГОСТ Р 52857.7-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Теплообменные аппараты
ГОСТ Р 52857.9-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение напряжений в местах пересечений штуцеров с обечайками и днищами при воздействии давления и внешних нагрузок на штуцер
ГОСТ Р 52857.11-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некруглости обечаек
ГОСТ 30780-2002 Сосуды и аппараты стальные. Компенсаторы сильфонные и линзовые. Методы расчета на прочность
Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
– характеристика материала, МПа;
– характеристика материала, МПа;
– сумма прибавок к расчетной толщине стенки обечайки, мм;
– поправочный коэффициент, учитывающий температуру;
– внутренний диаметр сосуда, мм;
– модуль продольной упругости при расчетной температуре, МПа;
– допускаемое растягивающее или сжимающее усилие, Н;
– размах колебаний усилия, Н;
– индекс нагрузки;
– индекс для обозначения цикла нагружения (одного вида);
– нагрузка -го типа (давление, момент, усилие и др. или их совместное воздействие);
– размах колебаний нагрузки -го типа (главного и второстепенного);
– эффективный коэффициент концентрации напряжений;
– допускаемый изгибающий момент, Н·мм;
– размах колебания изгибающего момента, Н·мм;
– число циклов нагружения -го вида;
– допускаемое число циклов нагружения -го вида;
– число циклов нагружения;
– допускаемое число циклов нагружения;
– коэффициент запаса прочности по числу циклов;
– коэффициент запаса прочности по напряжениям;
– расчетное давление в сосуде в состоянии эксплуатации или испытания, МПа;
– допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление, МПа;
– размах колебания рабочего давления, МПа;
– толщина стенки сосуда, мм;
– коэффициент чувствительности к концентрации напряжений;
– временное сопротивление материала при расчетной температуре, МПа;
– размах колебания разности температур двух соседних точек стенки сосуда, °С;
– размах колебаний расчетных температур в местах соединения двух материалов с различными коэффициентами линейного расширения, °С;
– расчетная температура, °С;
– коэффициент линейного суммирования повреждений;
; ; – температурные коэффициенты линейного расширения материалов, 1/°С;
– величина смещения срединных поверхностей листов, мм;
– коэффициент, учитывающий местные напряжения;
– коэффициент, учитывающий тип сварного соединения;
– амплитуда напряжений, МПа;
– допускаемая амплитуда напряжений, МПа;
; ; ; ; ; – размахи составляющих напряжений, МПа;
; ; – размахи главных напряжений, МПа.
4 Общие положения
4.1 Расчет на малоцикловую прочность проводят для сосудов и аппаратов, которые отвечают условиям прочности при статической нагрузке в соответствии с нормативным документом.
4.2 Расчетное число циклов нагружения сосуда или аппарата определяют на основании установленного в документации режима эксплуатации и расчетного срока службы.
4.3 Под циклом нагружения понимают последовательность изменения нагрузки, которая заканчивается первоначальным состоянием и затем повторяется.
4.4 Под размахом колебания нагрузки следует понимать разность между максимальным и минимальным значениями нагрузок в течение одного цикла.
;
;
.
В соответствии с режимом эксплуатации размахи колебаний нагрузок могут быть разными. Условно их разделяют на главные (тип 1) и второстепенные (тип 2) (см. рисунок 1).
Рисунок 1 – Размахи колебаний нагрузок: главные (тип 1); второстепенные (тип 2)
Рисунок 1
На рисунке 1 для упрощения расчетов эпюры циклов нагружения представлены в виде прямоугольников, причем число циклов определяется при постоянном размахе колебания нагрузки.
4.5 При расчете на малоцикловую прочность учитывают следующие циклы нагружения:
– рабочие циклы, которые имеют место между пуском и остановом рассчитываемого сосуда и относятся к нормальной эксплуатации сосуда;
– циклы нагружения при повторяющихся испытаниях давлением;
– циклы дополнительных усилий от воздействия трубопроводов на элементы сосуда или аппарата через крепление;
– циклы нагружения, вызванные стесненностью температурных деформаций при нормальной эксплуатации сосуда.
4.6 При расчете на малоцикловую прочность не учитывают циклы нагружения от:
– ветровых и сейсмических воздействий;
– нагрузок, возникающих при транспортировании и монтаже;
– нагрузок, у которых размах колебаний не превышает 15% допустимого значения при расчете на статическую прочность. При определении суммы размахов нагрузок от различных воздействий не учитывают второстепенные размахи колебаний нагрузок, которые составляют менее 10% всех остальных нагрузок;
– температурных нагрузок, при которых размах колебания разности температур в двух соседних точках менее 15°С. Под соседними точками следует понимать две точки стенки сосуда, расстояние между которыми не превышает ( – диаметр сосуда, – толщина стенки сосуда).
4.7 Главный размах колебаний главных нагрузок определяют на основании рабочих нагрузок.
4.8 Число циклов нагружения определяют по установленной в документации долговечности сосуда или аппарата.
5 Условия проверки на малоцикловую прочность
5.1 Поверочный расчет на малоцикловую прочность выполняют на основе анализа общего и местного напряженного состояния с целью исключения появления трещин. Расчет напряжений проводят в предположении линейно-упругого поведения материала, за исключением особо оговоренных случаев. Полученные амплитуды условных упругих напряжений не должны превышать допускаемые амплитуды напряжений.
5.2 Расчет на малоцикловую прочность по разделам 6 и 7 не проводят, если для всех элементов сосудов выполняются следующие условия:
– общее число циклов нагружения за весь срок эксплуатации не превышает:
10 циклов – для стальных сосудов и аппаратов, сосудов из латуни марок ЛС59-1, Л63, сплавов алюминия марок АМг2 и Амг3, титана и титановых сплавов марок ВТ1-0, ВТ1-00, ОТ4-0, АТ3;
3·10 циклов – для сосудов из меди марок М2, М3, М3р и сплава алюминия марки АМцС;
0,2·10 циклов – для сосудов из латуни марок ЛЖМц59-1-1, ЛО62-1 и сплавов алюминия марок АМг5 и Амг6;
10 циклов – для сосудов из алюминия марок А-85, А-8, АД00, АД0М, АД1М;
– все изменения нагрузок удовлетворяют условиям 4.6;
– имеются положительные результаты эксплуатации аналогичного сосуда при тех же условиях работы и в течение времени не менее расчетной долговечности.
5.3 Если условия 5.2 не выполняются, то проводят либо упрощенный, либо уточненный расчет на малоцикловую прочность по разделам 6 и 7.
Допускается уточненный расчет не проводить, если по разделу 6 получены положительные результаты.
6 Упрощенный расчет на малоцикловую прочность
6.1 Условие малоцикловой прочности будет выполняться, если амплитуда напряжений, возникающих при эксплуатации сосуда, не превышает допускаемую амплитуду напряжений для заданного числа циклов.
. (1)
Допускаемую амплитуду напряжений определяют по разделу 8.
6.2 При заданной амплитуде напряжений условие малоцикловой прочности будет выполняться, если эксплуатационное число циклов не превышает допускаемое число циклов.
. (2)
Допускаемое число циклов нагружения определяют по разделу 8.
6.3 Если процесс нагружения состоит из ряда циклов с разными амплитудами напряжений от одной или нескольких типов нагрузок, для всех нагруженных элементов сосуда должно выполняться условие:
. (3)
Допускаемое число циклов нагружения -го вида определяют по разделу 8 в зависимости от амплитуды напряжений для цикла нагружения -го вида.
6.4 Амплитуду напряжений для цикла нагружения -го вида вычисляют по формуле
, (4)
где и определяют по таблицам 1 и 2. При расчете гладкой обечайки коэффициент принимается только для продольных сварных швов.
и определяют по ГОСТ Р 52857.2 и ГОСТ Р 52857.3.
Таблица 1
Тип сварного шва или соединение элементов | Пример сварного шва | |
Стыковые сварные швы с полным проваром и плавным переходом | 1,0 | |
Тавровые сварные швы с полным проваром и плавным переходом | ||
Бесшовная обечайка | ||
Сварные швы сосуда с подкладным листом по всей длине | 1,2 | |
Стыковые и тавровые сварные швы с полным проваром без плавного перехода | ||
Сварные швы штуцеров с укрепляющим кольцом с полным проваром | ||
Стыковой сварной шов с усилением | ||
Односторонние сварные швы без подкладного листа с непроваром в корне шва | 1,5 | |
Сварные швы штуцеров с конструктивным зазором | ||
Сварные швы подкладных листов | ||
Сварные швы штуцеров с укрепляющим кольцом и конструктивным зазором | ||
Сварные швы плоских приварных фланцев с конструктивным зазор? |