Сосуды и аппараты высокое давление
ГОСТ 25215-82
(СТ СЭВ 3027-81)
Группа Т02
ОКП 36 1510
РАЗРАБОТАН Министерством химического и нефтяного машиностроения
ИСПОЛНИТЕЛИ
В.И.Лившиц, канд. техн. наук (руководитель темы); В.Г.Татаринов, канд. техн. наук; П.Г.Пимштейн, канд. техн. наук; Р.М.Романова
ВНЕСЕН Министерством химического и нефтяного машиностроения
Член коллегии А.М.Васильев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16 апреля 1982 г. N 1551
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 17.04.90 N 907 с 01.11.90 и опубликованное в ИУС N 7, 1990 г.
Изменение N 1 внесено юридическим бюро “Кодекс” по тексту ИУС N 7, 1990 г.
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.
Условия нагружения | Коэффициент запаса прочности | |
Рабочие условия | 1,5 | 2,4 |
Условия испытания | 1,1 | – |
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)
. (21)
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
0,05 | 1,051 |
0,06 | 1,062 |
0,07 | 1,072 |
0,08 | 1,083 |
0,09 | 1,094 |
0,10 | 1,105 |
0,11 | 1,116 |
0,12 | 1,128 |
0,14 | 1,139 |
0,14 | 1,150 |
0,15 | 1,162 |
0,16 | 1,174 |
0,17 | 1,185 |
0,18 | 1,197 |
0,19 | 1,209 |
0,20 | 1,221 |
0,21 | 1,234 |
0,22 | 1,246 |
0,23 | 1,259 |
0,24 | 1,271 |
0,25 | 1,284 |
0,26 | 1,297 |
0,27 | 1,310 |
0,28 | 1,323 |
0,29 | 1,336 |
0,30 | 1,350 |
0,31 | 1,363 |
0,32 | 1,377 |
0,33 | 1,391 |
0,34 | 1,405 |
0,35 | 1,419 |
0,36 | 1,433 |
0,37 | 1,448 |
0,38 | 1,462 |
0,39 | 1,477 |
0,40 | 1,492 |
0,41 | 1,507 |
0,42 | 1,522 |
0,43 | 1,537 |
0,44 | 1,553 |
0,45 | 1,568 |
0,46 | 1,584 |
0,47 | 1,600 |
0,48 | 1,616 |
0,49 | 1,632 |
0,50 | 1,649 |
0,51 | 1,665 |
0,52 | 1,682 |
0,53 | 1,699 |
0,54 | 1,716 |
0,55 | 1,733 |
0,56 | 1,750 |
0,57 | 1,768 |
0,58 | 1,786 |
0,59 | 1,804 |
0,60 | 1,822 |
0,61 | 1,840 |
0.62 | 1,859 |
0,63 | 1,878 |
0,64 | 1,896 |
0,65 | 1,916 |
0,66 | 1,935 |
0,67 | 1,954 |
0,68 | 1,974 |
0,69 | 1,994 |
0,70 | 2,014 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (справочное). УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛАХ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное
– сумма прибавок к расчетной толщине обечайки или днища, мм (см);
– внутренний диаметр сосуда или аппарата, мм (см);
– внутренний диаметр проточки, мм (см);
– расчетный диаметр плоского днища, мм (см);
– диаметр центрального отверстия, мм (см);
– диаметр, сквозного отверстия, мм (см);
– диаметр несквозного отверстия или наружный диаметр резьбы несквозного отверстия, мм (см);
– расчетный диаметр несквозного отверстия, мм (см);
– сумма диаметров отверстий для наиболее ослабленного диаметрального сечения, мм (см);
– внутренняя высота сферической или эллиптической части днища, мм (см);
– длина цилиндрической отбортовки выпуклого днища, мм (см);
– коэффициент прочности днища;
– коэффициент ослабления днища отверстиями;
– глубина -го отверстия, мм (см);
– коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению (пределу прочности);
– коэффициент запаса прочности по пределу текучести;
– расчетное давление в сосуде или аппарате, МПа (кгс/см);
– допускаемое давление, МПа (кгс/см);
– расчетный радиус кривизны днища по внутренней поверхности, мм (см);
– радиус закругления, мм (см);
– исполнительная толщина цилиндрической обечайки, мм (см);
– расчетная толщина цилиндрической обечайки, мм (см);
– исполнительная толщина днища, мм (см);
– расчетная толщина днища, мм (см);
– минимальная толщина днища в зоне проточки, мм (см);
– расстояние от края отверстия до внутренней стенки сосуда или аппарата, мм (см);
– коэффициент толстостенности;
– расчетный коэффициент толстостенности;
– угол между нормалью к внутренней поверхности на краю днища и осью сосуда или аппарата, градус;
– минимальное значение временного сопротивления (предела прочности) при расчетной температуре, МПа (кгс/см);
– минимальное значение предела текучести при расчетной температуре, МПа (кгс/см);
– минимальное значение условного предела текучести при расчетной температуре (напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2%), МПа (кгс/см);
– допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа (кгс/см);
– допускаемое напряжение при температуре 20 °С, МПа (кгс/см);
– коэффициент прочности сварных соединений.
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1982
Редакция документа с учетом
изменений и дополнений подготовлена
АО “Кодекс”
Источник
Основные ссылки | Вернуться в “Каталог ГОСТ”Сосуды и аппараты высокого давления. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических обечаек, днищ, фланцев, крышек. Рекомендации по конструированию
Вернуться в “Каталог ГОСТ”Источник информации: https://internet-law.ru/gosts/gost/51394/ На эту страницу сайта можно сделать ссылку: На правах рекламы: Произвольная ссылка: |
Источник
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Сосудом, работающим под давлением, называют герметически закрытую емкость, предназначенную для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортирования газообразных, жидких и других веществ. Границей сосуда являются входной и выходной штуцера. К числу сосудов, работающих под давлением, относятся котлы, баллоны, цистерны, бочки. Сосуды, работающие под давлением, изготавливают сварными или литыми на предприятиях, имеющих разрешение Госнадзорохрантруда. На заводе на поверхность сосудов наносят паспортные данные. После изготовления все сосуды подлежат испытанию пробным давлением.
При эксплуатации наиболее частыми причинами аварий и взрывов сосудов являются: превышение предельно допустимого давления, нарушение температурного режима, потеря ими механической прочности.
Сосуды, работающие под давлением, из-за возможности взрыва являются оборудованием повышенной опасности, поэтому эксплуатировать их необходимо в соответствии с “Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”. Эти правила распространяются на: сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115°С или другой жидкости с температурой, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа (без учета гидростатического давления); сосуды, работающие под давлением пара или газа свыше 0,07 МПа; баллоны, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа; цистерны и бочки для транспортирования и хранения сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50°С превышает 0,07 МПа; цистерны и сосуды для транспортирования или хранения сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, в которых давление выше 0,07 МПа создается периодически для их опорожнения; барокамеры.
Указанные правила не распространяются на: сосуды и баллоны вместимостью не более 0,025 м3(25 л), для которых произведение давления (р) в МПа на вместимость (V) в м3 не превышает 0,02; сосуды, работающие под вакуумом; приборы парового и водяного отопления; трубчатые печи; части машин, не представляющие собой самостоятельных сосудов, и некоторые другие.
Сосуды, на которые распространяются “Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”, подлежат регистрации и техническому освидетельствованию – осмотру и испытанию пробным давлением. Предусмотрена регистрация некоторых сосудов в органах Госнадзорохрантруда. Регистрации в этих органах не подлежат: сосуды холодильных установок и холодильных блоков в составе технологических установок; бочки для перевозки сжиженных газов, баллоны вместимостью до 100 л включительно, установленные стационарно, а также предназначенные для транспортировки и (или) хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов; сосуды для хранения или транспортировки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, находящиеся под давлением периодически при их опорожнении; сосуды со сжатым и сжиженным газами, предназначенные для обеспечения топливом двигателей транспортных средств, на которых они установлены, и некоторые другие.
На предприятиях торговли и общественного питания не используются сосуды, подлежащие регистрации в органах Госнадзор-охрантруда. Однако на этих предприятиях имеются или обращаются сосуды (аппараты), на которые распространяются требования “Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”. К таким сосудам относятся аппараты стационарных холодильных установок, автосатураторы, баллоны с различными газами.
Разрешение на ввод в эксплуатацию сосуда, не подлежащего регистрации в органах Госнадзорохрантруда, выдается лицом, назначенным приказом по предприятию для осуществления надзора за техническим состоянием и эксплуатацией сосудов, на основании документации предприятия-изготовителя после проверки представителем организации обслуживания и, при необходимости, технического освидетельствования. Разрешение на ввод сосуда в эксплуатацию записывается в его паспорт. На поверхности сосуда должны быть следующие данные: регистрационный номер, разрешенное рабочее давление, дата (число, месяц и год) следующих осмотра и испытания.
Cосуд или группа сосудов, входящих в установку, включаются в работу на основании письменного распоряжения администрации предприятия. Сосуды, на которые распространяются требования указанных выше правил, периодически в процессе эксплуатации и, при необходимости, досрочно подвергаются техническому освидетельствованию. Объем, методы и периодичность технических освидетельствований сосудов (за исключением баллонов) определены предприятиями-изготовителями, указаны в паспортах и инструкциях по монтажу и безопасной эксплуатации. Техническое освидетельствование сосудов, цистерн, баллонов и бочек может производиться на специальных ремонтно-испытательных пунктах, на предприятиях-изготовителях, на наполнительных станциях, а также на предприятиях владельцев.
На предприятиях должны быть обеспечены содержание сосудов в исправном состоянии и безопасные условия их работы. Приказом по предприятию или объединению предприятий назначаются из числа инженерно-технических работников лицо, ответственное за исправное состояние и безопасное действие сосудов, и лицо, осуществляющее надзор за их техническим состоянием и эксплуатацией. К обслуживанию сосудов, работающих под давлением, допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие специальное обучение (в профессионально-техническом училище, учебно-курсовом комбинате), аттестацию в квалификационной комиссии и инструктаж по безопасному обслуживанию сосудов. Проверка знаний персонала, обслуживающего сосуды, проводится не реже одного раза в год.
Инструкции по режиму работы и безопасной эксплуатации сосудов должны быть вывешены на рабочих местах и выданы под расписку обслуживающему персоналу.
При нарушениях режимов работы и появлении неисправностей эксплуатация сосудов должна быть прекращена.
Для управления работой и обеспечения безопасной эксплуатации сосуды оборудуют приборами для измерения давления и температуры, предохранительными устройствами, запорной арматурой и, при необходимости, указателями уровня жидкости.
На сосудах для измерения давления устанавливают манометры, проверка которых с опломбированием или клеймением производится не реже одного раза в год. Не реже одного раза в 6 месяцев на предприятии проверяют показания рабочих манометров по контрольному; результаты проверки записывают в журнал. Манометр должен иметь красную черту по делению, соответствующему разрешенному рабочему давлению в сосуде.
Предохранительные клапаны бывают пружинного и рычажно-грузового действия. Предохранительные клапаны должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.085-82.”ССБТ. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности”. Давление настройки предохранительных клапанов должно быть равно рабочему давлению в сосуде или превышать его, но не более чем на 25% . Рабочую среду, выходящую из предохранительного клапана, следует отводить в безопасное место. Предохранительные клапаны проверяют не реже одного раза в 6 месяцев или одного раза в год в зависимости от вида сосуда, на котором они установлены. При проведении периодических проверок предохранительный клапан после испытания и тарировки должен пломбироваться.
Вместо предохранительных клапанов могут быть использованы предохранительные пластины, разрывающиеся при давлении в сосуде, превышающем рабочее не более чем на 25% .
Сосуд, работающий под давлением, меньшим давления питающего его источника, должен быть оборудован автоматическим редуцирующим устройством для понижения давления газа. Камера низкого давления редуктора должна иметь манометр и пружинный предохранительный клапан, отрегулированный на соответствующее разрешенное давление в емкости, в которую перепускается газ. Такие устройства-редукторы имеются, например, в автосатураторах.
Запорную арматуру устанавливают на трубопроводах, по которым к сосуду подводятся или от него отводятся жидкости, пары или газы. Установка запорной арматуры между сосудом и предохранительным клапаном не допускается. Нельзя устанавливать запорные приспособления на трубах, отводящих газ или пар от предохранительных устройств.
Между сосудом с чрезвычайно опасным или высокоопасным веществом, а также с пожаро- или взрывоопасной средой и насосом (компрессором) устанавливают обратный клапан, автоматически закрывающийся под действием давления из сосуда.
При необходимости контроля уровня жидкости в сосудах, имеющих границу раздела сред, применяются указатели уровня. Кроме указателей уровня, на сосудах могут быть установлены звуковые, световые и другие сигнализаторы и блокировки по уровню.
Эксплуатацию паровых и водогрейных котлов регламентируют “Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов”.
Паровые котлы с рабочим давлением до 0,07 МПа должны соответствовать требованием ГОСТ 12.2.096-83. “ССБТ. Котлы паровые с рабочим давлением до 0,07 МПа. Требования безопасности”.
§ 2. Дополнительные требования к баллонам,
Источник