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 52857.2-2007
Группа Г02
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Сосуды и аппараты
НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ
Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек
Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. Calculation of cylindric and conic, shells convex and flat bottoms and covers
___________________________________________________________
ОКС 71.120
75.200
ОКП 36 1500
Дата введения 2008-04-01
Предисловие
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")
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 применим совместно с ГОСТ Р 52857.1.
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 52857.3-2007 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 52857.6-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках
ГОСТ Р 52857.8-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты с рубашками
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:
4 Общие положения
4.1 Приведенный в настоящем стандарте расчет применим при выполнении требований ГОСТ Р 52857.1.
4.2 В основу расчетных формул, приведенных в настоящем стандарте, при оценке прочности положен метод предельных нагрузок. При расчете на устойчивость от внешнего давления, при вакууме, а также от других нагрузок, вызывающих сжимающее напряжение, в качестве предельного состояния принято достижение нижних критических напряжений.
4.3 При одновременном действии нескольких нагрузок (давления, осевого сжатия и т.п.) условие прочности (устойчивости) проверяют на основе линейного суммирования повреждений, за исключением случаев, когда имеются более точные решения.
4.4 В настоящем стандарте приведены формулы для определения исполнительных размеров элементов сосудов и аппаратов при проектировочном расчете и определении допускаемых нагрузок при поверочном расчете.
5 Расчет цилиндрических обечаек
5.1 Расчетные схемы
5.1.1 Расчетные схемы цилиндрических обечаек приведены на рисунках 1-4.
а - обечайка с фланцем или с плоским днищем; б - обечайка с жесткими перегородками
Рисунок 1 - Гладкие цилиндрические обечайки
а - обечайка с отбортованными днищами; б - обечайка с неотбортованными днищами
Рисунок 2 - Гладкие обечайки с выпуклыми или коническими днищами
Рисунок 3 - Гладкие обечайки с рубашкой
Рисунок 4 - Цилиндрическая обечайка, подкрепленная кольцами жесткости
Примечание - Рисунки 1-4 не определяют конструкцию и приведены только для указания расчетных размеров.
5.2 Условия применения расчетных формул
5.2.1 Расчетные формулы применимы при отношении толщины стенки к диаметру:
5.2.2 Формулы, приведенные в 5.3.2; 5.3.4-5.3.7 и 5.4.2, следует применять при условии, что расчетные температуры не превышают значений, при которых учитывается ползучесть материалов, т.е. при таких температурах, когда допускаемое напряжение определяют только по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу прочности). Если нет точных данных, то формулы допускается применять при условии, что расчетная температура стенки обечайки из углеродистой стали не превышает 380°С, из низколегированной 420°С, а из аустенитной 525°С.
5.2.3 Для обечаек, подкрепленных кольцами жесткости, дополнительно к требованиям 5.2.1 и 5.2.2 следует выполнять следующие ограничения:
- расчетные формулы следует применять при условии равномерного расположения колец жесткости;
5.2.4 Расчетные формулы для обечаек, работающих под действием осевого сжимающего усилия, приведенные в 5.3.4, 5.4.3, применимы при следующем условии:
5.3 Гладкие цилиндрические обечайки
5.3.1 Обечайки, нагруженные внутренним избыточным давлением
5.3.1.1 Толщину стенки вычисляют по формуле
где расчетную толщину стенки вычисляют по формуле
5.3.1.2 Допускаемое внутреннее избыточное давление вычисляют по формуле
5.3.1.3 При изготовлении обечайки из листов разной толщины, соединенных продольными швами, расчет толщины обечайки проводят для каждого листа с учетом имеющихся в них ослаблений.
5.3.2 Обечайки, нагруженные наружным давлением
5.3.2.1 Толщина стенки
Толщину стенки предварительно вычисляют по формулам (4) и (5) с обязательной последующей проверкой по формуле (7)
где расчетную толщину стенки вычисляют по формуле
5.3.2.2 Допускаемое наружное давление вычисляют по формуле
где допускаемое давление из условия прочности вычисляют по формуле
а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости вычисляют по формуле
где
5.3.3 Обечайки, нагруженные осевым растягивающим усилием
5.3.3.1 Толщину стенки вычисляют по формуле
где расчетную толщину стенки вычисляют по формуле
5.3.3.2 Допускаемое осевое растягивающее усилие вычисляют по формуле
5.3.4 Обечайки, нагруженные осевым сжимающим усилием
5.3.4.1 Допускаемое осевое сжимающее усилие вычисляют по формуле
где допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности вычисляют по формуле
а допускаемое осевое сжимающее усилие в пределах упругости из условия устойчивости вычисляют по формуле
В формуле (16) допускаемое осевое сжимающее усилие вычисляют из условия местной устойчивости в пределах упругости по формуле
а допускаемое осевое сжимающее усилие вычисляют из условия общей устойчивости в пределах упругости по формуле
|
|
|
Расчетная схема |  | |
 | - | |
 | - | 2 |
 | - | 0,7 |
 | - | 0,5 |
 | 0
| 2,00 |
| 0,2
| 1,73 |
| 0,4 | 1,47 |
| 0,6 | 1,23 |
| 0,8 | 1,06 |
| 1,0 | 1,00 |
 | 0 | 2,00 |
| 0,2 | 1,70 |
| 0,4 | 1,40 |
| 0,6 | 1,11 |
| 0,8 | 0,85 |
| 1,0 | 0,70 |
5.3.5 Обечайки, нагруженные изгибающим моментом
5.3.5.1 Допускаемый изгибающий момент вычисляют по формуле
где допускаемый изгибающий момент из условия прочности вычисляют по формуле
а допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости вычисляют по формуле
5.3.6 Обечайки, нагруженные поперечными усилиями
Допускаемое поперечное усилие вычисляют по формуле
где допускаемое поперечное усилие из условия прочности вычисляют по формуле
а допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости в пределах упругости вычисляют по формуле
5.3.7 Обечайки, работающие под совместным действием наружного давления, осевого сжимающего усилия, изгибающего момента и поперечного усилия
Обечайки, работающие под совместным действием нагрузки, проверяют на устойчивость по формуле
5.4 Цилиндрические обечайки, подкрепленные кольцами жесткости
5.4.1 Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные внутренним избыточным давлением
5.4.1.1 Определение размеров колец жесткости при внутреннем давлении
площадь поперечного сечения кольца жесткости вычисляют по формуле
5.4.1.2 Допускаемое внутреннее избыточное давление вычисляют из условия
Допускаемое внутреннее избыточное давление, определяемое из условий прочности всей обечайки, вычисляют по формуле
Допускаемое внутреннее избыточное давление, определяемое из условий прочности обечайки между двумя соседними кольцами жесткости, вычисляют по формуле
5.4.2 Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные наружным давлением
5.4.2.1 Расчетные параметры подкрепленной обечайки
Эффективную длину стенки обечайки, учитываемую при определении эффективного момента инерции, определяют из условия
Эффективный момент инерции расчетного поперечного сечения кольца жесткости вычисляют по формуле
коэффициент жесткости обечайки, подкрепленной кольцами жесткости, вычисляют по формуле
5.4.2.2 Допускаемое наружное давление определяют из условия
5.4.2.2.1 Допускаемое наружное давление, определяемое исходя из условий устойчивости всей обечайки, вычисляют по формуле
где
5.4.3 Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные осевым растягивающим или сжимающим усилием, изгибающим моментом или поперечным усилием
5.4.4 Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные совместно действующими нагрузками
Расчет следует проводить аналогично расчету по 5.3.7, при этом допускаемое наружное давление следует определять по 5.4.2.2.
6 Расчет выпуклых днищ и крышек
6.1 Расчетные схемы
6.1.1 На рисунке 8 приведены расчетные схемы эллиптических, полусферических и торосферических днищ.
а - эллиптическое днище; б - полусферическое днище; в - торосферическое днище
Примечание - Рисунок не определяет конструкцию днищ и приведен только для указания необходимых расчетных размеров.
Рисунок 8 - Выпуклые днища
На рисунках 12-17 приведены расчетные схемы сферических днищ и крышек.
6.2 Условия применения расчетных формул
6.2.1 Формулы применимы при выполнении условий:
- для эллиптических днищ
- для торосферических днищ
|
|
- тип А |  ,  ; |
- тип В |  ,  ; |
- тип С |  ,  . |
Формулы для неотбортованных днищ и крышек применяют при условии выполнения угловых швов с двусторонним сплошным проваром.
Формулы не учитывают нагружение колец дополнительными нагрузками, например опорными элементами.
6.2.2 Формулы, приведенные в 6.3.2 и 6.4.2, применимы при условии, если расчетные температуры не превышают значений, при которых учитывается ползучесть материалов, т.е. при таких температурах, когда допускаемое напряжение определяют только по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу прочности).
Если нет точных данных, то допускается формулы применять при условии, что расчетная температура стенки днища из углеродистой стали не превышает 380°С, из низколегированной не превышает 420°С, а из аустенитной не превышает 525°С.
6.3 Эллиптические и полусферические днища
6.3.1 Эллиптические и полусферические днища, нагруженные внутренним избыточным давлением
6.3.1.1 Толщину стенки вычисляют по формуле
где
6.3.1.2 Допускаемое внутреннее избыточное давление вычисляют по формуле
6.3.1.3 Радиус кривизны в вершине днища равен:
6.3.2 Эллиптические и полусферические днища, нагруженные наружным давлением
6.3.2.1 Толщину стенки предварительно вычисляют по формулам (46), (47) с обязательной последующей проверкой по формуле (48)
где
6.3.2.2 Допускаемое наружное давление вычисляют по формуле
где допускаемое давление из условия прочности
а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости
где
6.4 Торосферические днища
6.4.1 Торосферические днища, нагруженные внутренним избыточным давлением
6.4.1.1 Толщину стенки в краевой зоне вычисляют по формуле
где
Для сварных днищ следует дополнительно проверить толщину стенки в центральной зоне по формуле
где
За расчетное значение принимают большее из значений, полученных по формулам (53) и (55).
6.4.1.2 Допускаемое избыточное давление из условия прочности краевой зоны вычисляют по формуле
Для сварных днищ необходимо дополнительно проверить допускаемое избыточное давление из условия прочности центральной зоны по формуле
За допускаемое давление принимается меньшее из давлений, определяемых по формулам (57), (58).
6.4.2 Торосферические днища, нагруженные наружным давлением
Кроме того, наружное давление не должно превышать допускаемое давление, определяемое по формуле (57).
6.5 Сферические неотбортованные днища и крышки
6.5.1 Сферические неотбортованные днища и крышки, нагруженные внутренним избыточным давлением
6.5.1.1 Толщину стенок крышек и днищ определяют методом последовательных приближений. Предварительно толщину стенки вычисляют по формуле
а затем по формуле
В качестве расчетной толщины стенки днища или крышки принимают большее из двух значений, определяемых по формулам (60) и (61).
Исполнительная толщина стенки
6.5.1.2 Допускаемое избыточное давление
6.5.1.3.1 При заданных геометрических размерах днищ тригонометрические функции вычисляют по формулам:
6.5.1.3.2 Отношение допускаемых напряжений вычисляют по формулам:
Таблица 2
|
|
|
|
Расчетная модель | | | |
Рисунок 12 | - | - | - |
Рисунок 13 |  |  |  |
Рисунок 14 | 0 | - |  |
Рисунок 15
|  |  |  |
Рисунок 12 - Сферические неотбортованные днища без укрепляющего кольца
Рисунок 13 - Сферическое неотбортованное днище с укрепляющим кольцом
Рисунок 14 - Сферическое неотбортованное днище с кольцом жесткости на обечайке
Рисунок 15 - Сферическая неотбортованная крышка
6.5.2 Сферические неотбортованные днища и крышки, нагруженные наружным давлением
6.5.2.1 Толщину стенки сферического сегмента днища или крышки предварительно вычисляют по формулам (60)-(62) с последующей проверкой по формулам (67)-(69).
6.5.2.2 Допускаемое наружное давление вычисляют по формуле
Таблица 3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетные модели | Значение коэффициента при отношении | ||||||||
| 25 | 50 | 75 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 и более |
Днище (рисунки 12-14) | 0,33 | 0,19 | 0,17 | 0,15 | 0,13 | 0,12 | 0,12 | 0,11 | 0,11 |
Крышка (рисунок 15) | 0,46 | 0,30 | 0,25 | 0,22 | 0,19 | 0,17 | 0,16 | 0,13 | 0,12 |
7 Расчет плоских круглых днищ и крышек
7.1 Область применения расчетных формул
7.1.1 Формулы применимы для расчета плоских круглых днищ и крышек при условии:
7.1.3 Формулы для расчета плоских круглых днищ и крышек с радиальными ребрами жесткости применимы при следующих условиях:
7.2 Расчет плоских круглых днищ и крышек
7.2.1 Толщину плоских круглых днищ и крышек сосудов и аппаратов, работающих под внутренним избыточным или наружным давлением, вычисляют по формулам
где
Таблица 4
|
|
|
|
Тип | Рисунок | Условия закрепления днищ и крышек | |
1 |  |   | 0,53 |
2 |  |  | 0,50 |
3 |  |  | 0,45 |
|
|  | 0,41 |
4 |  |  | 0,41 |
|
|  | 0,38 |
5 |  | | 0,45 |
|
| | 0,41 |
6 |  | | 0,50 |
7 |  | | 0,41 |
|
| | 0,38 |
8 |  | | 0,41 |
|
| | 0,38 |
9 |  |    |  |
10 |  | | 0,41 |
|
|  30 °  90 ° | 0,38 |
11 |  |  | 0,40 |
12 |  |  | 0,41 |
Основные расчетные размеры отверстий указаны на рисунках 16, 17.
Рисунок 16
Рисунок 17
7.2.6 Во всех случаях присоединения днища к обечайке минимальная толщина плоского круглого днища должна быть не менее толщины обечайки, вычисленной в соответствии с 5.3.
7.2.7 Допускаемое давление на плоское днище или крышку вычисляют по формуле
- для типа 10:
7.3 Расчет плоских круглых крышек с дополнительным краевым моментом
7.3.1 Толщину плоских круглых крышек с дополнительным краевым моментом (рисунок 18) под действием внутреннего давления вычисляют по формулам
где
Рисунок 18
Рисунок 19
или определяют по графику, приведенному на рисунке 20 в зависимости от отношения диаметров.
Рисунок 20
7.3.8 Допускаемое давление для плоской круглой крышки с дополнительным краевым моментом при поверочных расчетах вычисляют по формуле
7.4 Днища и крышки плоские круглые с радиальными ребрами жесткости.
7.4.1 Расчетные схемы днищ приведены на рисунках 21-24.
Рисунок 21
Рисунок 22
Рисунок 23
Рисунок 24
7.4.2 Для определения допускаемого избыточного давления предварительно определяют следующие параметры:
- расчетное расстояние от поверхности пластинки до нижнего торца втулки:
- расчетная высота втулки:
- относительный радиус втулки:
- расстояние от срединной поверхности пластины до нейтральной поверхности:
7.4.3 Изгибающий момент для втулки вычисляют по формуле
7.4.4 Изгибающий момент для пластины вычисляют по формуле
7.4.5 Изгибающий момент для оребренной пластины вычисляют по формуле
7.4.7 Суммарный изгибающий момент вычисляют по формуле
7.4.8 Дополнительное усилие, действующее на центральную часть крышки (днища), должно соответствовать условию:
7.4.9 Допускаемое избыточное давление, действующее на крышку (днище), вычисляют по формуле
где
8 Расчет конических обечаек
8.1 Расчетные схемы и расчетные параметры
8.1.1 На рисунках 25-30 приведены расчетные схемы узлов конических обечаек.
а - соединение конической и цилиндрической обечаек, б - соединение конической и цилиндрической обечаек с укрепляющим кольцом, в - соединение конической обечайки с цилиндрической меньшего диаметра
Рисунок 25 - Соединение обечаек без тороидального перехода
Рисунок 26 - Соединение обечаек с тороидальным переходом
Рисунок 27 - Основные размеры конического перехода
Рисунок 28 - Соединение кососимметричных обечаек
Рисунок 29 - Коническая обечайка с кольцами жесткости
а - днище с тороидальным переходом, б - днище с укрепляющим кольцом, в - днище без тороидального перехода и укрепляющего кольца
Рисунок 30 - Пологие конические днища
8.1.2 Расчетные параметры
8.1.2.1 Расчетные длины переходных частей вычисляют по формулам:
- для конических и цилиндрических обечаек (см. рисунок 25а, б):
- для конических и цилиндрических обечаек (см. рисунок 26):
- для цилиндрической обечайки или штуцера (см. рисунок 25в):
8.1.2.2 Расчетный диаметр гладкой конической обечайки вычисляют по формуле:
- для конической обечайки без тороидального перехода (см. рисунок 25):
- для конической обечайки с тороидальным переходом (см. рисунок 26):
8.2 Область и условия применения расчетных формул
8.2.1 Расчетные формулы применимы при соотношении между толщиной стенки наружной обечайки и диаметром в пределах
8.2.2 Расчетные формулы, приведенные в 8.3.10, 8.4.2 и 8.5.1, применимы при условии, что расчетные температуры не превышают значений, при которых должна учитываться ползучесть металлов, т.е. при температурах, когда допускаемое напряжение определяется только по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу прочности). Если точных данных не имеется, то формулы применимы при условии, что расчетная температура стенки обечайки из углеродистой стали не превышает 380°С, из низколегированной стали - 480°С и из аустенитной - 525°С.
8.2.3 Формулы настоящего стандарта не применимы для расчета на прочность конических переходов в местах крепления рубашки к корпусу.
В этом случае расчет проводят по ГОСТ Р 52857.8.
8.2.4 Формулы не применимы, если расстояние между двумя соседними узлами обечаек менее суммы соответствующих расчетных длин обечаек или если расстояние от узлов до опорных элементов сосуда (за исключением юбочных опор и опорных колец) менее удвоенной расчетной длины обечайки по 8.1.2.1.
- для соединения обечаек без тороидального перехода
8.2.6 Формулы узлов конических и цилиндрических обечаек без тороидального перехода применимы при условии выполнения углового шва с двусторонним сплошным проваром.
Исполнительная толщина стенки цилиндрического элемента в месте соединения двух обечаек должна быть не менее минимальной толщины стенки, определяемой по формулам раздела 5.
8.2.8 Расчет укрепления отверстий конических обечаек проводят в соответствии с ГОСТ Р 52857.3.
8.2.9 Расчет толщины стенок переходной части обечаек проводят либо методом последовательных приближений на основании предварительного подбора и последующей проверки для выбранных значений
либо сразу с помощью диаграмм.
Если допускаемые напряжения материалов частей перехода отличаются друг от друга, то расчет по диаграммам проводят при использовании меньшего из них.
За допускаемое давление, осевую силу и изгибающий момент для конической обечайки принимают меньшее значение, полученное из условия прочности или устойчивости гладкой конической обечайки и из условия прочности переходной части.
8.3 Конические обечайки, нагруженные давлением
8.3.1 Гладкие конические обечайки, нагруженные внутренним избыточным давлением
8.3.1.1 Толщину стенки гладкой конической обечайки вычисляют по формуле
где
8.3.1.2 Допускаемое внутреннее избыточное давление вычисляют по формуле
8.3.2 Гладкие конические обечайки, нагруженные наружным давлением
8.3.2.2 Толщину стенки в первом приближении вычисляют по формулам с введением эффективных размеров с последующей проверкой по формуле (104).
где
8.3.2.3 Допускаемое наружное давление вычисляют по формуле
где допускаемое давление из условия прочности:
и допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости:
Эффективные размеры конической обечайки вычисляют по формулам
8.3.3 Соединение обечайки без тороидального перехода (см. рисунок 25а)
8.3.3.1 Расчетные формулы применимы при условиях
8.3.3.2 Толщину стенки из условия прочности переходной зоны вычисляют по формулам:
8.3.3.3 Коэффициент формы вычисляют по формуле
8.3.4 Соединение конической обечайки с укрепляющим кольцом (см. рисунки 25б, 29)
8.3.4.1 Формулы применимы при условиях:
при соединении с цилиндрической обечайкой (см. рисунок 25б):
Расчет применим только при отсутствии изгибающего момента на кольце.
8.3.4.2 Площадь поперечного сечения укрепляющего кольца вычисляют по формуле
- при соединении по рисунку 25б.
где
- при соединении по рисунку 29:
8.3.4.3 Допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление из условия прочности переходной части вычисляют по формулам:
- при соединении по рисунку 25б:
- при соединении по рисунку 29:
8.3.4.4 Общий коэффициент формы для переходной части равен:
8.3.4.5 Проверка прочности сварного шва укрепляющего кольца
У прерывистого сварного шва действительная его ширина уменьшается в отношении длин сварного шва и всего периметра обечайки. Расстояние между концами прерывистых сварных швов должно быть не более восьми толщин стенки обечайки и сумма всех длин сварных швов не менее половины длины контура кольца.
8.3.5 Соединение обечаек с тороидальным переходом (см. рисунок 26)
8.3.5.1 Расчетные формулы применимы при условиях:
8.3.5.2 Толщину стенки переходной части вычисляют по формуле
где
8.3.5.3 Допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление из условия прочности переходной части
8.3.6 Соединение штуцера или внутреннего цилиндрического корпуса с конической обечайкой (рисунок 25в)
8.3.6.1 Формулы применимы при выполнении условия
8.3.6.2 Толщину стенки вычисляют по формуле
где
Расчет толщины стенки конического элемента переходной части проводят с помощью отношения толщин стенок
8.3.6.3 Допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление из условия прочности переходной части вычисляют по формуле
8.3.6.4 Коэффициент формы равен
где
8.3.7 Пологое коническое днище с тороидальным переходом (см. рисунок 30а)
8.3.7.2 Толщину стенки принимают
8.3.7.3 Допускаемое внутреннее избыточное давление принимают как большее из значения
8.3.8 Пологое коническое днище с укрепляющим кольцом (см. рисунок 30б)
8.3.8.1 Формулы применимы для действия внутреннего избыточного давления при выполнении условий:
8.3.9 Пологое коническое днище без тороидального перехода и без укрепляющего кольца (см. рисунок 30в)
8.3.9.2 Толщину стенки принимают:
8.3.10 Пологое коническое днище, нагруженное наружным давлением
8.3.10.1 Формулы применимы для действия наружного давления при условии:
8.3.10.2 Допускаемое наружное давление вычисляют по формуле (104), допускаемое давление в пределах пластичности по формуле (105) и допускаемое давление в пределах упругости вычисляют по формуле
где
8.4 Конические обечайки, нагруженные осевыми усилиями
8.4.1 Гладкие конические обечайки, нагруженные осевой растягивающей силой
8.4.1.1 Толщину стенки вычисляют по формуле
где
8.4.1.2 Допускаемую растягивающую силу вычисляют по формуле
8.4.2 Гладкие конические обечайки, нагруженные осевой сжимающей силой
8.4.2.1 Расчетные формулы применимы при условии
где допускаемую осевую силу из условия прочности вычисляют по формуле
и допускаемую осевую силу из условия устойчивости в пределах упругости вычисляют по формуле
где
8.4.3 Соединение обечаек без тороидального перехода (см. рисунок 25а)
8.4.3.1 Формулы применимы при выполнении условий 8.3.3.1.
где
8.4.4 Соединение конической и цилиндрической обечаек с укрепляющим кольцом (см. рисунок 25б).
8.4.4.1 Формулы применимы при выполнении условий 8.3.4.1.
где
8.4.4.3 Проверку сварного шва укрепляющего кольца выполняют по 8.3.4.5.
8.4.5 Соединение обечаек с тороидальным переходом (см. рисунок 26)
8.4.5.1 Формулы применимы при выполнении условий 8.3.5.1.
где
8.4.6 Соединение штуцера или внутреннего цилиндрического корпуса с конической обечайкой (см. рисунок 25в)
8.4.6.1 Формулы применимы при выполнении условия 8.3.6.1.
где
8.5 Конические обечайки, нагруженные изгибающим моментом
8.5.1 Допускаемый изгибающий момент вычисляют по формулам
- из условия прочности
- из условия устойчивости
где
8.5.2 Соединения обечаек
8.5.2.1 Допускаемый изгибающий момент из условия прочности переходной части вычисляют по формуле
8.6 Сочетания нагрузок
8.6.1 Условия применения формул
Если коническая обечайка нагружена давлением, осевой силой и изгибающим моментом и сумма эквивалентных давлений от этих нагрузок, вычисляемых по формулам:
составляет менее 10% рабочего давления, то коническую обечайку рассчитывают только на действие давления. Такую проверку следует проводить как для гладкой конической обечайки, так и для ее тороидальных переходных частей у большего или меньшего основания, если они есть.
8.6.2 Расчет при совместном действии нагрузок
8.6.2.1 Гладкие конические обечайки
В случае совместного действия нагрузок необходимо проверять условия устойчивости по формуле
Кроме того, должна быть выполнена проверка прочности и устойчивости от отдельных нагрузок
5.6.2.2 Переходные части конических обечаек
Кроме проверки условий от отдельных нагрузок по формулам (166), необходимо проверить выполнение условия
|
|
|
|
|
|
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, цилиндрические, конические обечайки, выпуклые, плоские днища и крышки | |||||