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 52857.3-2007 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 52857.3-2007

Группа Г02

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

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

Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. Reinforcement of openings in shells and heads under internal and external pressure. Strength calculation of shells and heads under external static loads on the nozzle

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" (ЕN 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 устанавливает нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий в цилиндрических и конических обечайках, конических переходах, выпуклых днищах и крышках сосудов и аппаратов, применяемых в химической, нефтегазоперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих под действием внутреннего или наружного давления.

В стандарте приведен метод расчета на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцеры.

Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ 52857.1 и ГОСТ Р 52857.2.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52630-2006 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия

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

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:

- расчетная площадь вырезанного сечения, см. рисунок А.1 (приложение А), мм

;

- площадь укрепляющего сечения внешней части штуцера, мм

;

- площадь поперечного сечения накладного кольца, мм

;

- площадь укрепляющего сечения внутренней части штуцера, мм

;

- минимальное расстояние между наружными поверхностями двух соседних штуцеров, см. рисунки А.2 и А.3 (приложение А), измеряемое по поверхности укрепляемого элемента, мм;

- сумма прибавок к расчетной толщине стенки обечайки, перехода или днища, мм;

- сумма прибавок к расчетной толщине стенки штуцера, мм;

- прибавка на коррозию к расчетной толщине стенки штуцера, мм;

- внутренний диаметр цилиндрической обечайки или выпуклого днища, мм;

- внутренний диаметр конической обечайки (перехода или днища) по центру укрепляемого отверстия, см. рисунок А.4

(приложение А), мм;

- расчетные внутренние диаметры укрепляемого элемента, мм;

- средний диаметр обечайки у отверстия, мм;

- наружный диаметр накладного кольца, мм;

- внутренние диаметры штуцеров, мм;

- наибольший расчетный диаметр отверстия, не требующего дополнительного укрепления, мм;

- расчетный диаметр, мм;

- большая ось овального отверстия, мм;

- малая ось овального отверстия, мм;

- расчетный диаметр отверстия, мм;

- средний диаметр штуцера, мм;

- расстояние от края штуцера до внешнего края днища, см. рисунок А.5

(приложение А), мм;

- осевая и поперечная силы, действующие на штуцер, Н;

- коэффициенты;

- ширина зоны укрепления, прилегающей к штуцеру, при отсутствии накладного кольца, см. рисунок А.1 (приложение А), мм;

- расстояние от наружной поверхности штуцера до ближайшего несущего конструктивного элемента, см. рисунок А.4 (приложение А), мм;

- расчетная ширина зоны укрепления при использовании общего накладного кольца для двух отверстий, мм;

- исполнительная ширина торообразной вставки или вварного кольца, мм;

- расчетная ширина зоны укрепления в окрестности штуцера или торообразной вставки, мм;

- исполнительная длина штуцеров, см. рисунки А.6 и А.7 (приложение А), мм;

- внутренняя высота эллиптической части днища, мм;

- расчетные длины штуцеров, мм;

- исполнительная ширина накладного кольца, мм;

- расчетная ширина накладного кольца, мм;

- изгибающие и крутящие моменты, действующие на штуцер, Н·мм;

- расчетное давление в сосуде или аппарате, МПа;

- допускаемое давление в элементах сосудов и аппаратов, МПа;

- допускаемое давление в пределах пластичности, МПа;

- допускаемое давление в пределах упругости, МПа;

- наибольший внутренний радиус выпуклого днища, мм;

- радиус кругового накладного кольца при совместимом укреплении отверстий, см. рисунок А.8 (приложение А), мм;

- радиус несимметричного накладного кольца около отверстия диаметром

, см. рисунок А.8 (приложение А), мм;

- радиус несимметричного накладного кольца около отверстия диаметром

, см. рисунок А.8 (приложение А), мм;

- средний радиус обечайки или днища у штуцера, мм;

- радиус отбортовки или торовой части торообразной вставки, см. рисунки А.9 и А.10

(приложение А), мм;

- исполнительная толщина стенки обечайки, перехода или днища, мм;

- расчетная толщина стенки обечайки, перехода или днища, мм;

- исполнительные толщины стенок штуцеров, мм;

- расчетные толщины стенок штуцеров, мм;

- исполнительные толщины накладных колец, мм;

- исполнительные толщины внутренних частей штуцеров, мм;

- длина отверстия в окружном направлении, см. рисунки А.11

(приложение А), мм;

- коэффициенты понижения прочности;

- расстояние от центра укрепляемого отверстия до оси эллиптического днища, мм;

- половина угла при вершине конической обечайки,...°;

- угол между линией, соединяющей центры двух взаимовлияющих, и образующей обечайки, см. рисунок А.3

(приложение А),...°;

- угол между осью наклонного штуцера и нормалью к поверхности цилиндрической или конической обечайки, а также выпуклого днища, см. рисунки А.11

и А.5

(приложение А),...°;

- отношения допускаемых напряжений;

- поправочный коэффициент;

- допускаемое напряжение для материала обечайки, перехода или днища при расчетной температуре, МПа;

- допускаемое напряжение для материала внешней части штуцера при расчетной температуре, МПа;

- допускаемое напряжение для материала накладного кольца при расчетной температуре, МПа;

- допускаемое напряжение для материала внутренней части штуцера при расчетной температуре, МПа;

- допускаемые напряжения из условия среза, МПа;

- коэффициент прочности сварных соединений обечаек и днищ;

- коэффициент прочности продольного сварного соединения штуцера;

- угол между плоскостью, проходящей через продольный шов и ось штуцера, и плоскостью продольного осевого сечения обечайки, см. рисунок А.12 (приложение А),...°;

- угол между плоскостью, проходящей через ось и продольный шов штуцера, и плоскостью, проходящей через линию, соединяющую центры отверстий, см. рисунок А.12 (приложение А),...°;

- угол между большой осью овального отверстия и плоскостью, проходящей через ось обечайки сосуда, см. рисунок А.13 (приложение А),...°.

4 Общие положения

4.1 Изложенные в стандарте методы расчета основаны на теории предельного равновесия (предельных нагрузок). Теория предельного равновесия предполагает, что материал в условиях эксплуатации пластичен. Перечень таких сталей и минимальная температура применения, когда сталь сохраняет необходимые пластические свойства, приведены в ГОСТ Р 52630. Аналогичные данные приведены в нормативных документах на сосуды и аппараты из цветных металлов - алюминия, меди, титана, никеля и их сплавов.

В тех случаях, когда материал непластичный или по каким-либо другим параметрам и условиям эксплуатации не выполняются условия применения настоящего стандарта, то расчет следует проводить по ГОСТ Р 52857.9 либо по специальным методам расчета.

4.2 Пределы применения расчетных формул ограничиваются условиями, приведенными в таблице 1.

Таблица 1


Наименование параметра	Условие применения формул для расчета укрепления отверстий в
	цилиндрических обечайках	конических обечайках, переходах или днищах (крышках)	эллиптических днищах (крышках)	сферических и торосферических днищах (крышках)
Отношение диаметров
Отношение толщины стенки обечайки или днища к диаметру
При расчете на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер для цилиндрических и конических обечаек 0,8, для днищ и крышек - 0,6.

4.3 При установке наклонных штуцеров с круговым поперечным сечением на цилиндрических обечайках метод расчета укрепления отверстий применим, если угол

(см. рисунок А.11

) не превышает 45°, а отношение осей овального отверстия

(см. рисунок А.11

) удовлетворяет условию

. (1)

Эти ограничения не распространяются на тангенциальные штуцеры (см. рисунок А.11

), на наклонные штуцеры, ось которых лежит в плоскости поперечного сечения обечайки (см. рисунок А.11

). Для смещенных (нецентральных) штуцеров на эллиптических днищах угол

(см. рисунок А.5) не должен превышать 60°.

4.4 Расстояние от края штуцера до края внешней поверхности сферического неотбортованного и торосферического днища, измеряемое по проекции образующей на плоскости основания днища, должно быть не менее

Малые отверстия, диаметр которых удовлетворяет условию

, (2)

допускается размещать в краевой зоне выпуклых днищ без специальных расчетных или экспериментальных обоснований.

При размещении отверстий в краевой зоне цилиндрических и конических обечаек необходим учет ограничений, указанных в 5.1.5.4.

В краевой зоне эллиптических и полусферических днищ допускается размещение отверстий без ограничений.

4.5 Расчет на прочность при внешних статических нагрузках применим для штуцеров, нормально расположенных к поверхности обечаек или днищ.

5 Расчет укрепления отверстия при внутреннем и внешнем давлениях

5.1 Основные формулы расчета

5.1.1 Расчетные диаметры

Диаметры укрепляемых элементов вычисляют по формулам:

- для цилиндрической обечайки

; (3)

- для конической обечайки, перехода или днища

; (4)

- для эллиптических днищ

; (5)

- для эллиптических днищ при

; (6)

- для сферических днищ, а также торосферических днищ вне зоны отбортовки

Полная версия документа доступна с 20.00 до 24.00 по московскому времени.

Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.