allgosts.ru71. ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ71.120. Оборудование для химической промышленности

ГОСТ 34233.9-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Аппараты колонного типа

Обозначение:
ГОСТ 34233.9-2017
Наименование:
Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Аппараты колонного типа
Статус:
Действует
Дата введения:
08/01/2018
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
71.120, 75.200

Текст ГОСТ 34233.9-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Аппараты колонного типа



МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ. МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION. METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ГОСТ

34233.9—

2017

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

Аппараты колонного типа

(ISO 16528-1:2007, NEQ)

(ISO 16528-2:2007, NEQ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2018

ГОСТ 34233.9—2017

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стан* дартизации установлены в ГОСТ 1.0—2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2—2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосудар-ственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, при* нятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК523 «Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа»: Закрытым акционерным обществом «ПЕТРОХИМ ИНЖИНИРИНГ» (ЗАО «ПХИ»); Закрытым акционерным обществом «ПЕТРОХИМ ИНЖИНИРИНГ» (ЗАО «ПХИ»}; Акционерным обществом «всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения» (АО «ВНИИНЕФТЕМАШ»); Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-техническое предприятие ЦЕНТРХИММАШ» (ООО «НТП ЦЕНТРХИММАШ»}; Акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения» (АО «НИИХИММАШ»)

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 июля 2017 г. № 101-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166} 004-97

Код страны по МК <ИСО310в) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартимции

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

KG

Кыргыэсгандарт

Россия

RU

Россгандарт

Узбекистан

UZ

Уэстандарт

Украина

UA

Минэкономразвития Украины

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. № 1997-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34233.9—2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2018 г.

5    В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных стандартов:

- (S0 16528-1:2007 «Котлы и сосуды, работающие под давлением. Часть 1. Требования к рабочим характеристикам» («Boilers and pressure vessels — Part 1: Performance requirements». NEQ);

• (SO 16528-2:2007 «Котлы и сосуды, работающие под давлением. Часть 2. Процедуры выполнения требований ISO 16528-1» («Boilers and pressure vessels — Part 2: Procedures for fulfilling the requirements of ISO 16528*1». NEO)

6    Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 51274—99*

7    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

* Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. N? 1997-ст ГОСТ Р 51274—99 отменены с 1 августа 2018 г.

И

ГОСТ 34233.9—2017

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном 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 ()

© Стандартинформ, 2018

8 Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства ло техническому регулированию и метрологии

ГОСТ 34233.9—2017

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки.......................... 1

3    Обозначения........................................................................2

4    Общие положения....................................................................5

5    Расчетные нагрузки...................................................................6

6    Корпус аппарата колонного типа........................................................8

7    Опорная обечайка....................................................................9

8    Элементы опорного узла..............................................................10

9    Фундаментные болты................................................................15

Приложение А (справочное) Допускаемые напряжения фундаментных болтов и бетона...........16

IV

ГОСТ 34233.9—2017

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ Аппараты колонного типа Vessels and apparatus.

Norms and methods of strength calculation. Apparatus of column type

Дата введения — 2018—08—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность аппаратов колонного типа на цилиндрических или конических опорах, работающих под действием внутреннего избыточного или наружного давления, собственной массы и массы содержимого, усилий и изгибающих моментов от ветровых нагрузок или сейсмических воздействий, от эксцентрически приложенных весовых нагрузок, нагрузок, вызванных стесненностью температурных деформаций и других внешних нагрузок.

Настоящий стандарт применяют совместно с ГОСТ 34233.1 — ГОСТ 34233.4. ГОСТ 34233.6. ГОСТ 34233.10. ГОСТ 34233.12. ГОСТ 34283 и ГОСТ 34347.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 535—2005 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 19281—2014 Прокат повышенной прочности. Общие технические условия

ГОСТ 24379.0—2012 Болты фундаментные. Общие технические условия

ГОСТ 31838—2012 Аппараты колонные. Технические требования

ГОСТ 34233.1—2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования

ГОСТ 34233.2—2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек

ГОСТ 34233.3—2017 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 34233.4—2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений

ГОСТ 34233.6—2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках

ГОСТ 34233.10—2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты. работающие с сероводородными средами

ГОСТ 34233.11—2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некругло-сти обечаек

Издание официальное

1

ГОСТ 34233.9—2017

ГОСТ 34233.12—2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Требования к форме представления расчетов на прочность, выполняемых на ЭВМ

ГОСТ 34283—2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность при ветровых, сейсмических и других внешних нагрузках

ГОСТ 34347—2017 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 ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. 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:

А — площадь наиболее ослабленного поперечного сечения опорной обечайки, мм2:

А6 — площадь поперечного сечения фундаментного болта ло внутреннему диаметру резьбы, мм2; а — катет сварного шва в месте приварки опорной обечайки к корпусу, мм; а,    — катет сварного шва по опорной обечайке в месте приварки к нижнему опорному кольцу, мм;

а2    — катет сварного шва по нижнему опорному кольцу в месте приварки опорной обечайки, мм;

Р1 — ширина нижнего опорного кольца, мм;

£>2    — выступающая ширина нижнего опорного кольца, мм;

£>3    — длина верхнего опорного элемента, мм.

б4 — выступающая ширина верхнего опорного элемента, мм;

£>з    — минимальное расстояние между двумя смежными ребрами, мм;

£>в    — максимальное расстояние между двумя смежными ребрами, мм;

Ь7 — ширина усиливающей пластины, привариваемой к верхнему опорному кольцу, мм;

с — сумма всех прибавок к расчетной толщине стенки, определяемая отдельно для каждого из рассчитываемых элементов колонного аппарата и опоры в соответствии с ГОСТ 34233.1 (раздел 11). мм;

св — суммарная прибавка на коррозию к диаметру фундаментного болта, мм;

D — внутренний диаметр аппарата в расчетном сечении, мм:

0О — внутренний диаметр цилиндрической опорной обечайки или внутренний диаметр конической опорной обечайки в расчетном сечении, мм;

Об — диаметр окружности фундаментных болтов, мм;

d — диаметр окружности, вписанной в шестигранник гайки фундаментного болта, мм;

d6 — внутренний диаметр резьбы фундаментного болта, мм;

о — расстояние от оси фундаментного болта до опорной обечайки, мм:

F — расчетная осевая сжимающая сила, действующая на полную площадь сечения обечайки в расчетном сечении (без учета нагрузки, возникающей от давления). Н;

F, — сила F в рабочих условиях. Н;

F2 — сила F в условиях испытания, Н;

F^ — сила F в условиях монтажа. Н;

[F]    — допускаемая осевая сила. Н;

2

ГОСТ 34233.9—2017

(F]ei — допускаемое осевое сжимающее усилие, определяемое из условия местной устойчивости в пределах упругости. Н;

[Fl£;2    — допускаемое осевое сжимающее усилие, определяемое из условия общей устойчивости в

пределах упругости. Н;

G, — весовая нагрузка в расчетном сечении в рабочих условиях от собственной массы аппарата с учетом массы рабочей среды, массы внутренних устройств, массы присоединенного обо* рудования. массы обслуживающих площадок без обслуживающего персонала, массы изо* ляции. массы огнезащиты, а также усилий в направлении оси аппарата от присоединяемых трубопроводов. Н;

G2 — весовая нагрузка в расчетном сечении в условиях гидравлического испытания от собствен* ной массы аппарата с учетом массы жидкости, массы внутренних приварных устройств и массы обслуживающих площадок без обслуживающего персонала. Н:

G3 — весовая нагрузка в расчетном сечении в условиях монтажа от собственной массы аппарата с учетом массы внутренних приварных устройств и массы обслуживающих площадок без обслуживающего персонала. Н;

h    — высота опорного узла, мм;

Н — общая высота аппарата от поверхности земли, мм:

К    — вспомогательный параметр;

М — расчетный изгибающий момент, действующий на полную площадь сечения обечайки в рас* четном сечении. Н-мм;

JW, — момент М в рабочих условиях. Н-мм;

—    момент М в условиях испытания. Н-мм;

М3 — момент М в условиях монтажа. Н-мм:

—    изгибающий момент в рабочих условиях от действия эксцентрических весовых нагрузок, в том числе от присоединяемых трубопроводов и оборудования. Н-мм;

Mq2 — изгибающий момент в условиях испытания от действия эксцентрических весовых нагрузок, в том числе от присоединяемых трубопроводов и оборудования. Н-мм;

М — изгибающий момент в условиях монтажа от действия эксцентрических весовых нагрузок, в том числе от присоединяемых трубопроводов и оборудования. Н-мм;

WR)    — изгибающий момент в рабочих условиях от сейсмических воздействий. Н-мм:

<    — изгибающий момент в условиях монтажа от сейсмических воздействий. Н-мм;

Му, — изгибающий момент в рабочих условиях от действия ветровых нагрузок. Н-мм;

MVi — изгибающий момент в условиях испытания от действия ветровых нагрузок. Н-мм;

Mv^ — изгибающий момент в условиях монтажа от действия ветровых нагрузок. Н-мм;

MVR    —    изгибающий момент в рабочих условиях от резонансного вихревого возбуждения. Н-мм:

[Щ    —    допускаемый изгибающий момент.    Н мм;

N    —    вспомогательный параметр;

п    —    число фундаментных болтов;

лБ — запас прочности бетона по пределу прочности на сжатие;

р — расчетное давление (внутреннее избыточное или наружное) в расчетном сечении. МПа;

р, — расчетное давление р в рабочих условиях. МПа;

Рз — расчетное давление р в условиях испытания. МПа;

О — расчетная поперечная сила, действующая на полную площадь сечения обечайки в расчетном сечении. Н;

О, — поперечная сила, равная наибольшей из ветровой и сейсмической нагрузок в рабочих ус* ловиях. К;

3

ГОСТ 34233.9—2017

Q2

Оз

Wp0.2/20

^т2>20

S

So

S,

S2

53

54

W

«1

°e

°e.

°e2

uy

[eb

Ие

W

к

Мб

ч>

«Р,—4>э Zi—Ze

—    поперечная сила, равная 60 % ветровой нагрузки в условиях испытания, Н:

—    поперечная сила, равная наибольшей из ветровой и сейсмической нагрузок в условиях монтажа. Н;

—    предел текучести материала при температуре 20 вС. МПа:

—    предел прочности бетона при осевом сжатии при температуре 20 *С. МПа:

—    исполнительная толщина стенки аппарата в расчетном сечении, мм:

—    исполнительная толщина стенки опорной обечайки, мм:

—    исполнительная толщина нижнего опорного кольца, мм;

—    исполнительная толщина верхнего опорного кольца, мм;

—    толщина усиливающей пластины, привариваемой к верхнему опорному кольцу, мм;

—    исполнительная толщина ребра, мм;

—    наименьший момент сопротивления наиболее ослабленного сечения опорной обечайки, мм3;

—    координата центра тяжести наиболее ослабленного сечения опорной обечайки, мм:

—    половина угла раствора при вершине конической обечайки, град;

—    эквивалентное напряжение. МПа;

—    эквивалентное напряжение в расчетном сечении аппарата на стороне, где изгибающий момент вызывает растяжение. МПа;

—    эквивалентное напряжение в расчетном сечении аппарата на стороне, где изгибающий момент вызывает сжатие. МПа:

—* общее мембранное меридиональное напряжение. МПа:

—    мембранное меридиональное напряжение в расчетном сечении аппарата на стороне, где изгибающий момент вызывает растяжение. МПа;

—    мембранное меридиональное напряжение в расчетном сечении аппарата на стороне, где изгибающий момент вызывает сжатие. МПа;

—    общее мембранное кольцевое напряжение. МПа;

—    допускаемое напряжение для материала элемента опорного узла при расчетной температуре. МПа;

—    допускаемое напряжение для фундаментных болтов (см. приложение А). МПа:

—    допускаемое напряжение для материала корпуса аппарата при расчетной температуре в расчетном сечении. МПа;

—    допускаемое напряжение для материала опорной обечайки при расчетной температуре. МПа;

—    допускаемое напряжение бетона на сжатие, определяемое в зависимости от марки бетона по строительным нормам и правилам*. МПа.

—    коэффициент прочности сварного шва;

—    коэффициенты, определяемые по формулам (9);

—    коэффициенты к разделу 7.

* В Российской Федерации действует СП 43.13330.2012 «СНиП 2.09.03—85’ Сооружения промышленных предприятий)».

4

ГОСТ 34233.9—2017

4 Общие положения

4.1    Расчетные параметры аппаратов колонного типа

4.1.1    К рассматриваемым аппаратам колонного типа относятся вертикальные цилиндрические аппараты. опирающиеся на цельносварные конструкции, состоящие из цилиндрических и/или конических обечаек, опорных колец и укрепляющих элементов.

4.1.2    Основные расчетные параметры для аппаратов колонного типа принимаются в соответствии с ГОСТ 34233.1.

Расчет на статическую прочность и устойчивость аппаратов колонного типа выполняют по ГОСТ 34233.2—ГОСТ 34233.4. ГОСТ 34233.10.

4.1.3    Для аппаратов, работающих при переменных нагрузках, проводят оценку малоцикловой прочности по ГОСТ 34233.6.

4.1.4    Расчетные силы и изгибающие моменты от ветровых, сейсмических и других внешних нагрузок определяют по ГОСТ 34283.

Расчету на ветровую нагрузку подлежат аппараты, устанавливаемые на открытой площадке.

Расчету на сейсмическое воздействие подлежат аппараты, предназначенные для установки в сейсмических районах на площадках сейсмичностью 7. 8 и 9 баллов по шкале MSK-64.

4.1.5    Расчетные силы и изгибающие моменты от присоединяемых трубопроводов определяют из расчета на прочность трубопроводной обвязки аппарата.

Если нагрузки от присоединяемых трубопроводов представлены в виде условных таблиц, то их рассматривают только как местные нагрузки и учитывают при расчете узлов врезки штуцеров по ГОСТ 34233.3 и расчете фланцев по ГОСТ 34233.4.

4.1.6    Расчет на прочность и устойчивость при совместном действии нагрузок выполняют при различном состоянии аппаратов (монтаже, испытании, эксплуатации).

4.2 Расчетные сечения и расчетные узлы

При расчете аппаратов колонного типа проверяют следующие расчетные сечения:

• поперечное сечение корпуса в месте присоединения опорной обечайки (см. рисунок 1. сечение В—В), поперечные сечения корпуса, отличающиеся по диаметру и/или толщине, по различному материальному исполнению, расчетной температуре и/или давлению и т. д.;

Рисунок 1 — Расчетные сечения корпуса аппарата

5

ГОСТ 34233.9—2017

•    поперечное сечение опорной обечайки в месте присоединения к корпусу (см. рисунок 2. сече* ние Г—Г), а также для составной опорной обечайки — поперечное сечение в зоне соединения цилин* дрической и конической обечаек:

•    поперечное сечение опорной обечайки в местах расположения отверстий (см. рисунок 2. сече* ние Д—Д):

•    поперечное сечение опорной обечайки в месте присоединения нижнего опорного кольца (см. ри* сунок 2, сечение Е—Е).

Рисунок 2 — Расчетные сечения опорной обечайки

Для проверки элементов опорного узла (см. рисунок 5) и фундаментных болтов используют расчетные нагрузки сечения Е—Е (см. рисунок 2).

Оценку локальных напряжений от местных нагрузок проводят в расчетных узлах, где приложены эти нагрузки (см. рисунок 1. сечения А—А и Б—6).

5 Расчетные нагрузки

5.1    Расчетные давления

Для каждого расчетного сечения аппарата устанавливают расчетные давления в рабочих услови* яхр, и в условиях испытания р2 по ГОСТ 34233.1.

5.2    Расчетные осевые силы

При определении расчетной осевой силы Рдля каждого расчетного сечения аппарата учитывают весовые нагрузки G,. G2. G3. а также другие внешние силы, действующие в вертикальном направлении на полную площадь сечения.

5.3    Расчетные поперечные силы

При определении расчетной поперечной силы Q для каждого расчетного сечения аппарата учиты* вают нагрузки Qt> 02. Оэ. а также другие внешние силы, действующие в горизонтальном направлении на полную площадь сечения.

5.4    Расчетные изгибающие моменты

При определении расчетного изгибающего момента М для каждою расчешою сечении annapaia учитывают следующие изгибающие моменты:    М^,    М^,    также

другие внешние изгибающие моменты, действующие на полную площадь сечения.

б

ГОСТ 34233.9—2017

5.5    Снеговые нагрузки

При расчете аппаратов колонного типа снеговые нагрузки не учитывают.

5.6    Температурные нагрузки

5.6.1    При наличии в элементах конструкции аппарата колонного типа, включая его опорные части, значительных температурных перепадов, неравномерного и нестабильного распределения темпера* тур. соединения материалов с различными коэффициентами линейного расширения, наружных колец жесткости, узлов ввода горячего продукта а холодный аппарат или холодного продукта — в горячий и т. д. следует дипилнительни определять местные температурные напряжения.

Если рабочая температура корпуса аппарата в месте приварки опоры превышает 360 'С. следует выполнять оценку напряжений от стесненности температурных деформаций в зоне сопряжения корпуса аппарата с опорной обечайкой.

5.6.2    Температурные напряжения определяют специальными методами расчета.

Метод расчета температурных напряжений следует выбирать в соответствии с ГОСТ 34233.1 {пункт 5.7).

Оценку результатов расчета напряженно-деформированного состояния с учетом температурных напряжений проводят в соответствии с ГОСТ 34233.1 (пункт 8.10).

5.6.3    Для уменьшения температурных напряжений в месте соединения корпуса с опорной обечайкой применяют специальные конструктивные решения, например предусматривают конструктивную не иэоли-рованную изнутри воздушную полость — горячую камеру (см. рисунок 3) для интенсификации теплообмена излучением между корпусом аппарата и верхней частью опорной обечайки. Необходимые размеры элементов специальных конструктивных решений устанавливают на основе анализа температурных напряжений.

Рисунок 3 — Горячая камера в месте соединения корпуса аппарата с опорной обечайкой

5.7 Местные нагрузки

Расчет локальных напряжений в элементах аппарата от действия местных нагрузок, вызываемых присоединяемыми трубопроводами, площадками, кронштейнами и т. д. (см. рисунок 1. сечения А—А. Б—Б), проводят по ГОСТ 34233.3. ГОСТ 34233.4. ГОСТ 34233.5.

Если не выполняются условия применимости нормативных расчетных методик, то расчет проводят специальными методами.

При расчете мест крепления обслуживающих площадок следует учитывать максимально возможную нагрузку на них. включая нагрузку от массы обслуживающего персонала, определяемую в соответствии с требованиями строительных норм и правил*.

* В Российской Федерации действует СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07—85’ Нагрузки и воздействия».

ОбмоДи юрлуее

7

ГОСТ 34233.9—2017

5.8    Расчетная температура

Расчетную температуру для каждого элемента аппарата колонного типа устанавливают по ГОСТ 34233.1.

Расчетную температуру для условий испытания и монтажа аппарата колонного типа принимают равной 20 С.

5.9    Сочетания нагрузок

5.9.1 Расчет аппарата колонного типа проводят для рабочих условий, условий испытаний и монтажа. Сочетания нагрузок для этих условий приведены в таблице 1.

Таблица t—Сочетания нагрузок

Условие

Расчетное давление р. МПа

Расчетная осевая сжимающая сила Р.Н

Расчетная поперечная сила О. Н

Расчетный изгибающий момент JW. Н мы

Рабочие условия

Р*

/=1 = <3,

От

М, = + m юс|л^;

Для сейсмических районов

Ц-Мщ +

Условия

испытаний

Р2

f2 = g2

о2

Условия монтажа

0

II

О

U

О*

Для сейсмических районов

6 Корпус аппарата колонного типа

6.1    Проверка прочности

Стенки аппарата колонного типа, работающего под действием внутреннего избыточного или на* ружного давления, должны быть проверены на прочность при совместном действии давления, расчетных сил и расчетных изгибающих моментов от весовых, ветровых, сейсмических и других внешних нагрузок.

Проверку прочности стенки корпуса аппарата проводят во всех расчетных сечениях, перечислен* ныхв4.2.

Эквивалентные напряжения от совместного действия давления, расчетных сил и расчетных из* гибающих моментов от весовых, ветровых, сейсмических и других внешних нагрузок рассчитывают с использованием критерия максимальных касательных напряжений.

Проверку прочности корпуса аппарата проводят для рабочих условий и условий испытаний.

Расчетное давление р. расчетную осевую силу F и расчетный изгибающий момент М для каждого расчетного сечения принимают по таблице 1.

6.1.1    Расчет напряжений от совместного действия нагрузок

6.1.1.1    Общие мембранные меридиональные напряжения ах в цилиндрических обечайках колон* ного аппарата, включая опору, вычисляют по формулам:

•    в расчетном сечении аппарата на стороне, где изгибающий момент вызывает растяжение.

* ш№1*}__(1)

4(а-с) к-0(а-с) к^(в-с)

*    в расчетном сечении аппарата на стороне, где изгибающий момент вызывает сжатие.

в __£___«*_. (2)

**    4(е-с) *-0(в-е) ж.£>*(е-е)

8

ГОСТ 34233.9—2017

6.1.1.2 Общие мембранные кольцевые напряжения ау вычисляют по формуле

(3)

6.1.1.3    Для того чтобы получить общие мембранные меридиональные и кольцевые напряжения ож и оу в конических обечайках колонного аппарата, включая опору, значения напряжений, рассчитан* ные по формулам (1). (2) и (3), следует умножить на 1/cosu,.

6.1.1.4    Эквивалентные напряжения <ie по теории наибольших касательных напряжений вычисляют по формулам:

• в расчетном сечении аппарата на стороне, где изгибающий момент вызывает растяжение.

e^smax

(4)

• в расчетном сечении аппарата на стороне, где изгибающий момент вызывает сжатие.

(5)

6.1.2    Условия прочности

Условия прочности аппарата колонного типа при совместном действии нагрузок проверяют по формуле    .    _

(в)

где <р — козффициент прочности сварного шва по ГОСТ 34233.1.

Если в стенке аппарата в месте соединения с опорой возникают дополнительные напряжения, вызванные смещением нейтральных осей в узле соединения опоры с корпусом (см. рисунок 4). и/или дополнительные напряжения, вызванные стесненностью температурных деформаций (см. 5.6). следует выполнить оценку этих напряжений совместно с напряжениями от действия давления, осевой сжимающей силы, изгибающего момента и перерезывающей силы (см. таблицу 1). Оценку прочности выполняют в соответствии с ГОСТ 34233.1 (пункт 8.10).

6.2    Проверка устойчивости

Устойчивость аппарата колонного типа при совместном действии нагрузок проверяют в рабочих условиях и условиях испытания. Проверку на устойчивость следует проводить в соответствии с ГОСТ 34233.2 (пункт 5.3.7). При этом:

•    допускаемое осевое сжимающее усилие, определяемое из условий местной устойчивости в пределах упругости (Р]£ . следует рассчитывать в соответствии с ГОСТ 34233.2 (раздел 5) — для цилиндрических обечаек и ГОСТ 34233.2 (раздел 8) — для конических обечаек:

•    допускаемое осевое сжимающее усилие, определяемое из условий общей устойчивости в пределах упругости [F)£i2. следует рассчитывать, используя расчетную схему защемленной в нижнем сечении балки Эйлера переменного кольцевого сечения с сосредоточенными в узлах массами.

Для аппарата постоянного сечения с равномерно распределенной по высоте сжимающей нагрузкой допускается определять [F]£2 в соответствии с ГОСТ 34233.2 (подпункт 5.3.4.1).

Расчетную осевую силу F. расчетный изгибающий момент М. расчетную поперечную силу О для каждого расчетного сечения принимают по таблице 1.

7 Опорная обечайка

7.1    Проверка прочности

7.1.1    Опорную обечайку проверяют на прочность для рабочих условий и условий испытания.

Проверку прочности опорной обечайки по формулам (1)—(6) проводят в расчетных сечениях Г—Г

и Е—Е (см. рисунок 2). Если опорная обечайка состоит из нескольких частей, отличающихся толщиной, конструктивным (верхняя часть — цилиндрическая, нижняя — коническая) или материальным исполнением. следует также выполнить проверку прочности в местах соединения частей опорной обечайки.

Расчетную осевую силу F и расчетный изгибающий момент М принимают по таблице 1.

9

ГОСТ 34233.9—2017

7.1.2 В случае смещения нейтральных осей в узле соединения опоры с корпусом учитывают до* полнительные напряжения из-за смещения этих осей (см. рисунок 4).

Рисунок 4 — Узел соединения опорной обечайки и днища аппарата

Оценку этих напряжений совместно с напряжениями от действия осевой сжимающей силы, изгибающего момента и перерезывающей силы (см. таблицу 1). а также с напряжениями, вызванными стесненностью температурных деформаций (см. 5.6) проводят в соответствии с ГОСТ 34233.1 (пункт 8.10).

7.1.3 Проверку прочности сварного шва. соединяющего корпус аппарата с опорной обечайкой (см. рисунок 2. сечение Г—Г), проводят по формуле

^(±р)*<ИИ*пН;[4    (7)

7.2 Проверка устойчивости

7.2.1    Опорную обечайку проверяют на устойчивость в рабочих условиях и условиях испытания. Проверку на устойчивость следует проводить в соответствии с ГОСТ 34233.2.

Расчетную осевую силу F, расчетный изгибающий момент М и расчетную поперечную силу О при проверке на устойчивость принимают по таблице 1 для тех же расчетных сечений, что и при проверке на прочность (см. 7.1.1).

7.2.2    Прочность и устойчивость опорной обечайки в зоне отверстий (см. рисунок 2. сечение Д—Д) определяют по формуле

(8)

где <рг ф2. ф3 — коэффициенты, определяемые соответственно по формулам:

а    т    Ул

Ъ-'О.Ь-'У'Ъ-ъ-ц,-

О)

где A.W,YS — площадь, наименьший момент сопротивления и координата центра тяжести наиболее ослабленного поперечного сечения соответственно.

Примечание — Отверстия диаметром менее 0.04Оо при расчете по формулам (8) и (9) не учитывают.

8 Элементы опорного узла

8.1 Расчет элементов опорного узла (см. рисунок 5) следует проводить для рабочих условий и условий испытания.

10

ГОСТ 34233.9—2017

Рисунок 5 — Опорный узел

Расчетные осевые силы F и изгибающие моменты М принимают по таблице 1 для расчетного сечения Е—Е (см. рисунок 2).

8.2 Толщину нижнего опорного кольца st вычисляют по формуле

ли

—+F

(10)

11

ГОСТ 34233.9—2017

гд« Xi — коэффициент, определяемый по рисунку 6 для опорных колец исполнений 1,2 и 3 (см. рисунок 5) или вычисляют по формуле

1+1*1

61

1+2,97

&J

(11)

X, = 1 — для опорных колец исполнения 4 (см. рисунок 5).

Рекомендуется принимать из конструктивных соображений s, £ 1.5s0.

Дополнительно для опорных колец исполнения 4 (см. рисунок 5) толщину нижнего опорного коль

ца s. проверяют по формуле

[•ь

(12)

Если по формуле (10) или (12) будет получено значение s, > 2s0. следует применять конструкции нижнего опорного узла исполнений 1. 2 или 3 (см. рисунок 5).

Рисунок 6 — Коэффициент Х1

8.3 Ширина нижнего опорного кольца Ь, опоры аппарата, устанавливаемого на бетонном фундаменте. должна отвечать условию

"+Я

8.4 Толщину верхнего опорного кольца s2 вычисляют по формуле

WU ’

где Хг — коэффициент, определяемый по рисунку 7 или вычисляемый по формуле

X*-

*

■М

1-±

(13)

(14)

(15)

12

ГОСТ 34233.9—2017

Рекомендуется принимать из конструктивных соображений s2 г 1.5s0.

Xt

При наличии усиливающей пластины толщиной sy приваренной к верхнему опорному кольцу, рас* чет проводят по формуле

Ъ+Zy<16)

где х3 — коэффициент, определяемый по рисунку 8 или вычисляемый по формуле

Рисунок 8 — Коэффициент х3 8.5 Толщину ребра $л вычисляют по формуле

JUAMa

(18)

13

ГОСТ 34233.9—2017

где Хл - 2 — для опорного узла исполнений 1 и 3 (см. рисунок 5);

- 1 — для опорного узла исполнения 2 (см. рисунок 5).

Рекомендуется принимать из конструктивных соображений s4 * 0.4s.,.

Ребра с соотношением (b2/s4) > 20 необходимо дополнительно проверять на устойчивость.

8.6 Проверку прочности опорной обечайки в зоне верхнего опорного кольца проводят по формуле

че,

(к-ч»

где — коэффициент, определяемый по рисунку 9 или вычисляемый по формулам:

где N

X, =-0,0248 In

{О при N£16*,

[-О.шЦж-Ю*4)] при N > 10*;

(20)

Рэ = Ь4 — для опорного узла исполнения 2 (см. рисунок 5):

С>з = (о5 + о6) — для опорного узла исполнения 3 (см. рисунок 5).

8.7 Проверку прочности сварного шва приварки нижнего опорного кольца исполнения 4 (см. рису* нок 5) к опорной обечайке проводят по формуле

4

=ки(?-'Н*-

(21)

Для опорных колец исполнений 1. 2, 3 (см. рисунок 5) проверку по формуле (21) не проводят.

14

ГОСТ 34233.9—2017

9 Фундаментные болты

9.1    Расчет фундаментных болтов необходимо проводить для рабочих условий и условий монтажа. если М > 0.44F ■ 0б.

Расчетные осевые силы F и изгибающие моменты М принимают по таблице 1 для расчетного сечения Е—Е (см. рисунок 2).

8 случае, когда М s 0.44F - 06. диаметр и число болтов принимают конструктивно.

9.2    Внутренний диаметр резьбы d6 фундаментных болтов вычисляют по формуле

[М-0, 44P-lfc

+«в,

(22)

где х$ — коэффициент, определяемый по рисунку 10 или вычисляемый по формуле

при

(23)

Рисунок 10 — Коэффициент ^

15

ГОСТ 34233.9—2017

Приложение А (справочное)

Допускаемые напряжения фундаментных болтов и бетона

А.1 Допускаемые напряжения фундаментных болтов

Допускаемые напряжения для фундаментных болтов принимают в зависимости от диаметра болта по таблице А.1 или вычисляют по формуле

лч

где 2/20 — предел текучести материала при температуре 20 *С;

л, = 1.65 — запас прочности фундаментного болта по пределу текучести.

Таблица А.1 —Допускаемые напряжения для фундаментных болтов

Номинальный диаметр болта, мы

Допускаемое напряжение [о)впри температуре 20 С. МПа. для болтов to марки стали

СтЗ

09Г2С

10Г2С1

12.16. 20

148

197

203

24.30

142

184

197

36

142

172

197

42.48. 56

136

172

197

64. 72. 80

136

166

178

90. 100

136

160

178

Допускается принимать для фундаментных болтов значения допускаемых напряжений меньше рассчитанных по формуле (А.1) и приведенных в таблице А.1. При этом для вновь устанавливаемых аппаратов колонного типа следует указывать значение нагрузки на болты при затяжке или значение крутящего момента так. чтобы расчетные напряжения в фундаментных болтах при монтаже не превысили вновь принятых допускаемых напряжений.

А.2 Нижний предел применимости фундаментных болтов

В соответствии с требованиями ГОСТ 24379.0 для фундаментных болтов применяют материалы, представленные е таблице А.2. в зависимости от абсолютной минимальной зимней температуры воздуха в районе установки.

Таблица А.2 — Нижний предел применимости фундаментных болтов

Марка стали

Номер стандарта

Нижний температурный предел применения. С

СтЗпс2. СтЗсп2

ГОСТ 535

-20

СтЗпс4, СтЗсп4

ГОСТ 535

-30

09Г2С-4

ГОСТ 19281

-40

09Г2С-6

ГОСТ 19281

-70

10Г2С1-6

ГОСТ 19281

-70

16

ГОСТ 34233.9—2017

А.З Допускаемые напряжения бетона на сжатие

Допускаемые напряжения бетона на сжатие следует принимать 8 зависимости от марки по таблице А.З или определять по формуле

(А.2)

оде Rm/2о — предел прочности бетона при осевом сжатии при температуре 20 *С: пь = 2.5 — запас прочности бетона по пределу прочности на сжатие.

Таблица А.З — Допускаемые напряжения бетона на сжатие

Марка бетона по классу прочности на сжатие

Класс прочности на сжатие

Допускаемое напряжение |<?|в при температуре 20 С. МЛа

М150

В10

6

М200

В15

6

М250

В20

10

М350

В25

14

М400

ВЗО

16

17

ГОСТ 34233.9—2017

УДК 66.023:006.354    МКС 71.120    Г02    ОКПЗбОООО    NEQ

75.200

Ключевые слова: аппараты колонного типа, нормы и методы расчета на прочность, сочетание нагрузок, стенка аппарата, определение напряжений, опорная обечайка, устойчивость

18

БЗ 2—2017/31

Редактор ЯГ Говердоеская Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Е.Р. Ароян Компьютерная верстка Ю.В. Поповой

Сдано в набор 20 12.2017. Подписано в печать 12.02.2016. Формат 60 « 84 Vg.

Уел. печ. л. 2.79. Уч.-иэд. л. 2.52. Тираж 60 экз. Зак. 116

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком

ИД «Юриспруденция*. 115419. Москва, ул Орджоникидзе. 11.

Гарнитура Ариел, стандарта

Издано и отпечатано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ». 123001. Москва. Гранатный лер.. 4.