ГОСТ 34233.8-2017
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Сосуды и аппараты
НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ
Сосуды и аппараты с рубашками
Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. Jacketed vessels and apparatus
МКС 71.120
75.200
Дата введения 2018-08-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 523 "Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа"; 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. N 101-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджан | AZ | Азстандарт |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Киргизия | KG | Кыргызстандарт |
Россия | RU | Росстандарт |
Туркмения | ТМ | Главгосслужба "Туркменстандартлары" |
Украина | UA | Минэкономразвития Украины |
(Поправка. ИУС N 12-2021), (Поправка. ИУС N 9-2023).
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. N 1996-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34233.8-2017 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:
- ISO 16528-1:2007* "Котлы и сосуды, работающие под давлением. Часть 1. Требования к рабочим характеристикам" ("Boilers and pressure vessels - Part 1: Performance requirements", NEQ);
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .
- ISO 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", NEQ)
6 Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 52857.8-2007*
________________
* Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. N 1996-ст ГОСТ Р 52857.8-2007 отменен с 1 августа 2018 г.
7 ВЗАМЕН ГОСТ 25867-83
(Поправка. ИУС N 5-2018).
8 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"
ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС N 12, 2021 год; поправка, опубликованная в ИУС N 9, 2023 год
Поправки внесены изготовителем базы данных
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на сосуды с U-образной или цилиндрической рубашкой, с рубашкой, сопряженной анкерными трубами или отбортовкой, а также с рубашкой в виде змеевиковых или регистровых каналов для обогрева или охлаждения сосуда, нагруженные избыточным давлением в сосуде и/или в рубашке, собственной массой и стесненностью температурных деформаций.
Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ 34233.1.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 34233.1 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования
ГОСТ 34233.2 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек
ГОСТ 34233.3 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и наружном давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер
ГОСТ 34233.6 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если документ 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:
- коэффициент осевого усилия; | |
- площадь поперечного сечения канала, мм | |
- размер сварного шва, мм; | |
- коэффициент сопряжения с помощью конуса; | |
- наибольший свободный интервал между двумя жесткими элементами для цилиндрической обечайки с кольцами жесткости, мм; | |
- ширина кольца, мм; | |
- толщина ленты направляющей спирали, мм; | |
- ширина канала, мм; | |
- сумма всех прибавок к расчетным толщинам стенок, мм; | |
- внутренний диаметр сосуда, мм; | |
- внутренний диаметр рубашки, мм; | |
- средний диаметр сосуда ( | |
- средний диаметр рубашки ( | |
- наибольший внутренний диаметр компенсатора, мм; | |
- расчетный диаметр, мм: для цилиндрической обечайки для днища | |
- наружный диаметр отбортовки или анкерной трубы, мм; | |
- диаметр окружности сопряжения рубашки с днищем сосуда, мм; если рубашка присоединена не к днищу, то | |
- модуль упругости материала сосуда при расчетной температуре, МПа; | |
- модуль упругости материала рубашки или канала при расчетной температуре, МПа; | |
- расстояние от середины стенки рубашки до наружной стороны стенки сосуда, мм; | |
- расстояние от центра тяжести поперечного сечения стенки канала до середины стенки сосуда, мм; | |
- осевое усилие от собственного веса, Н; | |
- осевое усилие на компенсатор, Н; | |
- коэффициенты прочности сопряжений при помощи конуса; | |
- коэффициенты прочности сопряжений анкерными трубами и отбортовками; | |
- собственный вес сосуда и его содержимого, Н; | |
- собственный вес рубашки и ее содержимого, Н; | |
- относительный размер кольца; | |
- исполнительная толщина кольца, мм; | |
- расчетная толщина кольца, мм; | |
- ширина ленты направляющей спирали, мм; | |
- высота канала [ | |
- момент инерции поперечного сечения канала относительно оси, проходящей через центр его тяжести параллельно стенке сосуда, мм | |
- коэффициенты для расчета напряжений в зоне сопряжения с помощью конуса; | |
- коэффициенты для расчета напряжений в сопряжении анкерными трубами или отбортовкой; | |
- коэффициенты для расчета напряжений в каналах; | |
- расчетная длина рубашки, мм; | |
- расчетные длины цилиндрических обечаек с кольцами жесткости, мм; | |
- длина примыкающего элемента, учитываемая при определении расчетной длины, мм; определяют по ГОСТ 34233.2; | |
- эффективная длина стенки обечайки, учитываемая при определении эффективного момента инерции кольца или канала, мм; | |
- исполнительная длина укрепления стенки рубашки в месте сопряжения с помощью конуса или расстояние от первого кольцевого шва до отбортовки, мм; | |
- относительный момент нагружения; | |
- относительные реактивные моменты; | |
- относительный реактивный момент в месте сопряжения анкерными трубами или отбортовками; | |
- число рабочих циклов; | |
- допускаемое число рабочих циклов рассматриваемого материала при расчетной температуре и размахе напряжений | |
- число витков направляющей спирали; | |
- число витков змеевикового канала; | |
- число замыканий змеевикового канала; | |
- относительное давление, МПа; | |
- расчетное давление в сосуде при эксплуатации или испытании, МПа. Если абсолютное давление больше атмосферного (избыточное давление), то | |
- расчетное давление в рубашке или в канале в состоянии эксплуатации или испытания, МПа; | |
- допускаемое внутреннее избыточное давление в рубашке или в канале, МПа; | |
- геометрический параметр кольца; | |
- радиус кривизны в вершине днища сосуда по внутренней поверхности, мм; | |
- радиус кривизны в вершине днища рубашки по внутренней поверхности, мм; | |
- внутренний радиус кривизны отбортовки для конических сопряжений, мм; | |
- внутренний радиус кривизны отбортовки для сопряжений с отбортовкой, мм; | |
- наружный радиус канала, мм; | |
- средний радиус канала ( | |
- исполнительная толщина стенки анкерной трубы, мм; | |
- расчетная толщина стенки анкерной трубы, мм; | |
- исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки сосуда, мм; | |
- расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки сосуда, мм; | |
- исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки рубашки и конуса или канала, мм; | |
- расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки рубашки и конуса или канала, мм; | |
- исполнительная толщина стенки днища сосуда, мм; | |
- исполнительная толщина стенки днища рубашки, мм; | |
- расчетная толщина стенки рубашки, мм: на цилиндрической обечайке на выпуклом днище | |
- разность между средней рабочей температурой стенки сосуда и температурой 20°С; | |
- разность между средней рабочей температурой стенки рубашки или канала и температурой 20°С; | |
- эффективный шаг анкерных труб или отбортовок, мм; | |
- расчетный шаг анкерных труб или отбортовок, мм; | |
- шаг анкерных труб или отбортовок вдоль оси, мм: на цилиндрической обечайке на днище | |
- шаг анкерных труб или отбортовок по окружности, мм: на цилиндрической обечайке на днище | |
- расстояние вдоль оси от края рубашки до первого ряда анкерных труб или отбортовок [см. рисунок А.8 (приложение А)], мм; | |
- расстояние по окружности от края рубашки до первого ряда анкерных труб или отбортовок | |
- шаг направляющей спирали или змеевикового канала [см. рисунки А.6, А.9а, А.11 (приложение А)], мм; | |
- коэффициент понижения прочности при наличии отверстий в канале в зоне штуцеров; | |
- момент сопротивления сварного шва на единицу его длины между корпусом сосуда и кольцом, мм | |
- момент сопротивления сварного шва на единицу его длины между кольцом и рубашкой, мм | |
- вспомогательные величины; | |
- угол конического сопряжения, град; | |
- коэффициент температурного удлинения материала сосуда, 1/°С; | |
- коэффициент температурного удлинения материала рубашки или канала, 1/°С; | |
- эффективные коэффициенты концентрации; | |
- общий эффективный коэффициент концентрации; | |
- половина центрального угла канала, град; | |
- угол шага анкерных труб или отбортовок на цилиндрической обечайке по окружности, град; | |
- угол шага анкерных труб или отбортовок на днище, град; | |
- угол по окружности от края рубашки до первого ряда анкерных труб или отбортовок, град; | |
- размахи напряжений ( | |
- относительное продольное удлинение в рубашке; | |
- допускаемое относительное продольное удлинение в рубашке; | |
- разность температурных относительных удлинений; | |
- коэффициент, учитывающий расстояние между корпусом сосуда и рубашкой; | |
- коэффициент нагружения; | |
- коэффициент длины сопряжения; | |
- относительная эффективная несущая длина конуса; | |
- коэффициент радиуса отбортовки; | |
- амплитуда напряжений, МПа; | |
- допускаемое напряжение для кольца сопряжения или анкерной трубы при расчетной температуре, МПа; | |
- допускаемое напряжение для стенки сосуда при расчетной температуре, МПа; | |
- допускаемое напряжение для стенки рубашки или канала при расчетной температуре, МПа; | |
- допускаемая амплитуда напряжения рассматриваемого материала при расчетной температуре и при числе рабочих циклов N, МПа; | |
- допускаемый размах напряжений ( | |
- расчетный коэффициент прочности сварного шва на направляющей спирали; | |
- коэффициент снижения допускаемых напряжений при расчете на устойчивость; | |
- коэффициент прочности сварного шва; | |
- коэффициенты понижения прочности канала; | |
- расчетные коэффициенты прочности сварных швов; | |
- коэффициент прочности сварного радиального шва в кольце сопряжения; | |
- коэффициент прочности сварного продольного шва сосуда; | |
- коэффициент прочности сварного продольного шва рубашки; | |
- коэффициент прочности сварного кольцевого шва сосуда; | |
- коэффициент прочности сварного кольцевого шва рубашки; | |
- коэффициент отношения прочности корпуса сосуда и рубашки; | |
- половина угла обхвата рубашки с сопряжением анкерными трубами или отбортовкой, град. |
4 Условия применения расчетных формул
4.1 Общие условия применения расчетных формул
4.1.1 Формулы применимы, если в рубашке действует только избыточное внутреннее давление (
4.1.2 Формулы для проверок малоцикловой прочности применимы, если рабочие температуры не превышают значений, при которых следует учитывать ползучесть материалов.
Если отсутствуют точные данные по этим температурам, то формулы применимы при расчетных температурах, которые не превышают 380°С для углеродистых сталей, 420°С - для низколегированных и легированных сталей, 525°С - для аустенитных сталей, 150°С - для алюминия и его сплавов, 250°С - для меди и ее сплавов, 300°С - для титана и его сплавов.
4.1.3 Формула для определения допускаемого размаха напряжений
4.1.4 Проверка на малоцикловую прочность приведена только для мест сопряжения сосуда с рубашкой или каналом. Для всех других элементов, испытывающих циклическую нагрузку, расчет следует проводить по ГОСТ 34233.6.
4.1.5 Проверка на малоцикловую прочность приведена для напряжений, вызываемых изменениями средних температур стенок. Если возникающая разница температур между соседними точками составляет больше 15°С, то расчет на малоцикловую прочность проводят по ГОСТ 34233.6.
4.2 Условия применения формул для сосудов с U-образной и цилиндрической рубашкой
4.2.1 Формулы применимы при соотношении:
- диаметров
- толщины стенки и диаметров
- толщин стенок
4.2.2 Формулы для сопряжений с помощью конуса применимы для углов
4.2.3 Формулы для сопряжений с помощью конуса применимы при условии полностью проваренных сварных швов, а для числа циклов нагружения N>10
4.2.4 Формулы для сопряжения с помощью кольца применимы при толщине кольца
4.2.5 Формулы для сопряжений с помощью кольца применимы при условии полностью проваренных сварных швов между кольцом и рубашкой [см. рисунок А.2 (приложение А)].
4.2.6 Диаметр окружности сопряжения рубашки с днищем сосуда должен удовлетворять условию
Расчет сопряжения рубашки с днищем сосуда не проводят, если оно соответствует рисунку А.3 (приложение А).
4.3 Условия применения формул для сосудов с рубашками, сопряженными анкерными трубами или отбортовками
4.3.1 Угол шага
4.3.2 Формулы по 7.3-7.5 применимы при соотношении шагов
4.3.3 Формула для сопряжения отбортовкой применима при углах отбортовки 30° и 45° [см. рисунок А.4 (приложение А)] и при сварных швах с полным проплавлением.
4.3.4 Формулы для анкерных труб применимы при размере сварного шва
4.3.5 Расчет на усталость по 7.6 применим при соотношении толщин стенок
4.4 Условия применения формул для сосудов с каналами
4.4.1 Расчетные формулы по разделу 8 применимы:
- при ширине канала
- высоте канала
- половине центрального угла канала 20°
4.4.2 Формулы для каналов применимы при V-образных сварных швах с полным проплавлением, а для каналов полукруглого сечения также и при угловых швах.
4.4.3 Расчет на малоцикловую прочность по 8.6 применим при соотношении толщин стенок
5 Сосуды с U-образной рубашкой
5.1 Цилиндрические обечайки
5.1.1 Расчет цилиндрических обечаек на внутреннее избыточное давление проводят по ГОСТ 34233.2. Расчетное давление для рубашки равно
5.1.2 Расчет цилиндрической обечайки сосуда на наружное давление проводят по ГОСТ 34233.2. При
При
Расчетную длину
5.1.3 Цилиндрическую стенку сосуда с кольцами жесткости рассчитывают по ГОСТ 34233.2.
Направляющие спирали можно рассматривать как кольца жесткости, если выполнены следующие условия:
а) шаг спирали
б) за расчетную длину
в) расчетные длины
г) поперечное сечение направляющей спирали [см. рисунок А.6 (приложение А)] должно удовлетворять условию
д) для обеспечения прочности обоих угловых швов на направляющей спирали должно быть выполнено условие
Коэффициент сварного шва
5.2 Днища
5.2.1 Расчет выпуклых днищ на внутреннее избыточное и наружное давления проводят по ГОСТ 34233.2. Расчетные давления принимают согласно 5.1.1 и 5.1.2. Для днища сосуда, нагруженного избыточным давлением
5.2.2 При расчете днища рубашки отверстие диаметром
5.3 Сопряжение рубашки с корпусом сосуда с помощью конуса
5.3.1 Вспомогательные параметры
Коэффициенты для расчета узла сопряжения рубашки с корпусом сосуда с помощью конуса [см. рисунок А.1 (приложение А)] вычисляют по формулам:
а) коэффициент осевого усилия
б) коэффициент, учитывающий расстояние между корпусом сосуда и рубашкой
в) коэффициент радиуса конической отбортовки:
- - |
г) коэффициент длины сопряжения:
д) коэффициент отношения прочности корпуса сосуда и рубашки
Если в сосуде вакуум (
е) расчетные коэффициенты прочности сварного шва:
- для конусов, приведенных на рисунках А.1в, г (приложение А), - для конусов, приведенных на рисунках А.1а, б (приложение А), |
ж) относительную эффективную несущую длину конуса
5.3.2 Допускаемое избыточное давление в рубашке
Допускаемое избыточное давление в рубашке вычисляют по формуле
5.3.3 Коэффициент сопряжения с помощью конуса
Коэффициент сопряжения с помощью конуса вычисляют по формуле
где
Коэффициенты
Коэффициент
- для | ||||
- для |
Коэффициент
- для | ||||
- для |
где
при | ||||
при |
Коэффициент
- для | ||||
- для |
Коэффициент
- для
- для
5.3.4 Определение размеров сопряжения с помощью конуса
Толщина стенки конуса должна быть не менее толщины стенки сопряженной цилиндрической рубашки. Если необходимо увеличить толщину стенки конуса, то следует одновременно увеличить и толщину стенки сопряженной цилиндрической обечайки рубашки на длине
для конусов, приведенных на рисунках А.1а, б (приложение А), для конусов, приведенных на рисунках А.1в, г (приложение А). |
Толщину стенки конуса вычисляют методом итерации по формулам:
Коэффициент
5.4 Сопряжение рубашки с корпусом сосуда с помощью кольца
5.4.1 Вспомогательные параметры
Коэффициенты для расчета узла сопряжения рубашки с корпусом сосуда с помощью кольца [см. рисунок А.2 (приложение А)] вычисляют по формулам:
а) расчетные коэффициенты прочности сварного шва
б) параметры кольца
в) относительный момент нагружения
г) относительный реактивный момент в стенке сосуда
если
д) относительный реактивный момент в стенке рубашки
е) относительный реактивный момент в месте сопряжения кольца со стенкой сосуда
5.4.2 Допускаемое избыточное давление в рубашке
Допускаемое избыточное давление в рубашке вычисляют по формуле
5.4.3 Кольцо сопряжения корпуса сосуда с рубашкой
Высоту кольца вычисляют по формуле
При наличии в формуле (30) отрицательного значения под знаком радикала соответствующий член при определении максимума не учитывают. Если в обоих членах значения под знаком радикала отрицательны, то толщину кольца определяют по 4.2.4.
5.4.4 Расчет сварных швов
Размер сварного шва между сосудом и кольцом при сопряжениях [см. рисунок А.2а, б, г (приложение А)] вычисляют по формуле
5.5 Весовая нагрузка от собственной массы сосуда с рубашкой
Весовые нагрузки от собственной массы сосуда
Проверку несущей способности от совместного действия осевого усилия и избыточного давления в рубашке следует проводить по формуле
где
5.6 Проверка на малоцикловую прочность
Размах напряжений приближенно вычисляют по формуле
где
5.6.1 Разность температурных относительных удлинений вычисляют по формуле
За расчетное принимают наибольшее абсолютное значение
5.6.2 Общий эффективный коэффициент концентрации
Таблица 1 - Эффективные коэффициенты концентрации
Тип сосуда | Номер рисунка | |||
Сосуды с U-образной рубашкой по рисунку А.5 (приложение А) | Рисунок А.1а (приложение А) | - | - | 4,0 |
Рисунок А.1б (приложение А) | - | - | ||
Рисунок А.1в (приложение А) | - | - | ||
Рисунок А.1г (приложение А) | - | - | ||
Рисунок А.2а (приложение А) | - | - | 3,5 | |
Рисунок А.2б (приложение А) | - | - | 3,5 | |
Рисунок А.2в (приложение А) | - | - | 3,0 | |
Рисунок А.2г (приложение А) | - | - | 5,5 | |
Сосуды с цилиндрической рубашкой по рисунку А.7 (приложение А) | Рисунок А.1а (приложение А) | 2,0 | 1,6 | 2,5 |
Рисунок А.1б (приложение А) | 2,5 | |||
Рисунок А.1в (приложение А) | 2,0 | |||
Рисунок А.1г (приложение А) | 2,0 | |||
Рисунок А.2а (приложение А) | 2,0 | 1,6 | 2,5 | |
Рисунок А.2б (приложение А) | 1,6 | 1,6 | 2,5 | |
Рисунок А.2в (приложение А) | 2,0 | 1,2 | 2,0 | |
Рисунок А.2г (приложение А) | 2,0 | 2,0 | 3,5 | |
Сосуды с рубашкой, сопряженной анкерными трубами или отбортовкой по рисунку А.8 (приложение А) | Рисунок А.4 (приложение А) | 2,0 | - | - |
Рисунок А.10 (приложение А) | 2,0 | - | - | |
Сосуды с каналами по рисунку А.9а, б (приложение А) | Рисунок А.11 (приложение А) | 2,0 | - | - |
5.6.3 Проверку на малоцикловую прочность проводят из условий
Допускаемый размах напряжений
Допускаемую амплитуду напряжения определяют по ГОСТ 34233.6. Допускаемое число рабочих циклов
6 Сосуды с цилиндрическими рубашками
6.1 Цилиндрические обечайки
Цилиндрические обечайки рассчитывают в соответствии с 5.1.1-5.1.3.
6.2 Сопряжение с помощью конуса
Конические сопряжения [см. рисунок А.1 (приложение А)] удовлетворяют требованиям прочности, если они выполнены с толщиной стенки, равной толщине стенки цилиндрической обечайки рубашки, и если они соответствуют требованиям 4.2.2 и условиям формулы
6.3 Сопряжение с помощью кольца
6.3.1 Кольцо сопряжения корпуса сосуда с рубашкой
Для сопряжения с помощью кольца [см. рисунок А.2 (приложение А)] высоту кольца вычисляют по формулам:
6.3.2 Сварные швы
Размер сварного шва между сосудом и кольцом при сопряжениях, приведенных на рисунках А.2а, б, г (приложение А), вычисляют по формуле
Для колец при сопряжении, приведенном на рисунке А.2в (приложение А), размер сварного шва составляет
6.4 Компенсаторы
Если по результатам расчета на малоцикловую прочность необходимо встроить в рубашку компенсатор (см. 6.6.3), то значение допускаемого избыточного давления
Компенсатор рассчитывают при нагружении давлением
6.5 Весовая нагрузка от собственной массы сосуда с рубашкой
Проверку несущей способности при нагружении конических или кольцевых сопряжений весовой нагрузкой от собственной массы сосуда с рубашкой проводят по формуле
где
При наличии компенсатора на рубашке формула (45) применима при условии, если опорные элементы сосуда не расположены на рубашке.
6.6 Проверка на малоцикловую прочность
6.6.1 Сопряжение рубашки с корпусом сосуда с помощью конуса [см. рисунок А.1 (приложение А)]
Относительное продольное удлинение в рубашке вычисляют по формуле
где
где
Относительное продольное удлинение рубашки должно удовлетворять условию
Расчетный коэффициент прочности сварного шва
где
Размах напряжений в сварном шве между сосудом и конусом вычисляют по формуле
где
где |
|
Размах напряжений в сварном шве между рубашкой и конусом, приведенный на рисунках А.1а, б (приложение А), вычисляют по формулам:
где
Проверку на малоцикловую прочность проводят по формуле (55), а для конусов - по рисункам А.1а, б (приложение А), дополнительно по формуле (56)
Допускаемые размахи напряжений
6.6.2 Сопряжение рубашки с корпусом сосуда с помощью кольца [см. рисунок А.2 (приложение А)]
Относительное продольное удлинение в рубашке вычисляют по формуле
где
Относительное продольное удлинение рубашки должно удовлетворять условию
Расчетный коэффициент прочности сварного шва вычисляют по формуле
где
Таблица 2 - Погонные моменты сопротивления сварных швов и коэффициент прочности сварного шва
Сопряжение с помощью кольца по рисунку А.2 (приложение А) | |||
См. рисунок А.2а (приложение А) | |||
См. рисунок А.2б (приложение А) | |||
См. рисунок А.2в (приложение А) | |||
См. рисунок А.2г (приложение А) | 0,5 |
Размах напряжений в сварном шве между сосудом и кольцом вычисляют по формуле
Размах напряжений в сварном шве между рубашкой и кольцом вычисляют по формуле
Проверку на малоцикловую прочность проводят по формулам (55) и (56), при этом допускаемые размахи напряжений
6.6.3 Если не удовлетворяются требования малоцикловой прочности по 6.6.1 или 6.6.2, необходимо произвести конструктивные изменения, например предусмотреть компенсатор. В этом случае он должен воспринимать температурное удлинение, равное
6.6.4 Допускается определять уточненное значение размаха напряжений, а также допускаемую амплитуду или допускаемое число циклов в соответствии с ГОСТ 34233.6.
7 Сосуды, частично охваченные рубашками, сопряженными с корпусом анкерными трубами или отбортовками
7.1 Цилиндрическая обечайка
7.1.1 Цилиндрическую обечайку сосуда рассчитывают по 34233.2* на внутреннее избыточное давление с расчетным давлением
________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - .
7.1.2 Если
7.1.3 Части цилиндрической обечайки сосуда, охваченные рубашкой, и цилиндрические части рубашки при нагружении давлением
Если
7.2 Днища
7.2.1 Выпуклые днища рассчитывают по ГОСТ 34233.2 на внутреннее избыточное давление с расчетным давлением
7.2.2 Части днища сосуда, охваченные рубашкой, и части рубашки в зоне днища при нагружении давлением
7.3 Плоские участки
7.3.1 Допускаемое избыточное давление в рубашке
Допускаемое избыточное давление в рубашке вычисляют по формулам:
- для стенки сосуда
- для стенки рубашки
Коэффициенты прочности
1 при определении |
7.3.2 Расчет размеров плоских участков
Шаг вычисляют по формулам:
Для заданного отношения
Толщину стенок вычисляют по формулам:
Для сосудов с рубашками на анкерных трубах значение
7.3.3 Краевые зоны рубашек, сопряженных с корпусом анкерными трубами или отбортовками
Размеры сопряжений с помощью конуса определяют по 6.2 и размеры сопряжений с помощью кольца - по 6.3.
Расстояния от края рубашки до первого ряда анкерных труб или отбортовок должны удовлетворять условиям:
где
7.4 Определение толщины отбортовок
Толщину отбортовок [см. рисунок А.4 (приложение А)] вычисляют по формуле
где | (77) |
| (78) |
7.5 Определение толщины анкерных труб
Толщину анкерных труб [см. рисунок А.10 (приложение А)] вычисляют по формуле
где
Размер сварного шва должен удовлетворять условию
Определяемые по формулам (80) и (81) размеры угловых швов и анкерных труб должны отвечать требованию 4.3.4.
7.6 Проверка на малоцикловую прочность
7.6.1 Размах напряжений в сварных швах вычисляют по формулам:
а) сопряжение отбортовкой
б) сопряжение анкерными трубами
Коэффициенты
- для рубашки на цилиндрической обечайке
- для рубашки на выпуклом днище
Коэффициент
7.6.2 Размах напряжений в плоских участках вычисляют по формуле
где
где
7.6.3 Проверку на малоцикловую прочность проводят по формулам:
Допускаемые размахи напряжений
7.7 Сосуды, полностью охваченные рубашками с сопряжением анкерными трубами или отбортовкой
Для приближенного расчета сосудов, полностью охваченных рубашками с сопряжением анкерными трубами или отбортовкой, допускается применение методики расчета сосудов, частично охваченных рубашками с сопряжением анкерными трубами или отбортовкой, представленной в разделе 7.
8 Сосуды со змеевиковыми или регистровыми каналами
8.1 Цилиндрическая обечайка
8.1.1 Цилиндрическую обечайку сосуда рассчитывают по ГОСТ 34233.2 на внутреннее избыточное давление с расчетным давлением
8.1.2 Если
8.1.3 В сосудах со змеевиковыми каналами [см. рисунок А.9а (приложение А)] канал можно рассматривать как кольцо жесткости и цилиндрическую обечайку рассчитывать, как укрепленную кольцами жесткости по ГОСТ 34233.2, при условии, что учитываются следующие особенности:
а) шаг змеевикового канала
б) расчетную длину
в) расчетные значения
(94)
г) используемые в ГОСТ 34233.2 величины
8.1.4 Цилиндрическую обечайку сосуда при нагружении давлением
8.2 Днища
8.2.1 Выпуклые днища рассчитывают по ГОСТ 34233.2 на внутреннее избыточное давление с расчетным давлением
8.2.2 Выпуклые днища при нагружении давлением
8.3 Полоса обечайки под каналами
8.3.1 Каналы по окружности цилиндрической обечайки должны отвечать условию
Если
Если
8.3.2 Каналы вдоль оси цилиндрической обечайки и каналы на днище вычисляют по формуле
8.4 Каналы
8.4.1 Вспомогательные параметры
Коэффициент понижения прочности
Коэффициент прочности сварного шва:
- для V-образного шва [см. рисунки А.11а, в (приложение А)]
- для углового шва [см. рисунок А.11б (приложение А)]
Коэффициенты понижения прочности каналов
8.4.2 Допускаемое избыточное давление в канале вычисляют по формуле
8.4.3 Толщину стенки канала вычисляют по формулам:
при этом размер сварного шва для угловых швов
8.5 Распределительные каналы в сосудах с регистровыми каналами
Расчет распределительных каналов в сосудах с регистровыми каналами [см. рисунок А.9б (приложение А)] проводят в соответствии с 8.4, причем используют величины
8.6 Проверка на малоцикловую прочность
8.6.1 Размах напряжений в сварных швах между сосудом и каналом вычисляют по формуле
где | (116) |
(117)
(118)
8.6.2 Размах напряжений в поперечном сечении канала вычисляют по формуле
8.6.3 Проверку на малоцикловую прочность проводят из условий:
Допускаемые размахи напряжений
Приложение А
(справочное)
Рисунки, поясняющие текст стандарта и расчетные размеры
Рисунок А.1 - Сопряжение рубашки с корпусом сосуда с помощью конуса
Рисунок А.2 - Сопряжение рубашки с корпусом сосуда с помощью кольца
Рисунок А.3 - Сопряжение рубашки с днищем
Рисунок А.4 - Сопряжение рубашки с корпусом сосуда отбортовкой
а - с сопряжением с помощью конуса; б - с сопряжением с помощью кольца
Рисунок А.5 - Сосуды с U-образной рубашкой
Рисунок А.6 - Направляющая спираль
а - с сопряжением с помощью конуса; б - с сопряжением с помощью кольца
Рисунок А.7 - Сосуды с цилиндрической рубашкой
а - с отбортовкой; б - с анкерными трубами
Рисунок А.8 - Сосуды с рубашками, сопряженными с корпусом сосуда анкерными трубами или отбортовкой
Рисунок А.9а - Сосуды со змеевиковыми каналами
Рисунок А.9б - Сосуды с регистровыми каналами
Рисунок А.10 - Сопряжение рубашки с корпусом сосуда анкерными трубами
а - полукруглое сечение с V-образным швом; б - полукруглое сечение с угловым швом; в - сегментное сечение
Рисунок А.11 - Каналы
УДК 66.023:006.354 | МКС 71.120 | NEQ | |
Редакция документа с учетом
изменений и дополнений подготовлена