Справочник инженера-строителя:
Государственный отраслевой стандарт
строительные организации
Теги -
снип
пособия
дом жилой строительство
строительные материалы
РАЗРЛБОТ И Министерством химического и нефтяного машйнб-%строения
УДК 62.021.001.14:006.354 Группа Г0!
ГОСУДАРСТВЕННЫЙС Т Л Н Д А Р Т СОЮЗАССР
Сосуды и аппараты ГОСТ
СОСУДЫ С РУБАШКАМИ Нормы н методы расчета на прочность <а-58о7-*-оЗ
Vessels and apparatuses.
Jacketed vessels. t£j £33 3650—82]
Norms and melhods of strength calculation ' •
ОКП 36 1.510
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам or 13 июля
1983 г. № 3106 срок введения установлен
с 01.07.84
i
'^ИСПОЛНИТЕЛИ
В. И. PtVtfOB, канд. техн. наук (руководитель темы); Н. М. Самсонов, канд. Ш техн. нау..; В. Д. Бабанский , -
ВНЕСЕН КНнистерством химического и нефтяного машинострое-
I Щ
Члон Коллегии A- М. Васильев
У
^УТВЕРЖДЕ ; и ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Пвстановпением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 июля 1983 г
-
f№ 3106
i
• F
1
i
-------------------------
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на стальные сосуды с U-образиой или цилиндрической рубашкой, с рубашкой, сопряженной анкерными трубами или отбортовкой, а также с рубашкой, с каналами для обогрева или охлаждения сосуда, нагруженные избыточным давлением в сосуде или в рубашке, собственным весом и стесненностью температурных деформаций и отвечающие требованиям ГОСТ 24306—80, и устанавливает нормы и методы расчета на прочность.
Настоящий стандарт должен применяться совместно с ГОСТ 14249—80.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3650—82.
1. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛ 1
1.1. Общие условия применения расчетных формул.I
1.1.1. Расчетные формулы применимы при условии, что в ру-
б.нпкч- действует только избыточное внутреннее давление (/?о>0).
1.1.2.Расчетные формулы для проверок малоцикловой прочности (пп. 2.6, 3.6, 4.6, 5.6) применимы при условии, что рабочие температуры не превышают значений, при которых следует упитывать ползучесть материалов, то есть когда допускаемое напряжение, приведенное в ГОСТ 14249—80, определяется только по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу проч-
иости). Если нет точных данных, то формулы применимы при условии, что расчетная температура не превышает следующих значений:
380°С — для углеродистой стали;
420°С— для низколегированной стали;
525ЭС— для аустенитиой стали.
1.1.3- Формула для определения допускаемого размаха иапря-
женин [с] действительна при условии, что радиусы кривизны, полученные методом холодной деформации (г0. Ги г*), больше четырехкратной тол шины стенки.
1.1.4. Проверка на малоцикловую прочность приведена только для мест сопряжения сосуда с рубашкой или каналом. Для всех других элементов, испытывающих циклическую нагрузку, расчет следует производить по ГОСТ 25859—83.
1.1.5.Проверка на малоцикловую прочность приведена для напряжении, вызываемых изменениями средних температур Степок. Если возникающая разница температур между соседними точ-х;ами составляет больше 15&С для углеродистой и низколегированной стали или i!0°C для аустенитной стали, то расчет на малоцикловую прочность производят по ГОСТ 25859—83.
1.2- Условия применения формул для сосудов с Ъ-о б р а 3 НО ft и цилиндрическойрубашкой.
1.2.1.Расчетные формулы применимы при соотношении: диаметров
} толщины стенки и диаметров
01001<^-.<0,5(-gi--l); толщин стенок
Sl
1.2.2. Расчетные формулы для сопряжении при помощи конуса применимы для углов сс=30°, а = 45°
Я радиуса отбортовки
0 ~~ l—COS a '
*
- 1.2.3. Расчетные формулы для сопряжений при помощи конуса применимы при условии полностью проваренных сварных швов, а для числа циклоп нагруженич #>103—при условии двустороннего сварного шва между конусом н рубашкой (см. черт. 5 справочного приложения).
l
i i I
1.2.4. Расчетные формулы для сопряжения при помощи кольца
применимы при толщине кольца|
V> 1.5 5а—Д.ля U-образной рубашки; !
0,5 \П5~Х1$1> /i0 > s3 —для цилиндрической рубашки. и 1.2.5. Расчетные формулы для сопряжений при помощи кольца применимы при условии полностью проваренных сварных швов между кольцом н рубашкой (см. черт. 6. а, б, в справочного приложения) •
1.2.6. Диаметр окружности сопряжения рубашки с днищем сосуда должен удовлетворять условию
Расчет сопряжения рубашки с днищем сосуда не проводят, если оно соответствует черт. 7 справочного приложения.
1.3. Условияпримененияформул для сосудов с рубашками,сопряженнымианкернымитрубами или отбор то в к а ми. .
1.3.1.Угод шага Ьт сопряжения анкерными трубами или от-бортовками должен удовлетворять условию
а
■
8Г < 30° min (1; 4|/^. ]/Щр1
1.3.2.Расчетные формулы по пп. 4.3—4.5 применимы при соотношении шагов
v
0,8 <
*
<1,25 .
I
1.3.3.Расчетная формула для сопряжения отбортовкон применима при углах отбортовки от 30 до 45° (см. черт. 9 справочного приложения) и при проваренных сварных швах.!
1.3.4. Расчетные формулы для анкерных труб применимы при
•
размере сварного шва
д>0,7 min (s0; s,|,
1.3.5. Расчет на усталость по п. 4.6 применим при
*
соотноше-
чши толщин стенок
5»
<1.0.
!
1.4. У с л о в в я применения формул для ic о с у д о в с каналами
1.4.1. Расчетные формулы по п. 5 применимы при ширине ка-
палаI
*B<o,uv
высоте капала
4£Hh
2 Зак. 3103
Стр. 4 ГОСТ НВ6У-8Э
*
ГОСТ 25867—83 Стр. 5
г) поперечное сечение направляющей спирали должно удовлетворить условию —£~- <8 , чтобы исключить потерю устончп-
ности из плоскости;
д) для обеспечения прочности обоих угловых швов на направляющем спирали должно быть выполнено условие
а > —й± .(4)
Расчетный коэффициент сварного шва ф0 определяют как отношение длины сварного шва к общей длине спирали. При этом расстояние между двумя концами прерванного шва не должно превышать восьмикратной толщины стенки обечайки suа сумма длим сварных швов не должна быть меньше половины наружной поверхности направляющей спирали на одном витке. Оба конца спирали должны начинаться швом..
2.2.Днища
2.2.1. Расчет выпуклых днищ на внутреннее избыточное и наружное давление проводят по ГОСТ 14249—80. Расчетные давления принимают согласно пп. 2.1.1 и 2.1.2. Для днища| ' сосуда, на (ружейного избыточным давлением рг, допускается проводить расчет по другим методам, которые учитывают отсутствие давления на участке в пределах d\.,
2.2.2. При расчете днища рубашки отверстие диаметром dxне учитывают.!
2.3.Сопряжениерубашки с корпусомсосуда при помощиконуса (черт. 5 справочного приложения)
2.3.1. Вспомогательные параметры определяют по формулам: а) коэффициент осевого усилия
и половине центрального угла канала
20°<7<90°.
1.4.2. Расчетные формулы для каналов применимы при V-об-разпых сварных швах с полным проваром, а для каналов полукруглого сечения также и при угловых швах.
1.4.3. Расчет на усталость по п. 5.6 применим при соотношении толщин стенок
•
л\,
0.5.
t
*1
2. СОСУДЫ С 11-ОБРАЗНОЙ РУБАШКОЙ
2.1. Цилиндрическиеобечамк и
2.1.1. Расчет цилиндрических обечаек на внутреннее избыточное давление проводят по ГОСТ 14249—80. Расчетное давление для рубашки равно р2 и расчетное давление для сосуда ptl если Pi>0.
2.1.2. Расчет цилиндрической обечайки сосуда на наружное
давление проводят по ГОСТ 14249—80. При pi<0 за расчетное давление для сосуда принимают |pi|, а для рубашки Рг+lPil-
При Pi>0 расчетное давление в зоне рубашки равно р2 или р2—рь если выполняются условия ГОСТ 14249—80. Расчетную длину L следует определять по ГОСТ 14249—80.
2.1.3. Цилиндрическую стенку сосуда с кольцами жесткости рассчитывают по ГОСТ 14249—80.
Направляющие спирали можно рассматривать как кольиа жесткости, если выполнены следующие условия:
а) шаг спирали tsДОЛЖЕН быть не более 0,3 (/),. Если rti<l, то цилиндрическую обечайку следует рассчитывать как гладкую обечайку;
б)- за расчетную длину /2 при расчете по ГОСТ 14249—80 принимают расстояние вдоль оси сосуда от конечной точки расчетной длины (см. черт. 1 справочного приложения) до точки замыкания первого витка направляющей спирали, охватывающего всю окружность сосуда Дня направляющих спиралей, выполненных с концевыми кольцами, действительно определение Ь по ГОСТ 14249—80.
в) расчетные длины Ь, 1Хи h при расчете по ГОСТ 14249—80 определяют по формулам:
ft-nm^-VA-O^};(1)
I.-nilnl*,; br\-\t\VOl(sl-c) \(Щ
Д-'*У
D
* ■;(5)
;б) коэффициент, учитывающий расстояние между корпусом
сосуда и рубашкой|
D
(6)
V о%(s, - с) ;и) коэффициент радиуса конической отбортовки
0для конусов по черт. 5о, б справочного
£> =
4-0 *icприложения;|(7)
.„ ij~L-' *,-для конусов по черт. 5е, г справочного
K^ilst—c)приложения
г) коэффициент длины сопряжения
| 2е + 0,25р для а = 30°;
(8)
" ~~ I £/1"4-0,45р для a = 45°;
2«
Стр. 6 ГОСТ 2; 867—83
д) коэффициент отношения прочности корпуса сосуда и рубашки
.
ГОСТ 25867—ВЗ Стр. 7
Ы>
0 7 VDx(s*t—c) Для Конусов по черт. 5а, б справочного
приложения;
0,5 >'Z)a(st—с) для конусов по черт. 5в, г справочного
приложения.
Толщину стенки конуса рассчитывают методом итерации по формулам (18) и (Ш)
_____Pa ff*_
+ ]/ ]- 2|ab(,,-,) J *(J>
Если в сосуде вакуум (pi<0), то в формулу (9) подставляют
Pt-O;
е)расчетные коэффициенты прочности сварного шва:
**-*„<10>
<рГ2для конусов по черт. 5б, г
^^^^ справочногоприложении
t«H *т*. если /.,<0.5КЩ^), дляк(|нусовпоцертыб \ 1,0, если /R>0,5V/"O3(s8— с)/ справочного приложения; (И)
ж) относительная эффективная несущая длина конуса
2.3.2. Допускаемое избыточное давление в рубашке
М » -в,+(М----- ' -А '(13)
Sir =т
В
™ !(1Й>
— Р*
•
(19)
Коэффициент осевого усилия А рассчитывают по формуле (5), а коэффициент В —по формуле (14), причем в качестве исходного значения для s2берут исполнительную толщину стенки цилиндрической рубашки.
Коэффициент прочности i
1
у.о
t i
0
-/Я
ьЖ
.Л-
•я
1 L,
/>
'' " "| | K-fl
^
j^n
/
//•
j^i
^
Г/РЪ'
*^>^и-^
-----
^r^ ^*"^ ^^
£-_
4^^ 1 jf
>*"
___
*
1
—U
Vi
/
7
7
<L
1
., *7J!
$
lb
Ц
№
0,63 в,Гг
9
■
2.3.3.Коэффициент сопряжения при помощи конуса
i
В=2 Y&=4~ min |Xt; X,; Х8|,(14)
А где
cos « . / 9СТ^ Уда , w \ .()5)
;;<
i
Хг- /,К 1 + ?да :(16)
. _ f . I Ф№ + т, „ \f,m
х3=х/»+ ( 4„ + р//«•■ со
Коэффициенты прочности fu h h иU определяют по черт. 1-*-4 настоящего стандарта в зависимости от вспомогательных параметров.
2.3.4. Определение размеров сопряжения при помощи конуса.
Толщина стенки конуса должна быть равна пли больше толщины стенки сопряженной цилиндрической рубашки. Еслп необходимо увеличить толщину стенки конуса, то следует одновременно увеличить и толщину стенки сопряженной цилиндрической обечайки рубашки на длине
'."
'Л
ц
V" '■
Черт. 1
i
'
ГОСТ 25867—83 Стр. 9
Стр. 8 ГОСТ 25867-83
Коэффициент прочности /4
■
Коэффициент прочности f2
J
1
г
а'Л
с< = *5в
Ш>*
Ц = дюж
(■min
' ' 1011 £\
i
4 = /Г/г^х|^//к/7|/г^^^
II
:•
/
9 f+£(f*Wt*Jf$&
г
I
:
■ -
* f min|/;1ътЛ+*#»
W)
5
i
I
•
/
е9~щФЩ^$у\
>{
t
*#
a
ь
1
*
Черт. 4
*
■ *
Черт. 2
Коэффициент прочности fj
:•
'
2.4. Сопряжениерубашки! с корпусомсосуда при помощикольца (см. черт. 16 справочного приложении).•I
для колец по черт. 6 а, б, г справочного приложения;i
для колец по черт. 6 в справочного приложения;i
для колец по черт. 6 б, в справочного
приложения;
(21)
для колец по черт. 6 г справочного приложения;
,#*•
^^{Ф^Ц
г*ш>
Ф
•у-"-
""?'««W f)3-'}
*«•*<
a
П
I
' L 6Jut ^
\
СР
•72
!
R2
о
2»
»
6) параметры кольца
Лл—с
VD1(si-c) Рг
(22) (23) (24)
£*Я&7 I
-
1
'■■
[с] о <?ро
Di Vm
2b0 q>pQ»
Черт. 3
Стр. id гост : sae;— зз
в) относительный момент нагружения
где .4 — коэффициент осевого усилия по формуле (5);
г) относительный реактивный момент в стенке сосуда
если P2>Pi>0, то в формулу (26) подставляют р\==0\
д) относительный реактивный момент в стенке рубашки
■
е) относительный реактивный момент в месте сопряжения кольца со стенкой сосуда
. ■ ! ;.M,=min(Q/f; {l+2H)Mt\.(23)
2.4.2. Допускаемое избыточное давление в рубашке
ГОСТ 35367—ВЗ Сгр. 11
Собственные веса G\ и G2 вызывают в конусе или в кольце осевое усилие
I
+ G2, если опоры на сосуде,
— С|, если опоры на рубашке.
I
Проверку несущей способности от совместного действия осевого усилия и избыточного давления в рубашке следует проводить по формуле
4f
(33)
\Н\
л |psl Di A
где |рз] —допускаемое избыточное давление по формуле (13) для сопряжения при помощи конуса и по формуле (29) для сопряжения при помощи кольца; А — коэффициент осевого усилия по формуле (5). 2.6. Проверка на малоцикловую прочность.i
Размах напряжений приближенно рассчитывают по формуле
Е
&йш
|р*1
' ~*~ Ш"+Ш (34>
где
*
йЕ-maxirf,; 0,7 VRfy\ 0,7КЯЛ 1 ;
до- демшы -^^ •(29)
[р2\ — допускаемое избыточное давление по формуле (13) для сопряжения при помощи конуса, по формуле (29) для сопряжения при помощи кольца.(|
2.6.1. Разность температурных относительных удлинений определяют ВО формуле
2.4.3. Определение высоты кольца
f _________________
•
•
•
.
,
-«}, ■ '
.«J.
er = (a,AT,—ааДТа) .
(35>
За расчетное принимают наибольшее абсолютное значение вт\
которое получается за время рабочего цикла.
2.6.2. Общий эффективный коэффициент концентрации уд- определяют по табл. 1.
2.6.3. Проверку на малоннкловую прочность проводят из условий
hu>hR + c.(31)
i'I
При наличии в формуле (30) отрицательного значения под знаком радикала соответствующий член при определении максимума| не учитывают. Если в обоих членах значении под знаком радикала отрицательны, то толщину кольца определяют по п. 1.2.4.
2.4.4. Расчет сварных швов.' Размер сварного шва между сосудом и кольцом при сопряже-(
ииях (см. черт. § а, б, г справочного приложения) определяют по,
формуле
I
До0<К или ГГ<Щ .(Зб>
Допускаемый размах напряжений [о]0 определяют по формуле
ЙИН**ь(37)
Допускаемую амплитуду напряжения определяют по ГОСТ 25859—83. Допускаемое число рабочих циклов [N]q определяют для соответствующей амплитуды напряжений по ГОСТ 125859—83
°* = "Г2" • (38)
;
;
max
;
0>-Т~""mill ||а|0; (о],}""'
2.5. Нагрузка от собственного веса.
•
I
■
Стр. 12 ГОСТ 2^867—83
Эффективные коэффициенты концентрации
t
3.3. Сопряжение припомощи кольца (см. черт. 6 справочного приложения).
3-3-1- Определение высоты кольца
*<«« 0,6*в )/^f ; (40)
ft0>max{$,; Лоя+^Ь(4|)
3.3.2. Сварные швы
Размер сварного шва между сосудом и кольцом при сопряжениях по черт, б а, б, г справочного приложеиня определяют по формуле
nwxU-гЧ minjlob; >!4'f^f}l
для колец при сопряжении по-черт. 6 в справочного приложения
Г а Г> л к и а
Конструкция
Исполнение по чертежам ciipauo'iiforo приложении
ht **К2
%
Сосуды с U-об-разнои рубашкой по черт. 1 справочного приложен*»
Черт. 5а
> 56 » 5s
»- 5г
■
4.0 ;
, Черт. 6а
> 66 * бе
> бг
~
Е
3.5 3.5
з.п
5.5
Сосуды с цилиндрической рубашкой по черт. '3 справочного приложена '
*
Черт. 5а
> 56
> 5в
» 5г
2,0
1.6 •
2,5
2.5 2,0 2.0
Черт. 6о
* 66
* бе » 6г
2,0 ,
1,6 2,0
2.0
1,6 1.6
1.2
2.0
2.5 2.5 2,0 3.5
Сосуды с рубашкой, сопряженной амкер-лььмл трубами или отбортовкой по черт. 3 олра-' вочного приложения
Черт. 9
2.0
*
Черт/10
2.0
-
Сосуды с каналами по черт. 4 справочного при-
ложеимя
Черт. 11
2.0
-
»
a=hQ.
(43)
3.4. Компенсаторы. Если по результатам расчета на малоцикловую прочность необходимо встроить в рубашку компенсатор (см. п. 3.6.3), то допускаемое избыточное давление 1/?г] в рубашке рассчитывают для сопряжении при помощи конуса но формуле (13) и для сопряжении при помощи кольца по формуле (29). При этом коэффициент осевого усилия А рассчитывают по формуле
Компенсатор рассчитывают при нагружеиии давлением р2и силой
pU'iCIUIII #
3.5. Нагрузка от собственного веса сосуда или рубашки.
Проверку несущей способности при нагруженни конических или кольцевых сопряжений собственным весом сосуда или рубашки проводят по формуле
3. СОСУДЫ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ РУБАШКАМИ
.3.1. Цилиндрические обечайки.
Цилиндрические обечайки рассчитывают в соответствии с пп. 2.1.1—2.1.3.
3.2. Сопряжение при помощи конуса (см. черт. Г> спрапочтго приложения).
Конические сопряжения удовлетворяют требованиям прочности, если они выполнены с толщиной стенки, равной толщине стенки цилиндрической обечайки рубашки, и если опн соответствуют требованиям п. 1.2.2 и формулы (39)
e.<\fiVD%(s%-c).(39)
*\<А-*%ЫА
(45)
где F— осевое усилие по п. 2.5;
|/ь| —допускаемое избыточное давление по формуле (13) для
сопряжения при помощи конуса и по формуле (29) для
сопряжения при помощи кольца;
Л — коэффициент осевого усилия по формуле (5).
Стр. 14 ГОСТ 11867-83
#
При наличии компенсатора на -рубашке формула (45) применима при условии, что опорные элементы ire расположены иа рубашке..'
3.6. Проверка на малоцнкловуюпрочность 3.6.1. Сопряжение рубашки с корпусом сосуда при помощи конуса по черт. 5 справочного приложения
Относительное продольное удлинение в рубашке
где
i
yV_l_ 0,41 дли а-30° ;
(53)
El = IB
6,00 для а * 45й ;
5^п
/ct= i+
^
+
*fc fcfcfl
(54)
s* у' 1 + (2« ctg «)«
еР=
1»Г1
■
*
•
(46)
*t t
D, s,
+
щ
Проверку на малоцнкловую прочность проводят по формуле
а для конусов по черт. Б а. б справочного приложения — допол-
i ■
1 +
К,
- !
где ег —определяют согласно п. 2.6.1;
нительно по формуле (56)
= ,ГЖ..—.
?«
■)
(55) (56)
0,5 tgJ а (1 +0.6
I
0',5 tgJa(l-i-0,6
Н
)
(47)
Дов<1о1а или NKWU ■
1
1+
1L
£(s+0i32(_J^_)a )
Допускаемые размахи напряжений [a] t и |ol2 или допускаемое число рабочих циклов [N] \ и [N\$ определяют согласно п. 2.6.3. Индекс 1 относится к сварному шву между корпусом сосуда и сопряжением при помощи конуса, а индекс 2 к сварному | шву между рубашкой и сопряжением при помощи конуса.,
3.6.2. Сопряжение рубашки с корпусом сосуда при помощи кольца по черт. 6 справочного приложения. Относительное продольное удлинение в рубашке
е —по формуле (6). Относительное продольное удлинение рубашки должно удовлетворять условию
' Iр Г 1р 1 - Ш -D*
(48)
i
Расчетный коэффициент прочности сварного шва
• ':( i.° пр» °-т >о;
(49)
ВР«
ИИ
(57)
щ
t
зь,
l+ o3Sl +
?*3=1 <р, при ег<0,
где (pi — коэффициент снижения допускаемых напряжений при , расчете иа устойчивость по черт. 8 ГОСТ 14249—80, определенный для рубашки. Размах напряжений в сварном шве между сосудом и конусом
Дах=£рЕЛЮ1<Л ^j- - тк •(50)
Размах напряжений в сварном шве между рубашкой н конусом по черт. 5 а, б справочного приложения
L
*h9+VD%sxД «J+0
где ет — см, п. 2.6.1.
Относительное продольное удлинение рубашки должно удовлетворять условию• I
N,
/яя
ер<|еР1 = 1,5 ±£- .Шш
Расчетный коэффициент прочности сварного шва
^ I <ра для £7>0; 9*4^ I <ргдля ег<0,
Рго,
(51)
(59)
4 *
где Pki , Рка, ук— см. табл. 1;
Ч . с-
*Ш<52>
-где ф1 — коэффициент снижения допускаемых напряжений при расчете на устойчивость по черт. 8 ГОСТ 14249—80, определенный для рубашки;
2*t
5»
4.-
|/ I + (Зе Ctg 5)
ф2—по табл. 2.
■
Crp. 16 ГОС i 25.167—ЬЗ
ГОСТ 25U67—83 Сгр. 17
Таблице 2
Погонным момент мнермнн и коэффициент прочности с&арного шва
В этом случае он должен воспринимать температурное удлинение» равное Lzf при рабочем числе циклов. Дальпейший расчет
следует выполнять по п. 3.4.
Сопряжение при и омским
кольца по черт. 6 слраиочмого прн.юл.мпш
т
ч>»
й
а• hB+2a
4
?Г2
t
<i
б
4
фГ2
в
*
6
4
*жг
г
а • ~ktt+2a
4
0,5
3.6.4. Допускается определять уточненное значение
размаха
напряжений, а также допускаемую амплитуду или допускаемое
число циклов в соответствии с ГОСТ 25859—83.
4. СОСУДЫ. ЧАСТИЧНО ОХВАЧЕННЫЕ РУБАШКАМИ, СОПРЯЖЕННЫМИ С КОРПУСОМ АНКЕРНЫМИ ТРУБАМИ И ОТБОРТОВКАМИ
4.1. Цилиндрическаяобечайка
4.1.1. Цилиндрическую обечайку сосуда рассчитывают по ГОСТ 14249—80 на внутреннее избыточное давление с расчетным
давлением р\.если pi>0.
4.1.2. Если pi<0, то цилиндрическую обечайку сосуда рассчитывают по ГОСТ 14249—80 на наружное давление с расчетным
давленном I/V
4.1.3. Части цилиндрической обечайки сосуда, охваченные рубашкой, и цилиндрические части рубашки при иагружЬнии давлением рч рассчитывают по п. 4.3 как плоские участки. I Если /*1<0, следует дополнительно выполнять условие по формуле (62) и требование п. 1.3.1, чтобы исключить появление вмятин па цилиндрической обечайке сосуда:^\
Размах напряжении в сварном шве между сосудом и кольцом
Аа1==£Р Ех рК\ •
2е0.5а
wt
12+ (-
s3
*1
-я
D4
+
РЛ
(60)
si—e Я,
> ?*»■ -2-й-.)" •т
D
а
(s,~c) •
4.2.Днища
4.2.1.Выпуклые днища рассчитывают по ГОСТ 14249—80 на внутреннее избыточное давление с расчетным давлением р\, если />i>0, и на наружное давление с расчетным давлением |pi|, если
л,«).
4.2.2. Части днища сосуда, охиачепшлс рубашкой, и части рубашки в зоне днища при нагружепии давлением р% рассчитывают по п. 4.3 как плоские участки. При этом в формулы вместо толщины стенки цилиндрической обечайки 5, подставляют толщину днища сосуда 53 и вместо толщины стенки цилиндрической обечайки s2 толщину днища рубашки s4.
4.3,ПлоскиеучасткиI 4.3.1. Допускаемое избыточное давление в рубашке:
для стенки сосуда
Размах- напряжений в сварном шве между рубашкой и кольцом
p3D3
■
л<г, = t&E&w
3*„f УД|Д,
2(.^С)
•T/s, (61)
* Г Ж')
где Г,, W2 — uo табл. 2;
?ki, ftm Yx— по-табл. I.
Проверку на малоцикловую прочность проводят по формулам (55)
н (56), при этом допускаемые размахн напряжений . [crj| и [о]^ нлн допускаемое число рабочих циклов [Л'|, н [Л/]2 определяют согласно п. 2.6.11 Индекс 1 относится к сварному шву между корпусом сосуда н кольцом, а индекс 2 к сварному шву между рубашкой и кольцом.
3.6.3. Если не удовлетворяются требования малоцикловой прочности по am 3.6.I нлн 3.6.2, необходимо произвести конструктивные изменения, например, предусмотреть компенсатор.
1/41= И> для стенки рубашки
U
1
-(
PlDR
(63)
2М, (*,—•)
1л*- и,- 45е? •'••
(64)
:
Стр. 18 гост »5вб7—аз
' Коэффициенты прочности ft н ffi определяют по черт. 5' настоящего стандарта в зависимости от отношения d0it0н от относительного реактивного момента т по формуле (66)
; : •и= \лг?Т .(б5>
при определении /5 и при определении /6 для сопряжений отбортовкой;
ГОСТ 2SB67—ВЗ Стр. )9
Для заданного отношения dQ!t0и ш по черт. 5 определяют коэффициенты прочности /б и /е- Если задаться диаметром d0, то ft и 12можно получить методом итерации. При определении tp и tr по формулам (69) и (65) необходимо учитывать требование п. 1.3.2. Определение толщин стенок
i
к
R==i° V ш: +{
'
^^
(70>
(71) (72) (73)
т —
I
. р
. -
m, f. / аY / *ях\при определений /б для сопряжений ан-тш\,;\ *ij V« И кернымн трубами.(66)
i
2|о1, /(
$i> S\R -\- С\
•
Коэффициенты прочности /5 и /6
1
Pi
■
U
i
Шаг (0определяют по формуле* (65), коэффициенте
прочности
[ъ и /6 по черт. 5. Для сосудов с рубашками на анкерных трубах значение s2 определяют методом последовательных приближений с учетом зависимости s2 от т по формуле (66).
4.3.3. Краевые зоны рубашек, сопряженных с корпусом анкерными трубами или отбортовками.
Размеры сопряжений прн помощи конуса определяют по п. 3.2 и размеры сопряжений при помощи кольца — по п. 3.3. Расстояния от края рубашки до первого ряда анкерных труб или отбортовок должны удовлетворять условиям:
1
■
■
!
/i</PmIn(l: 0,6+}/ 'Т
(74)
'
Р 16
:
.
t
К
^mi,,jl;0,5+Y%-^
(75)
а
У °>гV ¥ *&9
I
где /й— по черт. 5 прн т по формуле (66).
4.4. Определение толщины отбортовок (см. черт. 9 справочного приложения)
=____________Р**р *Т т/________
S™ 0,7 T.(d0~sJ min Uff]i; [<r|u|
гдеsft= a > S2* + с ;
(76) (77)
(78)
Черт, б
4.3.2. Определение размеров плоских участков Определение шага:
*
•
/,> min (*,; у .
(67)
(68) . (69)
/0 —по формуле (65). 4.5. Определение толщины анкерных труб (см. черт. 10 справочного приложения)
5оя =
p. tp tTт,
(79)
х (d0—2se) min Ца)0; [a]x; [<s]9\
■
ГОС.I 15847—83 Стр. 21
Стр. 20 ГОСТ 25П67-83
где ц — по формула (78)
Д>М1 SoR;(80)
sQ>sGR+c. (8!)
Определяемые по формулам (80) и (81) размеры угловых швов и анкерных труб должны отвечать требованию п 1.3.4. 4.6. Проверка на малоцикловуюпрочность '4.6.1. Размах напряжении в сварных швах: а) сопряжение отбортовкой
для рубашки на цилиндрической обечайке: для рубашки на выпуклом днище:
(84) (85)
Дла=
Рк.
*. I 'г I
(82)
(87)
/с4=Ч
25,
4.6.2. Размах напряжений в плоских участках
6) сопряжение анкерными трубами
j
4> Рл
^а<—
Ка
As 5R
(88)
Д'ач =
h
iid0 bt7a'$Kl [ Kt+%4 ' <*К%
где к- — см. п. 2,6.1;
Кь — по черт. 6; (0— определяют по формуле (G5); Ркь Р/С2 —по табл. 1;
Коэффициент Кь
I2i\Q,-----------------------------
где Л'е- по черт. 7; /'0— определяют по формуле (Г>5)
Коэффициент /Cq
.1 ^(#°^~
_^
№\[щ\*д' ^л т— —"i
^^^^^ * ^^^-в^
ffW / >-
,—.^-——*
г
l»v
8,0 '
«
а б
5 J
f
о
о,<
0,1
а?
0,4dg/tg
ЛГв=4,2.
1-Х'
|—*4-y(fl.7+i.a««)
•»(0.7+3,3*ч)—'1х2[уН-(1.3</— 1)1п.(]
w *-*У?| ^'.'f
't
Черт. 7
/1
о
при
К,-1.9
1-л»+у(0,7+1,Зх») л*(4—л3)—4 In х—3
Л\ (черт. 8)
для рубашки па цилиндрической чайке;
для рубашки на выпуклом днище
обе-(89)
К<,=
I и4^ 1 + *Л
Х=
Черт. 6
'
Стр. 22 ГОС Г 2SiJ67—8J
ГОСТ 25867—83 Сгр. 23
Коэффициент Kr
5.1.3. В сосудах со змеевиковым каналом (черт. 4а справочного приложения) его можно рассматривать как кольцо жесткости и цилиндрическую обечайку рассчитывать как укрепленную кольцами жесткости по ГОСТ 14249—80 при условии, что учитываются следующие особенности;япоп
а) шаг змеевикового канала ttдолжен быть не более 0,5 и{. Если даэтИ-1» то цилиндрическую обечайку рассчитывают как
гладкую обечайку;
б) расчетную"длину /2 при расчете по ГОСТ 14249—80 определяют как осевое расстояние от начала или конца расчетной длины (см. черт. 4 а справочного приложения) до места окончания первого витка змеевикового канала, охватывающего всю окруж
■■
.
.
W°4*
ность рубашки;
по ГОСТ
в) расчетные значения Ь, /, и 1епри расчете
.14249—80 определяют по формулам:
3 f sin »
, (92) (93)
i
Ь= max \ts—b9; /.—0.56,; &.);
Черт. 8
и =
L
N
■
Л.—Ил—1 *
• «
le= min \ts; 2(st-c)+bt+],\VDl(sl-c); ts~b,_
2ls2-c+ l,l|''Dt(s,-c));
l.U
Dfa-cy, ' (94)
4.6.3. Проверку на малоцикловую прочность проводят по формулам:
Да3< (а]3 ЙЭЙГД? <(Л'13;
Да4<[о]4 пли ;V<IvV]4.
(90) (91)
rj используемые в ГОСТ 14249—80 величины е. I ки А к опре-
деляют по формулам:
е =е%=-^=± +0,6.%,;
*
■
(95)
Допускаемые размахи напряжений (а]з и [о]4 или допускаемое число рабочих циклов [УУ]з и [N]Aопределяют согласно п. 2.6.3. Индекс 3 относится к сварному шву между корпусом сосуда и сопряжением отбортовкон или к сварному шву между рубашкой и анкерной трубой, индекс 4 относится к рубашке. ' 4.7. Допускается применение методики, указанной в разд. 2 для приближенного расчета сосудов, полностью охваченных рубашками.
/к = ra hl(s3-c) 0,3
90° •
для pt<0t
r3(st- ф
00'
А
к
>; (97)
Г3(52 - С)п
т
Э0<
5.1.4. Цилиндрическую обечайку сосуда при иагруженнн давлением р-2 в каналах рассчитывают как полосу обечайки шириной &а но п. 5.3.
5.2. Днища
5.2.1. Выпуклые днища рассчитывают по ГОСТ l}t249—80 на
внутреннее избыточное давление с расчетным давлением pi, если pi>0, и на наружное давление с расчетным давлением риесли
Pi<0.|
5.2.2. Выпуклые днища при нагружении давлением /?г в каналах рассчитывают как полосу обечайки шириной Ь2по п. 5.3.2.
■
5. СОСУДЫ С КАНАЛАМИ
1
\
5.1. Цилиндрическаяобечайка
5.1.1. Цилиндрическую обечайку сосуда рассчитывают по ГОСТ 14249—80 на внутреннее избыточное давление с расчетным давлением риесли /?i>0.
5.1.2. Если р|<0, то цилиндрическую обечайку сосуда рассчитывают по ГОСТ 14249—80 иа наружное давление с расчетным
Если pt<0, то должно дополнительно выполняться условие
2[<*]S?«+P* *
лрн этом размер сварного шва для угловых швов
Pi
;i
л>0,6 %д .
•
(in)
Если />2>Pi>0, то должно дополнительно выполняться условие
5.3.2. Каналы вдоль оси цилиндрической обечайки и каналы на днище
**=^Н-----1 * " (2[ah (s.-r)] •(101)
5.4. Каналы
5.4.1.Вспомогательные параметры
Коэффициент понижения прочности V в зоне сопряжения штуцера с каналом рассчитывают по ГОСТ 24755—81. Если капал и штуцер выполнены ИЗ трубы одинаковых размеров и материала, то коэффициент V рассчитывают по формуле
V =-----------д(102)
0.9-4- У -з^
Расчетное знамение коэффициента прочности сварного шаа; для
И-образного шна (см. черт. II а, в справочного приложения)
<Prs= <Ря«=-<р га;(ЮЛ)
для углового limit (см. черт. II б справочного приложения)
?«5=min{o,4;0J^f):(|04)
<Рда = 0,4. (105)
Коэффициенты понижения прочности <р3 и щ каналов рассчитывают по формулам:
Ь-иин [ViWml ;(1«)
•<P4-niin [У; ?п«\ .(Ю7)
5.4.2. Допускаемое избыточное давление в канале
' 1»1,(^) .?з,(108)
5.5. Распределительные каналы в сосудах с регистровыми каналами (см. черт. 4 б справочного приложения). Расчет производят в соответствии с п. 5.4, причем следует использовать величины V, фз> фч. по формулам:
1/=1-
(112)
* *
?«= V Чт,
(ИЗ) (1U)
где фяя, фдб—по п. 5.4.1,
5.6. Проверка на усталостнуюпрочность
5.6.J. Размах напряжении в сварных швах между сосудом и
каналом
|СГ§ = Рап /V
$\
(К, +Ki0) + £*
5)
где ег —см. п. 2.6.1;
/С.= 1
.в--$-[Н1,8(1----g-) cos 0,8 i]
.'
(Пб>
^10 =
i
для V-образного сварного швапо черт.
Но, в справочного приложения;* (117)
для углового шва по черт. 116 справочного приложения;:
для V-образиого сварного швапо черт. I la, в справочного приложения;
1(118)
для углового шва по черт. 116справочного приложения.
34-3,5
St
*«-
a
5.6.2. Размах напряжений в поперечном сечении канала
,,■■,-*+ ,.,.„
•
(119)
1 +
г-v
DO1
Стр. 26 ГОС1 25(16/—8з
5.6.3. Проверку на малоцнкловую прочность проводят из условий:
ГОСТ 25867—83 Стр. 27
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
Аа5<|о|Г| млн N^[N1-
Аав<[а]с или tf4<[JV|fl.(121)
ТЕРМИНЫ И ИХ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Допускаемые разыахи напряжений [а]5 и [о]6 или допускаемое число рабочих циклов [iV]5 И [iV]6 определяют согласно п. 2.6.3. Индекс 5 относится к сварному шву между корпусом сосуда и каналом, а индекс 6 — к каналам.
Термины
Обозначение
Коэффициент осевого ус&чия 11лощадь поперечного сечения канала, мм2 (см2) Размер сварного шва (черт. 6, 8, 30, 1 1а),мм (см) Коэффициент сопряжения «при «помощи конуса Наибольший свободный интервал между двумя
кями элементами для инляздрнчеекой обечайки с
цалш жесткости, мм (см)
Ширина кольца (черт. 6), мм (см)
жест-
КОЛЬ-
А
А*
* В
Ь
Толщина ленты направляющей спирали (черт.
М).
.
мм (см)
Ширина канала (черт. 11), мм (см)
Сумма всех прибавок к расчетным толщинам CTe-IIUfc, MM (CM)
Внутренний, диаметр сосуда (черт. I—41), мы (см) Внутренний диаметр рубашки (черт. 1—11), мм (см) Средний диаметр сосуща Da = £*i+si. мм (ом) Средник диаметр рубашкн Di = Dj-^S2tмм (см) Наибольший внутренний диаметр компенсатора, мм (см)
Наружный диаметр отбортоэкн или анкерной трубы (черт. 9 и 10), wm (см)
Диаметр окружности сопряжения рубашкн с дшпнем сосуда (черт. I. 7), мм (см); если рубашка присоединена не к днищу, то duпринимают равным нулю
Модуль упругости материала сосуда пни расчетной температуре, МПа (кгс/см7)
Модуль упругости материала рубашки или канала Ирги расчетной температуре, All La (кгс/см2) • Расстояние от середины стеикн рубашки до наружной стороны стеикн сосуда, мм (см)
Расстояние от центра тяжести (поперечного сечения капала or передним пенки сосуда, мм (см)
OreiifHi угилне 0 1 собеттосипото песя, II (кгс:)
Коэффициенты прочности сопряжений при ломоши конуса
Коэффициенты прочности сопряжений анкерными трубами И отбортовкамн Собственный нес сосуда я его содержимого, Н (кгс) Собственный вес рубашкн п ее содержимого, Н (кгс) Относительный размер кольца
Исполнительная толщина кольца (черт. 6), мм (см) Расчетная толщина кольца, мм (см)
Ширина ленты направляющей спирали (черт. 8), ми (см)
5?
'
в,
D,
D>
D4
DK
Dp.
d„
!
d.
Et
»
F
/i. fi. h It
k, h
1 *
8
&
■
«
•~jp. 28 ГОСТ 25ЙЛ-—13
I
ГОСТ 25867—83 Стр. 29
Продолжение
Продолжение
Термины
Обо
значение
Термины
00означение
Высота канала кп^=гг[\—cos 7). **** (си)
Момент инерции поперечного сечении канала относительно оси, проходящей через его центр тяжести параллельно стенке сосуда, мм4 (см*)
Коэффициенты для расчета напряжений в зоне сопряжения яри помощи конуса
Коэффициенты для расчета напряжений в сопряжении анкерными труба-ми или отборгавкой Коэффициенты для расчета напряжений н каналах Расчетная длина рубашки (черт. Ч—4 а), мм (см) Расчетные длкны цилиндрических обечаек е кольцами жесткости (черт. К 4 а), мм (см)
Длина примыкающего элемента, учитываемая при определении расчетной длины (черт. 1, 4 а), мм (см); определяют по ГОСТ 142И9—80
Эффективная длина стенки» обечайки, учитыл-аемая при определении эффектпвного момента инерции кольца или канала, мм (см),
Исполнительная длина укрепления стеикн рубашки н месте сопряжения при помощи конуса (черт. 5) или расстояние от, первого кольцевого шва до отбортонкя (терт. 5 а), мм (ом) Относительный момент нагружеиня Относительные реактивные моменты
Относительный реактивный момент в месте соирй-кения анкерными трубами или огбортоозками Количество рабочих циклов
Допускаемое количества рабочих циклон рнсематрнипе-мого материала при расчетной температуре в размахе напряжений Да/ по п. 2.6.3- (< = 0; I; 2; ...6) Число витков направляющей спирали Число витков змееиикового канала Число замыкании змеевикового канала Относительное давление
Расчетное давление в сосуде при эксплуатации или испытании, МПа (кгс/см*). Если абсолютное давление больше атмосферного (избыточное давление), то pj>0; ссяа абсолютное давление меньше атмосферного (ил-' куум). то р,<0;
Расчетное давление в рубщикт или и капали и состоя* ПШ1 эксплуатации млн испытания, МПа (кгс/см-)
Допускаемое В1гутреннее избыточное давление в ру-млшке или в канале, МПа (кгс/см*)
Геометрический параметр кольца
Радиус кривизны и вершине днища сосуда по внутренней поверхности (черт. 3, 7), мм (см)
Радиус кривизны в вершине дниша рубашки по внутренней поверхности (черт. 3, 7), мм (см)
Внутренний радну.; кривизны отбор-ловки для конических сопряжений (41-jiT. 5 в), мм (ом)
?■
Kh /С,. Л',
А'з. Кл, Д'б
К* Кт, Кл
Я»» Km, Кц
L
Внутренний радиус кривизны стбортозки для сопряжений с отбортовйой (черт. 9), мм (см)
Наружный радиус канала (черт. II), мм (см) Средний раянус канала ri= r2—0,5s2 мм (ом) Моналннтельная толщина стенки анкерной трубы (черт. 10), мы (см)
Расчетная толшнна стенки анкерной трубы, мм (см)
Исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки сосуда (черт. I—II), мм (см)
Расчетная толщина стеикн цилиндрической обечайки
СОСУДА, мм (ом)
Нсншшггедьиал толщина стеикн цилиндрической обе-чнйия рубашки и Конуса или капали (черт. 1—11), мм (см)
Расчетная толщина стенки цилиндр»ческой обечайки рубашки и конуса или канала, мм (см)
Исполнительная толшнна стенки дниша сосуда (черт. 3, 7), мм (ом)
Исполнительная толщина ' стенки днища рубашки мм (см)
Расчетная толщина стенки рубашки, мм (см); на цилиндрической обечайке s^=ss, на выпуклом дин-ше s# =s4
Рабочая температура, °С
Разность между средней температурой стеикн сосуда и температурой 20 СС, °С
Разность между средней температурой стеикн рубашки шли канала й температурой 20 *С, °С
Эффективный шаг анкерных труб или отбортавок, мм (см)
Расчетный шаг анкерных труб или отбортовок, мм (см) Шаг анкерных труб или отбортозок (вдоль оси мм (см)
на цилиндрической обечайке — по черт. 3, 9, 10; на
длины между кольцом 11 рубашкой, мм2 (см*) Всз1омогате.1ьные величины Угол ко1шческого сопряжения (черт. 5),-..°
со-
i
Коэффициент температурного удлинения материала
суда, !/°С Коэффициент температурного удлинения материала
рубашки или канала, 1/°С
Эффективные коэффициенты концентрашпг Общий эффективны!"! коэффициент концентрации Половина центрального углл капала (черт. II), ...° Угол шага анкерных тру(3 или отбортожж на цилиндрической обечайке по 'дружности (черт. 3),..°
Угол шага анкерных труб или отбор-гонок на днише
(черт. а),..°
Угол по окружности от края рубашки до первого ряда анкерных труб или огбортовок (черт. 3),...*