Купить ГОСТ 34233.5-2017 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее
Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"
Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.
Распространяется на сосуды и аппараты, применяемые в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, и устанавливает нормы и методы расчета на прочность и устойчивость сосудов и аппаратов, работающих в условиях статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом, наружным давлением или без давления, от воздействия локальных нагрузок в местах крепления несущих ушек, опорных лап, седловых опор, опорных стоек и др.
Нормы и методы расчета на прочность применимы при условии, что отклонение от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов не превышают допусков, установленных нормативными документами. Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ 34233.1 и ГОСТ 34233.2.
Информация бюро по стандартам МГС о дополнительном присоединении страны Казахстан (КZ, Госстандарт Республики Казахстан); ИУС 3-2018
Переиздание. Апрель 2019 г.
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Обозначения
4 Общие положения
5 Несущие ушки
6 Опорные лапы
7 Седловые опоры
8 Опорные стойки цилиндрические
9 Опорные пластинчатые стойки
10 Расчет на прочность сварных швов приварки опорных узлов к корпусу сосуда
Приложение А (рекомендуемое) Расчет на прочность опор
Дата введения | 01.08.2018 |
---|---|
Добавлен в базу | 01.01.2019 |
Актуализация | 01.01.2021 |
14.07.2017 | Утвержден | Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации | 101-П |
---|---|---|---|
14.12.2017 | Утвержден | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии | 1993-ст |
Разработан | ЗАО ПХИ | ||
Разработан | ООО НТП ЦЕНТРХИММАШ | ||
Разработан | АО ВНИИнефтемаш | ||
Издан | Стандартинформ | 2019 г. | |
Издан | Стандартинформ | 2018 г. | |
Разработан | АО НИИХИММАШ |
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
(МГС)
INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION
(ISC)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ
Сосуды и аппараты
Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок
(ISO 16528-1:2007, NEQ)
(ISO 16528-2:2007, NEQ)
Издание официальное
ГОСТ
34233.5—
2017
Москва Стандартинформ 2018 |
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения» (АО «ВНИИНЕФТЕМАШ»); Закрытым акционерным обществом «ПЕТРОХИМ ИНЖИНИРИНГ» (ЗАО «ПХИ»); Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-техническое предприятие ЦЕНТРХИММАШ» (ООО «НТП ЦЕНТРХИММАШ»); Акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения» (АО «НИИХИММАШ»)
2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 523 «Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа»
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 июля 2017 г. № 101-П)
За принятие проголосовали: | |||||||||||||||
|
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. № 1993-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34233.5-2017 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);
- 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 Подготовлен на основе применения ГОСТ Р 52857.5-20071
7 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4.3 Общие мембранные напряжения
4.3.1 Общее мембранное меридиональное напряжение в цилиндрической обечайке вычисляют по формуле
P-Dd
1
4(s-c) n-D (s-c)
F±
4 M
P /
(3)
4.3.2 Общее мембранное меридиональное напряжение в конической обечайке вычисляют по формуле
1
4(s-c) 71 DK (s-c)cosa
F±
4 M
P /
(4)
4.3.3 Общее мембранное кольцевое напряжение в цилиндрической и конической обечайках вычисляют по формуле
PDp °тУ 2(s-c)
(5)
4.3.4 Общее мембранное напряжение в сферической обечайке, сферическом сегменте торосферического днища и эллиптическом днище вычисляют по формуле
_ PDp °m 2(s-c)
4.3.5 Расчетный диаметр Dp вычисляют по формулам:
- для цилиндрической обечайки
°Р = °;
- для конической обечайки
(6)
р cosa
(7)
(8)
- для сферической обечайки и сферического сегмента торосферических днищ
D
р
= R;
- для эллиптического днища
- для эллиптического днища с НЮ
—J 1-4х2 4 Н
0,25
(О2 -4Н2)
D4
(9)
(10)
°р=£¥Ло
(11)
5 Несущие ушки
5.1 Расчетные модели
Основные размеры несущих ушек приведены на рисунках 1—4, причем несущие ушки применяются как с подкладным листом, так и без него.
5.2 Условия применения расчетных формул
5.2.1 Формулы применяют, когда (s - c)/Dp < 0,05.
При наличии подкладного листа формулы применяют, когда b3 < 1,5Ь1, s2 S s.
5.2.2 Нагрузка F1 действует в плоскости несущего ушка.
5.2.3 К торосферическим днищам несущее ушко должно быть приварено в области сферического сегмента, к эллиптическим днищам — в области 0 < х < 0,4D.
7
5.2.4 При определении нагрузки F1 для сосудов и аппаратов с несущими ушками ветровые и сейсмические воздействия не учитывают.
Рисунок 1 — Несущее ушко с подкладным кольцом, приваренное в меридиональном направлении цилиндрической обечайки, не укрепленной кольцом жесткости |
Рисунок 2 — Несущее ушко с подкладным кольцом, приваренное в окружном направлении к цилиндрической обечайке, не укрепленной кольцом жесткости |
'"Ч | |||
а |
а |
J i*. | |
( |
(t s' , |
а — в окружном направлении б — в продольном направлении
Рисунок 3 — Несущее ушко, приваренное к укрепленной кольцом жесткости цилиндрической обечайке
8
Рисунок 4 — Примеры применения несущих ушек |
5.3 Расчет усилия
Нагрузку F1, действующую на несущее ушко, определяют по специальным методам расчета.
Для симметричного сосуда, закрепленного на двух симметрично расположенных несущих ушках, нагрузку на несущее ушко вычисляют по формуле
_G
2COSO,
(12)
5.4 Проверка несущей способности обечайки, не подкрепленной элементами жесткости
5.4.1 Несущая способность обечайки в месте приварки несущего ушка без подкладного листа должна удовлетворять условию
'isflr
|6K3cosa.|| +
12е„
К.
sin a.
cos a.
(13)
5.4.2 Несущая способность обечайки в месте приварки несущего ушка с подкладным листом должна удовлетворять условию
|6К3 cos a11 +
к5 [ст/ ] (s — с)2 12(ei+s2)
(14)
К.
sin а. -
cos а.
5.4.3 Коэффициенты К3и К4 определяют по графикам, приведенным на рисунках 5 и 6, в качестве длины несущего ушка в месте приварки к обечайке bQ принимают:
ьо ~
— для несущих ушек без подкладного листа; Ьд — для несущих ушек с подкладнымлистом.
9
Рисунок 5 — Коэффициент К3 |
0,18 0,16 0,14 0,12 - 0,10 Ш 0,08 - 0,06 - 0,04 =• | |
2 (s-c) Рисунок 6 — Коэффициент К4 200 300 400 800 °Р 2(s-c) |
10
Коэффициент К5 вычисляют по формулам:
- для несущих ушек, приваренных в продольном направлении
К5 =min{exp(l,0882-1,4216x + 0,26544lnz + 1,11lnx) + 1; 2,0};
- для несущих ушек, приваренных в окружном направлении
К5 = min{exp(l,0848-2,0892x + 0,32775lnz + 1,09lnx) + 1; 1,8},
где параметры х = |
Z = |
2 (s-c)'
(15)
5.4.4 При определении [а,] по формуле (1) коэффициент /С, вычисляют со следующими значениями и #2:
- для несущих ушек цилиндрических и конических обечаек, приваренных в продольном направлении, принимают равным 0,2; #2 вычисляют по формуле (2), от, равное бту, вычисляют по формуле (5);
- для несущих ушек цилиндрических и конических обечаек, приваренных в окружном направлении, принимают равным 0,3; #2 вычисляют по формуле (2), ат, равное сттх, вычисляют по формуле (3) или (4) соответственно.
5.4.5 Для несущих ушек, приваренных к выпуклым днищам, расчет следует проводить отдельно для несущего ушка, приваренного вдоль обечайки, и для несущего ушка, приваренного в окружном направлении обечайки, вычисляя в обоих случаях бт по формуле (6). Решающим будет меньшее значение [F]^
5.4.6 Для условий монтажа при отсутствии общих мембранных напряжений стт предельное напряжение изгиба принимают:
- для несущих ушек, приваренных к цилиндрическим и коническим обечайкам в продольном направлении
[<7(] = 2,09[о];
- для несущих ушек, приваренных к выпуклым днищам или к цилиндрическим и коническим обечайкам в окружном направлении
[о,]=гв2[о].
(16)
5.5 Проверка несущей способности цилиндрической обечайки, подкрепленной кольцом жесткости, расположенным непосредственно под несущим ушком
5.5.1 При расчете г, е3, и И/к учитывают эффективную несущую длину 1е обечайки, вычисляемую по формуле
le=t + Vp{s-c). (17)
5.5.2 Несущая способность должна удовлетворять условию
Коэффициент К6 вычисляют по формулам:
Квг
(18)
- для несущих ушек, приваренных к цилиндрическим и коническим обечайкам в продольном направлении
К*
cos* а1 +
.jV2
г ИЛ
sin* а.|;
- для несущих ушек, приваренных к выпуклым днищам или к цилиндрическим и коническим обечайкам в окружном направлении
К6 = max-j|cosa.|| + 2—jsina^;
в,
4 + 10—
Если [о]к > [о], то вместо [о]к подставляют [о].
(19)
11
6 Опорные лапы
6.1 Расчетные модели опорных лап
6.1.1 Основные размеры опорных лап приведены на рисунке 7, причем опорные лапы применяют как с подкладным листом, так и без него.
Рисунок 7 — Основные типы опорных лап |
6.1.2 Сосуды и аппараты с опорными лапами устанавливают либо на специальные строительные металлоконструкции, либо на межэтажные перекрытия.
6.2 Условия применения расчетных формул
6.2.1 Опорные лапы присоединены к цилиндрическим или коническим обечайкам. Направление действия усилия принимают параллельно оси обечайки.
6.2.2 Расчетные формулы применяют при условиях:
— < 0,05,
°р
g>0,2hv
0,04 <^-< 0,5,
°р
0,04 <^-< 0,5,
°Р
0,04 <^-< 0,8,
D
12
Ь2 > 0,6Ь3, Ь3 < %5hv s2 > s.
6.3 Расчет усилий
6.3.1 Вертикальное усилие, действующее на опорную лапу, вычисляют по формуле
м
G _
2 DP+2(ei+s + s2)
G
—+
М
3 °.75[Dp+2(e1+S + S2)]
для п = 2 и п = 4 — для п = 3.
(20)
Если неизвестно точное значение расстояния между точкой приложения усилия и обечайкой или подкладным листом, то е1 принимают равным 5/6/1.
6.3.2 При наличии внешнего изгибающего момента М допускается устанавливать аппарат на две опорные лапы при условии, что момент действует в плоскости опор.
6.3.3 При п, равном 4, обеспечивающем равномерное распределение нагрузки между всеми опорными лапами (точный монтаж, установка прокладок, подливка бетона и т. д.), вертикальное усилие вычисляют по формуле
М
G _
4 D+2(e1+s + s2y
(21)
6.3.4 Если необходимое число опорных лап превышает 4, рекомендуется применять кольцевую опору.
6.3.5 Горизонтальное усилие, действующее в основании опорной лапы или в основании стойки, в случае приварки к ней опорной лапы вычисляют по формуле
Qi = —■
(22)
6.3.6 Эквивалентное плечо нагрузки е1э в случае приварки опорной лапы к стойке вычисляют по формуле
Qyh
(23)
6.4 Проверка несущей способности обечайки
6.4.1 Несущая способность обечайки в месте приварки опорной лапы без подкладного листа
должна удовлетворять условию
[>;>l(s-c)2
*7е1э
6.4.2 При — < 0,5 значение [FL, полученное по формуле (24), необходимо умножить на
Л1
6.4.3 Коэффициент К7 вычисляют по формулам:
- для конструкции опорной лапы типов А и С (см. рисунок 7)
(24)
0,5 + а'
hU
К7 = exp [(- 5,964 -11,395х -18,984у - 2,41 Зх2 - 7,286ху - 2,042у2 + + 0,1322х3 + 0,4833х2у + 0,8469ху2 +1,428у3) 10“2 ];
(25)
13
- для конструкции опорной лапы типа В (см. рисунок 7)
к7
ехр [(- 26,791 - 6,936х - 36, ЗЗОу - 3,503х2 - 3,357ху + 2,786у2 + + 0,2267х3 + 0,2831х2у + 0,3851ху2 +1,370у3) 10“2]; ехр [(- 5,964 -11,395х -18,984у - 2,413х2 - 7,286ху - 2,042у2 + + 0,1322х3 + 0,4833х2у + 0,8469ху2 +1,428у3) 10“2 ];
(26)
- для конструкции опорной лапы типа D (см. рисунок 7)
К7 = ехр [(- 29,532 - 45,958х - 91,759z -1,801х2 -12,062xz -18,872z2 + + 0,1551х3 +1,617x2z + 3,736xz2 +1,425z3) 10“2 ],
(27)
где х = In
Г °Р \ ^2(s-c) j |
Z = |
6.4.4 Предельное напряжение изгиба [а,] вычисляют по формуле (1).
При этом К] вычисляют при равном 0,3, #2 — п0 формуле (2), где ат, равное ату, — по формуле (5) для конструкций опорных лап типов А, В и С и бт, равное сттх, — по формуле (3) или (4) для конструкции опорных лап типа D.
6.4.5 Несущая способность обечайки в месте приварки опорной лапы с подкладным листом должна удовлетворять условию
[o(.]b3(s-c)2 Кв (е1э + S2 )
(28)
6.4.6 При b 21Ьг < 0,6 значение [F]^ полученное по (0,4 + Ь2/Ь3).
6.4.7 Коэффициент К8 вычисляют по формуле
формуле (28), необходимо умножить на
К8 = min
ехр[(- 49,919-39,119х-107,01у1 -1,693х2 -11,920ху., -39,276у12 + + 0,237х3 +1,608x2^ +2,761ху2 -3,854y13)l0-2]; ехр [(- 5,964 -11,395х -18,984у - 2,413х2 - 7,286ху -
- 2,042у2 + 0,1322х3 + 0,4833х2у + 0,8469ху2 +1,428у3)l0“2],
(29)
где х = In
2(s-c)
;y = |nJ-; у,= InJ-.
р р
6.4.8 Предельное напряжение изгиба [а(] вычисляют по формуле (1).
При этом вычисляют при , равном 0,4; #2 вычисляют по формуле (2), где ат, равное ату, согласно формуле (5).
7 Седловые опоры
7.1 Расчетные модели
7.1.1 Расчетные модели сосудов на седловых опорах приведены на рисунках 8 и 9.
а — сосуд, опирающийся симметрично 6 — сосуд, опирающийся симметрично на две седловые опоры на три или более опоры |
Рисунок 8 — Схемы расположения седловых опор для сосудов аппаратов |
а — цилиндрическая обечайка, не подкрепленная элементами жесткости |
Рисунок 9 — Расчетная схема седловой опоры |
15
7.1.2 Условия применения расчетных формул
Расчетные формулы применимы при выполнении условий:
60° <8., <180°,
s-c
D
< 0,05,
s2> s,
Ак > (s-c)p(s-c).
7.1.3 Расчетная схема определения усилий
В качестве основной расчетной схемы для определения опорных усилий, моментов и поперечных усилий принимают балку переменного кольцевого сечения, шарнирно опертую в местах расположения опор и нагруженную в общем случае распределенными и сосредоточенными усилиями в зависимости от конструкции сосуда. Расчетные усилия и моменты определяют методами строительной механики.
На рисунке 10 представлены возможные расчетные схемы для цилиндрического сосуда постоянного сечения с эллиптическими днищами, симметрично опертого на две, три и более опоры.
<7 |
а — однопролетная балка |
Рисунок 10 — Расчетные схемы эквивалентного сосуда для определения усилий |
Если применяются симметрично расположенные опоры, то нагрузку от массы сосуда и его содержимого принимают распределенной равномерно, даже если одна опора даст большую осадку, чем другая.
Весовые нагрузки для приведенной на рисунке 10а балки вычисляют по формулам:
G
(30)
м0
L + -H 3 |
(31)
Примечание — При определении М0 допускается учитывать только вес жидкости в сосуде без учета собственной массы сосуда.
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 (www.gost.ru)
© Стандартинформ, 2018
В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
7.1.4 Определение реакции опор
Опорное вертикальное усилие F, в общем случае определяется методами технической механики и учитывает суммарную массу сосуда и его содержимого.
Для симметричных схем расположения опор, приведенных на рисунке 10а, опорное вертикальное усилие без учета дополнительных внешних сил определяют по формуле
(32)
7.1.5 Изгибающие моменты и поперечные усилия
Изгибающие моменты следует вычислять в сечениях обечайки над опорами М, и между опорами М(у в сечениях, где они имеют наибольшие значения.
Поперечные усилия следует вычислять в сечениях обечайки над опорами Q,.
В общем случае изгибающие моменты и поперечные усилия определяют методами строительной механики. Если опоры расположены несимметрично (см. рисунок 8с), то поперечные усилия Q, следует определять в сечениях обечайки над опорами по эпюре поперечных усилий с обеих сторон от опоры и выбирать наибольшие.
7.1.5.1 Для схемы балки, приведенной на рисунке 10а:
- опорное усилие вычисляют по формуле
G 2’
f1 = f2
(33)
- изгибающий момент над опорами вычисляют по формуле
М, = м2=^-м0-
- максимальный изгибающий момент между опорами вычисляют по формуле
(34)
42=(W„+fi|--a
(35)
- поперечное усилие в сечении оболочки над опорой вычисляют по формуле
Qi=Q2=—^
L+ Н 3
7.1.5.2 Для схемы, приведенной на рисунке 106:
- изгибающие моменты М1 и Мп над 1-й и n-й опорами вычисляют по формуле
(36)
Af1 = Мп = max
U ■ q4 2 0 8
qe
(37)
- изгибающий момент М, над опорами (/ = 2, 3, ..., п - 1) вычисляют по формуле
ql?
М, = (38)
'8
- поперечное усилие в сечении оболочки над опорами вычисляют по формуле
Qj = 0,5 Fj. (39)
Максимальный момент между опорами для схемы расположения опор, представленной на рисунке 106, определять не требуется.
7.1.6 Проверка несущей способности обечайки в сечении между опорами
Несущую способность обечайки в сечении между опорами [см. точку (7) рисунок 8а] следует проверять при условии
max |/W(yJ > тах{ц}.
(40)
17
Содержание
1 Область применения..................................................................1
2 Нормативные ссылки..................................................................1
3 Обозначения ........................................................................ 2
4 Общие положения....................................................................6
5 Несущие ушки.......................................................................7
6 Опорные лапы......................................................................12
7 Седловые опоры....................................................................14
8 Опорные стойки цилиндрические.......................................................22
9 Опорные пластинчатые стойки.........................................................24
10 Расчет на прочность сварных швов приварки опорных узлов к корпусу сосуда................27
Приложение А (рекомендуемое) Расчет на прочность опор...................................28
IV
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Сосуды и аппараты
НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ
Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок
Vessels and apparatus.
Norms and methods of strength calculation.
Calculation of shells and bottoms under Influence of support loads
Дата введения — 2018—08—01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на сосуды и аппараты, применяемые в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, и устанавливает нормы и методы расчета на прочность и устойчивость сосудов и аппаратов, работающих в условиях статических2) нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом, наружным давлением или без давления, от воздействия локальных нагрузок в местах крепления несущих ушек, опорных лап, седловых опор, опорных стоек и др.
Нормы и методы расчета на прочность применимы при условии, что отклонение от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов не превышают допусков, установленных нормативными документами. Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ 34233.1 и ГОСТ 34233.2.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
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 34233.6-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках
ГОСТ 34283-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность при ветровых, сейсмических и других внешних нагрузках
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
11 Если число циклов повторного статического нагружения и размах нагрузок превышают значения, при которых по ГОСТ 34233.6 не проводят расчет на малоцикповую прочность, необходимо дополнительно к расчету по настоящему стандарту провести проверку сосуда на малоцикповую прочность в местах крепления опор.
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:
Aq — длина опорной плиты седловой опоры в поперечном направлении горизонтального сосуда, мм;
А6 — площадь поперечного сечения фундаментного болта по внутреннему диаметру резьбы, мм3;
Ак — площадь поперечного сечения кольца жесткости, мм3;
Л)п — минимальная площадь горизонтального сечения седловой опоры, а также минимальная площадь поперечного сечения пластины опорной стойки, мм3;
Аш — расчетная площадь углового сварного шва приварки опорного узла и/или подкладного листа. Определяется как произведение длины сварного шва на 0,7 высоты меньшего катета сварного шва, мм3;
/4S — площадь поперечного сечения седловой опоры с учетом подкладного листа и примыкаю
щего участка обечайки аппарата общей длиной 1,1 ^D(s-c), мм3; а — длина выступающей цилиндрической части сосуда, включая отбортовку днища, мм;
В0 — расстояние между фундаментными болтами неподвижной седловой опоры в поперечном направлении горизонтального сосуда, мм; b — ширина седловой опоры, мм;
bQ — длина плиты основания опорной стойки, а также длина несущего ушка на рисунках 5 и 6, мм;
Ь1 — длина несущего ушка в основании, мм;
Ь2 — ширина подкладного листа, мм;
Ь3 — длина подкладного листа, мм;
Ь4 — ширина плиты основания опорной лапы, а также ширина кольца жесткости, мм;
Ь5 — расстояние между ребрами опорной лапы, мм;
£>1 тах — максимальная длина ребра опоры, мм; с — сумма всех прибавок к расчетной толщине стенки, мм;
D — внутренний диаметр цилиндрической обечайки или выпуклого днища, мм;
DK — внутренний диаметр конической обечайки в сечении, соответствующем половине линии контакта опорного узла, мм;
Dp — расчетный диаметр, мм;
d — диаметр окружности фундаментных болтов, мм;
d0 — диаметр окружности, вписанной в шестигранник гайки фундаментного болта, мм; с/1 — диаметр окружности опорных стоек, мм;
d2 — наружный диаметр опорной стойки, мм;
с/3 — диаметр подкладного листа, мм;
с/4 — диаметр опорной окружности (диаметр сечения, проходящего через середину линии кон
такта опоры с днищем), мм; с/е — эффективный диаметр опорной стойки, мм;
Е — модуль упругости материала опоры, МПа;
е — длина свободно выступающей части эквивалентного сосуда, мм;
е1 — расстояние между точкой приложения усилия и обечайкой или подкладным листом, мм;
е2 — расстояние между осью отверстия и средней линией ушка, мм;
е
е
3
4
е
1 э
F
F;
^тах
^min
[F\
И1
[F\2
Из
Hon
He
Ип
*Ф
G
g
H
h
/ii
Ki-K23
К
k<\, k2 L
I
/i
— расстояние между точкой приложения усилия и нейтральной осью кольца жесткости, мм;
— расстояние между стенкой сосуда и нейтральной осью кольца жесткости при пластическом изгибе, мм;
— эквивалентное плечо нагрузки, мм;
— расчетная осевая растягивающая или сжимающая сила (сжимающая сила со знаком минус), действующая на полную площадь сечения обечайки в направлении оси цилиндрической или конической обечайки (без учета нагрузки, возникающей от внутреннего избыточного или наружного давления) в условиях монтажа, эксплуатации или испытания, Н;
— расчетное усилие, действующее на несущее ушко, на опорную лапу или опорную стойку, Н;
— расчетное усилие, действующее на /-ю седловую опору (/= 1,2, ...,nl2, Н;
— распорная нагрузка, действующая в расчетном поперечном сечении седловой опоры вертикальной плоскостью, проходящей через ось аппарата, Н;
— расчетная нормальная сила, действующая по нормали к корпусу аппарата в месте приварки опорного узла, Н;
— максимальная расчетная вертикальная сила, действующая на седловые опоры, Н;
— минимальная расчетная вертикальная сила, действующая на седловые опоры, Н;
— допускаемое осевое усилие из условия устойчивости, Н;
— допускаемое опорное усилие на несущее ушко, допускаемое вертикальное усилие на опорную лапу и опорную цилиндрическую стойку, а также допускаемое нормальное усилие на опорную пластинчатую стойку, Н;
— допускаемое опорное усилие на опору в продольном направлении, Н;
— допускаемое опорное усилие на седловую опору в окружном направлении, Н;
— допускаемое вертикальное сжимающее усилие, действующее на опору, Н;
— допускаемое сжимающее усилие из условий устойчивости в пределах упругости, Н;
— допускаемое сжимающее усилие из условий прочности, Н;
— коэффициент трения между опорой и основанием;
— собственный вес с содержимым в условиях монтажа, эксплуатации или испытания, Н;
— расстояние между средними линиями ребер, мм;
— высота выпуклой части днища по внутренней поверхности без учета цилиндрической отбортовки, мм;
— расстояние от центра тяжести опорной лапы, приваренной к стойке, до верхнего обреза фундамента, мм;
— высота опорной лапы, мм;
— максимальная высота ребра, мм;
— расстояние от оси горизонтального аппарата на седловых опорах до основания, мм;
— минимальный момент инерции горизонтального сечения седловой опоры, а также минимальный момент инерции пластины, мм4;
— коэффициенты;
— скос ребра опорной пластинчатой стойки, мм;
— коэффициенты;
— длина цилиндрической части сосуда, включая длину цилиндрической отбортовки днища, мм;
— длина линии контакта опоры с днищем, мм;
— длина опорной лапы (см. рисунок 7), а также расстояние между седловыми опорами для сосуда, опирающегося симметрично на три и более опоры (см. рисунок 106); мм;
— длина поперечного сечения ребра седловой опоры, мм;
— эффективная несущая длина стенки сосуда, мм;
3
/,- — расстояние между двумя соседними седловыми опорами, мм;
М — расчетный изгибающий момент, действующий на обечайку в сечении, где расположены опорные узлы, в условиях монтажа, эксплуатации или испытания, Нмм;
М0 — расчетный изгибающий момент, действующий на консольную часть обечайки, Н мм;
Мсх — изгибающий момент, действующий на нижнюю часть седловой опоры, Н мм;
Mi — расчетный изгибающий момент над /-й седловой опорой (/=1,2, ..., п/2, ..., л), Н мм;
Mjj — расчетный изгибающий момент между /-й иу-й опорами (/=1,2,..., п/2,..., n,j = /+ 1, ..., п- 1),
Нмм;
Моп — расчетный изгибающий момент относительно оси, перпендикулярной к нормали к корпусу аппарата в месте приварки опорного узла, Н мм;
[М] — допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости, Н мм;
[М]1 — допускаемый изгибающий момент для опорной стойки, Н мм;
[Мт] — допускаемый изгибающий момент для кольца жесткости, Н мм;
N — дополнительная горизонтальная сила, направленная вдоль оси аппарата, например сила
при сейсмическом воздействии или нагрузка, возникающая при монтаже-демонтаже трубного пучка кожухотрубчатого теплообменного аппарата с плавающей головкой или U-образными трубами, Н; п — количество опор;
пб — количество анкерных или фундаментных болтов в каждой опоре;
пу — коэффициент запаса устойчивости [см. ГОСТ 34233.1 (раздел 9)];
р — расчетное внутреннее избыточное или наружное давление (наружное давление со знаком
минус) в условиях эксплуатации или испытания, МПа;
[р] — допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление, МПа;
Q — расчетная поперечная сила, действующая на полную площадь сечения обечайки в на
правлении, перпендикулярном к оси цилиндрической или конической обечайки (без учета нагрузки, возникающей от внутреннего избыточного или наружного давления), в условиях монтажа, эксплуатации или испытания, Н;
Q1 — горизонтальное усилие, действующее в основании опорной лапы или в основании стойки, в случае приварки к ней опорной лапы, Н;
QH — действующая на опору расчетная горизонтальная перерезывающая сила, перпендикулярная к оси аппарата, вызванная ветровой, сейсмической и/или другими внешними нагрузками, Н. В случае аппаратов на седловых опорах сила QH приложена в точке пересечения плоскости опоры с осью аппарата;
Qon — расчетная сдвигающая сила, действующая в плоскости, перпендикулярной к нормали к корпусу аппарата в месте приварки опорного узла, Н;
Q, — максимальная поперечная сила, действующая в сечении над /-й седловой опорой (/ = 1, 2, ..., л/2, ..., л), Н;
[Q] — допускаемое поперечное усилие, Н;
q — распределенная весовая нагрузка для балки, Н/мм;
R — радиус сферической обечайки или сферического сегмента торосферического днища, мм;
г — радиус нейтрального волокна кольца жесткости (см. рисунки 3 и 9), мм;
гт — радиус кривизны срединной поверхности днища у опорной окружности, мм;
s — исполнительная толщина стенки обечайки, мм;
s1 — исполнительная толщина стенки выпуклого днища, мм;
s2 — исполнительная толщина подкладного листа, мм;
s3 — толщина ребра седловой опоры, мм;
s4 — толщина полки кольца жесткости, перпендикулярной к стенке сосуда, мм;
s5 — толщина полки кольца жесткости, параллельной стенке сосуда, мм;
s6 — толщина нижней полки опорной лапы, мм;
s7 — толщина вертикального ребра опорной лапы, мм;
se — эффективная толщина обечайки с кольцом жесткости, мм;
sef — эффективная толщина обечайки с подкладным листом, мм;
t — ширина участка кольца жесткости в месте приварки к стенке обечайки, мм;
— момент упругого сопротивления кольца жесткости при изгибе, мм3;
И/к — момент упругого сопротивления кольца жесткости при кручении, мм3;
И/оп — минимальный момент сопротивления горизонтального сечения седловой опоры, мм3;
И/п — пластический момент сопротивления площади поперечного сечения кольца жесткости с
включением прилегающей к нему части обечайки, мм3;
И/ш — момент сопротивления сечения сварного шва (рассчитывается для сечения, форма и размеры которого совпадают с формой и размерами периметра сварного шва, а ширина равна 0,7 высоты меньшего катета сварного шва), мм3;
И/5 — момент сопротивления поперечного сечения седловой опоры вертикальной плоскостью,
проходящей через ось аппарата, с учетом подкладного листа и примыкающего участка обечайки аппарата общей длиной 1,1 ^D(s-c), мм3; х — расстояние между осью эллиптического днища и серединой опорного узла, мм, а также
параметр для определения коэффициентов К5, К7 и К8; а1 — угол между направлением усилия и нормалью к стенке обечайки, град; а2 — угол наклона меридиональной касательной у опорной окружности, град;
Р — угол между осью опорной стойки и вертикалью, град;
81 — угол охвата седловой опоры, град;
§2 — угол охвата сосуда подкладным листом, град;
Ф — коэффициент прочности сварных швов обечайки, расположенных в области опорного
узла;
Фш — коэффициент прочности сварных швов приварки опорного узла к подкладному листу или корпусу аппарата и подкладного листа к корпусу;
— коэффициент, представляющий отношение местных мембранных напряжений к местным напряжениям изгиба;
— коэффициент, учитывающий степень нагрузки общими мембранными напряжениями;
аб — эквивалентное напряжение в фундаментном болте, МПа;
аи — напряжение изгиба в седловой опоре, МПа;
асж — напряжение сжатия в седловой опоре, МПа;
аш — расчетное нормальное напряжение в сварном шве, МПа;
as — напряжение растяжения в фундаментном болте, МПа;
ат — общие мембранные напряжения, МПа;
атх — общие мембранные меридиональные напряжения, МПа;
ату — общие мембранные кольцевые напряжения, МПа;
[а] — допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа;
[а]б — допускаемое напряжение для фундаментного или анкерного болта, МПа;
[а]к — допускаемое напряжение для материала кольца жесткости, МПа;
[ст/] — предельное напряжение изгиба, МПа;
[а]оп — допускаемое напряжение для материала опорного узла, МПа;
тш — среднее расчетное напряжение сдвига в сварном шве, МПа;
Т( — напряжение сдвига в фундаментном болте, МПа;
%2 — коэффициент.
5
4 Общие положения
4.1 Принцип расчета
При расчете сосудов и аппаратов на прочность в местах крепления опорных узлов проверке подлежат прочность корпуса в месте крепления опорных узлов и прочность сварных швов приварки опорных узлов к корпусу.
Расчетные нагрузки, действующие на сосуд или аппарат в местах крепления опорных узлов, определяют в соответствии с настоящим стандартом и ГОСТ 34233.1.
Для обечайки, нагруженной опорными реакциями в местах крепления несущих ушек, опорных лап или седловых опор, определяют местные допускаемые усилия [F]^ [F]2, [F]3 В основу расчета оболочек, нагруженных локальными усилиями, положено предельное напряжение изгиба, определяемое из условия достижения предельного состояния условной балки-полоски прямоугольного сечения, имеющей единичную ширину и вырезаемой из оболочки двумя параллельными сечениями. Методика определения предельного напряжения изгиба приведена в 4.2.
Для днищ, установленных на опорные стойки, используют решение по определению предельной нагрузки этого узла.
Методики расчета на прочность корпуса в месте крепления несущих ушек, опорных лап, седловых опор, опорных стоек приведены в разделах 5—9.
Методика расчета на прочность сварных швов приварки опорных узлов к корпусу приведена в разделе 10.
Если отношение толщины стенки к расчетному диаметру или другие соотношения размеров элемента сосуда выходят за пределы границ применения расчетных формул, установленных в разделах 5—9, допускается использовать для определения напряженно-деформированного состояния корпуса в месте крепления опорных узлов численные или другие специальные методы расчета. При этом оценку прочности обечаек в местах крепления несущих ушек, опорных лап и седловых опор проводят, исходя из предельного напряжения изгиба или достижения предельного состояния описанной выше условной балки-полоски прямоугольного сечения, имеющей единичную ширину и вырезаемой из оболочки двумя параллельными сечениями.
4.2 Предельное напряжение изгиба
Предельное напряжение изгиба в месте крепления опор вычисляют по формуле, которая ограничивает местные напряжения изгиба в зависимости от местных мембранных напряжений и степени нагрузки общими мембранными напряжениями
1-^2
[о,.] = КгК2[4 (1)
[1,25 — для рабочих условий,
ГЛо = >,
[1,05 — для условий испытания и монтажа;
(2)
[о] — допускаемое напряжение элемента сосуда или аппарата, к которому крепится опора, определяемое по ГОСТ 34233.1 для рабочих условий и для условий испытания и монтажа. Коэффициент , представляющий отношение местных мембранных напряжений к местным из-гибным напряжениям в местах крепления опорных устройств, приведен в 5.4.4, 6.4.4, 6.4.8, 7.1.7.3. Коэффициент #2 вычисляют по формуле
К2[о]ф'
При < 0 принимают -&2 = I ^1 > а знак коэффициента меняют на обратный.
Если расстояние между опорным узлом и ближайшим сварным швом более ^Dp s, то принимают ср равным 1. Общие мембранные напряжения бт определяют в соответствии с 4.3, 5.4.4, 5.4.5, 6.4.4, 6.4.8, 7.1.7.2.
6
1
Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. № 1993-ст ГОСТ Р 52857.5-2007 отменен с 1 августа 2018 г.
2
Издание официальное
3