Купить ГОСТ Р 52857.7-2007 — 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.
Устанавливает нормы и методы расчета на прочность элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов и аппаратов воздушного охлаждения, применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным давлением. Нормы и методы расчета на прочность применимы, если отклонение от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов не превышают допусков, установленных нормативными документами. Стандарт применяется совместно с ГОСТ Р 52857.1.
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Обозначения
4 Общие положения
5 Расчет элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов
6 Расчет элементов аппаратов воздушного охлаждения
Приложение А (обязательное) Определение коэффициентов изменения жесткости K'q и Кр для аппаратов с компенсатором на кожухе, расширителем на кожухе и компенсатором на расширителе
Приложение Б (обязательное) Коэффициенты влияния перфорации на параметры трубной решетки
Приложение В (обязательное) Определение коэффициентов системы кожух - решетка, обечайка - фланец камеры и коэффициента жесткости фланцевого соединения при изгибе
Приложение Г (обязательное) Коэффициенты Т1, Т2, Т3, А и В, используемые в формулах для определения сил и моментов в элементах кожухотрубчатых теплообменных аппаратов
Приложение Д (обязательное) Определение допускаемой амплитуды условных упругих напряжений при работе материала в условиях ползучести
Приложение Е (справочное) Допускаемая нагрузка на вальцовочное соединение трубы с решеткой
Приложение Ж (обязательное) Определение вспомогательных величин для расчета аппаратов воздушного охлаждения
Приложение И (обязательное) Коэффициенты податливости элементов аппаратов воздушного охлаждения
Приложение К (справочное) Расчетные зависимости для определения величин, приведенных в таблицах и на графиках
Дата введения | 01.04.2008 |
---|---|
Добавлен в базу | 01.09.2013 |
Завершение срока действия | 01.08.2018 |
Актуализация | 01.01.2021 |
27.12.2007 | Утвержден | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии | 503-ст |
---|---|---|---|
Разработан | Ростехнадзор | ||
Разработан | ОАО НИИХИММАШ | ||
Разработан | ОАО ВНИИНЕФТЕМАШ | ||
Разработан | ЗАО Петрохим Инжиниринг | ||
Издан | Стандартинформ | 2008 г. |
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
ГОСТ Р 52857.7— 2007
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ
Издание официальное
Москва Стандартинформ 2008 |
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения» (ОАО НИИХИММАШ); Закрытым акционерным обществом «Петрохим Инжиниринг» (ЗАО Петрохим Инжиниринг); Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения» (ОАО ВНИИНЕФТЕМАШ); Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 260 «Оборудование химическое и нефтегазоперерабатывающее»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. № 503-ст
4 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных и европейских стандартов: Директивы 97/23 ЕС Европейского Парламента и Совета от 29 мая 1997 г. по сближению законодательств государств-членов, касающейся оборудования, работающего под давлением; EH 13445-3:2002 «Сосуды, работающие под давлением. ЧастьЗ. Расчет» (EN 13445-3:2002 «Unfired pressure vessel — Part 3: Design»)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок— в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования— на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
© Стандартинформ, 2008
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
190
ГОСТ P 52857.7—2007
5 Расчет элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов
5.1 Расчетные схемы
Основные типы кожухотрубчатых теплообменных аппаратов приведены на рисунках 1—6.
Рисунок 2 — Аппарат с компенсатором на кожухе |
199
8
Толщины трубных решеток теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками, компенсатором или расширителем на кожухе назначаются конструктивно с последующей проверкой по формулам настоящего раздела стандарта.
5.2.1.1 Относительную характеристику беструбного края трубной решетки вычисляют по формуле
(1)
5.2.1.2 Коэффициенты влияния давления на трубную решетку вычисляют по формулам:
- со стороны межтрубного пространства:
(2)
iA-
4а\'
200
- со стороны трубного пространства:
5.2.1.3 Основные характеристики жесткости элементов теплообменного аппарата. Модуль упругости основания (системы труб) вычисляют по формуле
is Ет (п7 Лм) Ау - J
Приведенное отношение жесткости труб к жесткости кожуха вычисляют по формуле
К я. I
Коэффициенты изменения жесткости системы трубы—кожух вычисляют ло формулам:
Кр= 1 +К'„.
Для аппаратов с неподвижными трубными решетками Кр =Kq =0.
Для аппаратов с компенсатором на кожухе, расширителем на кожухе и компенсатором на расширителе Kq и Кр определяют по приложению А.
Коэффициент системы решетка—трубы вычисляют по формуле
Для теплообменных аппаратов с двумя отличающимися друг от друга по толщине или модулю упругости решетками коэффициент р вычисляют по формуле
Безразмерный параметр системы решетка — трубы вычисляют по формуле
to = р аг
(10)
Коэффициенты ослабления трубной решетки (рр, <ре, жесткости перфорированной плиты \р0, а также коэффициенты системы кожух — решетка обечайка—фланец камеры р2 и коэффициенты жесткости фланцевого соединения при изгибе Кф приведены в приложениях Б—Е.
5.2.2 Определение усилий в элементах теплообменного аппарата 5.2.2.1 Приведенное давление р0 вычисляют по формуле
Ро = К ('к - *о) - “т ('т - 'о)} Ку 1 + for - 1 + ™ср + тп (тп + 0,5р Kq)] рт -
- [Лм “ 1 + ™ср + тп (тп + 0,3р Кр)) рм, где тф — коэффициент влияния давления на продольную деформацию труб:
(11)
201 |
(12)
26—1559
10
5.2.2.2 Приведенное отношение жесткости труб к жесткости фланцевого соединения вычисляют по формуле
Куаа
р2кф«,' (13)
5.2.2.3 Коэффициенты, учитывающие влияние беструбного края и поддерживающие влияние труб Ф,, Ф2, Ф3, определяют по таблице 1.
Таблица 1 — Коэффициенты Ф,, Ф2, Ф3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Окончание таблицы 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
5.2.2.4 Значения Ть Т2, Тэ определяют по приложению Ж в зависимости от ю и т„ или вычисляют по формулам:
(14)
(15)
?з —Ф3 мп, (16)
Т1=Ф1[тп+0,5(1+тп^({-1)];
2 4
где t = 1 + 1,4со (т„ - 1). (17)
5.2.2.5 Изгибающий момент и перерезывающую силу, распределенные по краю трубной решетки, вычисляют по формулам:
- для изгибающего момента:
(аЛ Pi(7|+рКд)-Pq7~2
М" ~ U J (г, +РК,)(ТЭ +pi)-7l
- для перерезывающей силы:
где
п -с Pofe + Pl)- PlT2 П ^P^^Pi)-^
Pl~pJ(7{rn'lPM~m2Pr)'
ГТ)? —
1 + p2 ^2 2P| ' 202
(18)
(19)
(20) (21)
(22)
ГОСТ P 52857.7—2007
5.2.2.6 Изгибающий момент и перерезывающие силы, распределенные по периметру перфорированной зоны решетки, вычисляют по формулам:
-для изгибающего момента:
Ms = Mn + (a-a,)Qn, (23)
- для перерезывающей силы:
Qe “ тп Оп- (24)
5.2.2.7 Осевую силу и изгибающий момент, действующие на трубу, вычисляют по формулам:
-для осевой силы:
*Т «?[(* Рм -Лт pT)ai + ФА + Ф2РМ-]: (25)
- для изгибающего момента:
=ДТа,Т^(ф2 °а+ фзРЧ )■ (26)
/пр — вычисляют по формулам, приведенным в 5.2.7.4.
5.2.2.8 Усилия в кожухе вычисляют по формулам:
- усилие, распределенное по периметру кожуха:
Ок ~ 2 Рт Он
- изгибающий момент, распределенный по периметру кожуха:
(27)
(28)
- суммарная осевая сила, действующая на кожух:
F=tcDQk.
(29)
5.2.3 Расчетные напряжения в элементах конструкции
5.2.3.1 Расчетные схемы присоединения решетки к кожуху приведены на рисунках 7—ю.
РисуНОК 7 — решетка, приваренная втавр к обечайке кожуха |
Рисунок 8 — решетка, приваренная встык к обечайке кожуха |
26-
203
12
D„-D Du + D ! Ri = bl- 2 ’ 4 |
*1 ~ а2 *«=1.7 |
*1 = «э
Рисунок 9 — решетка, вваренная во фланец
к Он-О „ Он+Р. ,
2 ' Kl“ 4 ■ Л1 “ sp'
Ь2 = 0; R2 ~ R), = sp; s1p = Sp.
Рисунок 10 — решетка, вваренная в кожух
5.2.3.2 Расчетные напряжения в трубных решетках.
Напряжения в трубной решетке в месте соединения с кожухом вычисляют по формулам:
- изгибные:
°р-| - ( ч2 ■
(S1P”C)
Pl (S1P-C)‘
Напряжения в перфорированной части трубной решетки вычисляют по формулам
- изгибные:
(30)
- касательные:
Тг,1 =
(31)
°Р2=-
6 М„
Vp(sp-c)
(32)
- касательные:
х - lQfll_
112
(33)
где Мтщ,— максимальный расчетный изгибающий момент в перфорированной части трубной решетки. При -1,0 -^^-1.0 Ипах вычисляют по формуле
где Л—коэффициент, определяемый по приложению Г в зависимости от ш и тА:
тА- q .
(34)
(35)
при ^2-<-1,0 и-^>1,0 Мтах вычисляют по формуле
204
ГОСТ P 52857.7—2007
Mmax=S|<\4 <36>
где В — коэффициент, определяемый по приложению Г, в зависимости от ш и пв\
<37>
5.2.3,3 Напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке вычисляют по формулам:
- в меридиональном направлении: мембранные:
(38)
изгибные:
е|ч!
{si-cK)2’
(39)
- в окружном направлении: мембранные:
°Мф =
- Ы'
(S1 ск)
изгибные:
(40)
(41)
5.2.3.4 Напряжения в трубах вычисляют по формулам: - в осевом направлении: мембранные:
суммарные:
| ||||
_ К-5т)тах{|рг|;1рм|;|Рт-ди|} (4Д) 2sT |
- в окружном направлении:
5.2.4 Проверка прочности трубных решеток
5.2.4.1 Проверку статической прочности проводят по формуле
тах{тр1; тр2}<0,8(о]р. (45)
5.2.4.2 Проверку трубной решетки на малоцикловую прочность проводят по ГОСТ Р 52857.6.
В случае, если в расчете должна учитываться ползучесть материала, допускается проводить проверку на малоцикловую прочность по приложению Д.
При проверке трубной решетки на малоцикповую прочность следует принимать:
- в месте соединения с кожухом
Дач = стр1, (46)
Аа2 = Даа = 0, (47)
Ка — см. рисунки 7—10;
14
- в перфорированной части
A<*i = ар2. (48)
Дст2 = До3 = 0, (49)
Ка = 1. (50)
5.2.4.3 Для многоходовых по трубному пространству теплообменных аппаратов прочность трубных решеток в зоне паза под перегородку проверяют по формулам, приведенным в 5.6. При этом следует принимать:
<51)
5.2.5 Проверка жесткости трубных решеток
Проверку проводят в случаях, когда к жесткости трубных решеток предъявляются какие-либо дополнительные требования, например для аппаратов со стекающей пленкой, с перегородками по трубному пространству, если недопустим переток между ходами.
Условие жесткости:
W=-R^\T' ^+т^мп\^ № (52)
Рекомендуемые допустимые величины прогибов трубных решеток [W], мм, в зависимости от диаметра аппарата приведены в таблице 2.
Таблица 2 —Допустимые величины прогибов трубных решеток | ||||||||||
|
5.2.6 Расчет прочности и устойчивости кожуха
Проверку прочности кожуха в месте присоединения к решетке следует проводить только для конструкций, приведенных на рисунках 7, 8 и 10.
5.2.6.1 Условие статической прочности кожуха в месте присоединения к решетке:
1 >3 [гг]к- (53)
5.2.6.2. Проверку кожуха на малоцикповую прочность в месте присоединения к решетке проводят по ГОСТ Р 52857.6. В случае, если в расчете должна учитываться ползучесть материала, допускается проводить проверку на малоцикповую прочность по приложению Д.
При проверке кожуха на малоцикловую прочность следует принимать:
До-| — аш + оих, |
(54) |
Аст2 — Om^ + Сцф,- |
(55) |
о и & < |
(56) |
К„—см. рисунки 7—10.
15
5.2.6.3 Если условие прочности кожуха в месте соединения с решеткой по 5.2.6.1 и 5.2.6.2 не выполняется, можно установить переходный пояс увеличенной толщины длиной не менее 2 .
206
5.2.6.4 В случае, если осевая сила в кожухе F < О, следует провести проверку кожуха на местную устойчивость от действия сжимающей силы F по ГОСТ Р 52857.2.
5.2.7.1 Условие статической прочности труб:
тах{о1т; огЛ^Мт- (57)
5.2.7.2 Проверку труб на малоцикловую прочность проводят по ГОСТ Р 52857.6. В случае, если при расчете должна учитываться ползучесть материала, допускается проводить проверку на малоцикловую прочность по приложению Д.
При проверке труб на малоцикловую прочность следует принимать
До, = а,; (58)
До2 - Да3 = 0; (59)
Ка=1. (60)
5.2.7.3 Проверку труб на устойчивость проводят в случае, если NT < 0. Условие устойчивости:
°1т - <Рт [°]т •
где фт — коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе, определяемый по графику на рисунке 11, в зависимости от X.
Х = КТ |
(62)
где К,. = 1,3 — для рабочих условий;
Кт = 1,126—для условий гидроиспытания; lR~ I—для аппаратов без перегородок;
IR = тах{/2Я;0,7/1/?} —для аппаратов с перегородками.
1,0 1.5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 X Рисунок 11 — коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе |
5.2.7.4 Проверка жесткости труб
Проверку проводят в случаях, когда кжесткости труб предъявляют какие-либо дополнительные требования, например для аппаратов со стекающей пленкой. Проверку жесткости труб проводят только при Л/т< 0.
Прогиб трубы вычисляют по формуле
(63)
где Ау—коэффициент, определяемый по графику, приведенному на рисунке 12, в зависимости от Ху
207
\ _Нг[{лр £ТУТ ’
где /пр = /—для аппаратов без перегородок в кожухе.
. До
/пр = -у — для аппаратов с перегородками.
(64)
Рисунок 12 — Коэффициент для определения максимального прогиба трубы |
Во всех случаях прогиб трубы не должен превышать зазор между трубами в пучке и приводить к их соприкосновению.
5.27.5 Проверка прочности крепления трубы в решетке
Если трубы крепятся в решетке с помощью развальцовки, должно выполняться условие:
(65)
Допускаемая нагрузка на соединение трубы с решеткой [Л/^ определяется на основании испытаний или по нормативным документам.
При отсутствии данных о прочности вальцовочного соединения допускается принимать [N\w по приложению Е.
Если трубы крепятся к решетке способом приварки или приварки с подвальцовкой, должно выполняться условие:
где фс = min (0,5; (0,95 - 0,2 Ig Л/)}.
В случае крепления труб к решетке способом развальцовки с обваркой должно выполняться условие:
(66)
(67)
т 1Ч| К! J
5.3 Теплообменные аппараты с плавающей гЬловкой
5.3.1 Толщина трубной решетки в зоне перфорации должна отвечать условию
Sp> sP + c,
(68)
где
.Р _ °с. П | Рр
“р~ 47 Vvelojp'
(69)
(70)
Ф£—эффективный коэффициент ослабления решетки определяют по приложению Б.
ГОСТ P 52857.7—2007
1 Область применения........................................ 1
2 Нормативные ссылки....................................... 1
3 Обозначения ........................................... 2
4 Общие положения ........................................ 7
5 Расчет элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов................... 8
6 Расчет элементов аппаратов воздушного охлаждения....................... 21
Приложение А (обязательное) Определение коэффициентов изменения жесткости Кр и к'р для
аппаратов с компенсатором на кожухе, расширителем на кожухе и компенсатором на
расширителе.................................... 28
Приложение Б (обязательное) Коэффициенты влияния перфорации на параметры трубной решетки. . 35
Приложение В (обязательное) Определение коэффициентов системы кожух — решетка, обечайка —
фланец камеры и коэффициента жесткости фланцевого соединения при изгибе .... 36
Приложение Г (обязательное) Коэффициенты Ть Т2, Г3, А и В, используемые в формулах для определения сил и моментов в элементах кожухотрубчатых теплообменных аппаратов .... 37
Приложение Д (обязательное) Определение допускаемой амплитуды условных упругих напряжений
при работе материала в условиях ползучести .................... 39
Приложение Е (справочное) Допускаемая нагрузка на вальцовочное соединение трубы с решеткой . . 40
Приложение Ж (обязательное) Определение вспомогательных величин для расчета аппаратов воздушного охлаждения ................................ 41
Приложение И (обязательное) Коэффициенты податливости элементов аппаратов воздушного охлаждения ........................................ 43
Приложение К (справочное) Расчетные зависимости для определения величин, приведенных в таблицах и на графиках .................................. 45
191 III
5.3.2 Расчет элементов плавающей головки (см. рисунок 13). |
Рисунок 13 — Элементы плавающей головки |
5.3.2.1 Усилия, действующие на шпильки, и усилие на прокладке. Проверка прочности шпилек и прокладки
Проверку прочности шпилек и прокладки выполняют по ГОСТ Р 52857.4. Усилия, действующие на шпильки плавающей головки при монтаже Р* и в рабочих условиях р£_ и равнодействующую внутреннего давления Од определяют по ГОСТ Р 52857.4. При этом коэффициенты жесткости фланцевого соединения а и у определяют по ГОСТ Р 52857.4, как для соединения фланца с крышкой, угловая податлив ость фланца (полукольца)Уф принимается равной нулю.
Угловую податливость сферических неотбортованных крышек определяют по ГОСТ Р 52857.4.
Угловую податливость крышек с эллиптическим днищем, отвечающих условию h>jDs^, определяют поГОСТ Р 52857.4, как для плоских фланцев с прямой втулкой.
Угловую податливость крышек с эллиптическим днищем, отвечающих условию h<jDs^, определяют
по ГОСТ Р 52857.4, как для сферической неотбортованной крышки с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны, в вершине эллиптического днища в соответствии с ГОСТ Р 52857.2.
В случае использования привалочной поверхности с шипом шириной Гш и плоской металлической прокладки шириной Ьп эффективную ширину прокладки Ь0 вычисляют по формуле
Ьо-7^. (71)
Средний диаметр плоской прокладки Dc n в случае использования привалочной поверхности с шипом принимается равным полусумме наружного и внутреннего диаметров шипа.
Проверку прочности шпилек и прокладки плавающей головки выполняют по ГОСТ Р 52857.4.
Усилие на прокладке плавающей головки в условиях монтажа равно:
Fn=P$. (72)
Усилие на прокладке плавающей головки в рабочих условиях:
5.3.2.2 Расчет на прочность при действии внутреннего давления крышек плавающих головок со сферическим неотбортованным днищем выполняют по ГОСТ Р 52857.2 (пункт 6.5).
В случае, если условие М< [/И] при расчете на прочность крышек плавающих головок со сферическим неотбортованным днищем по ГОСТ Р 52857.2 не выполняется, допускаемое избыточное давление из условий прочности краевой зоны вычисляют по формуле
г 1 2(s1nn~c)<PMi |[М] + [М]№-М
' <74>
Мкр | |
209 |
где
18
(75)
27—1559
Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation.
Heat-exchangers
Дата введения — 2008—04—01
Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность эпементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов и аппаратов воздушного охлаждения, применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным давлением. Нормы и методы расчета на прочность применимы, если отклонение от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов не превышают допусков, установленных нормативными документами. Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ Р 52857.1.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 52857.2-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ
ГОСТ Р 52857.3-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлении. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер
ГОСТ Р 52857.4-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений
ГОСТ Р 52857.5-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок
ГОСТ Р 52857.6—2007 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 в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован ло состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем поду. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
А — коэффициент для определения максимального изгибающего момента в перфорированной части трубной решетки;
Ав—суммарная площадь сечения болтов (шпилек) по внутреннему диаметру резьбы или нагруженному сечению наименьшего диаметра, мм2;
Лком—коэффициент формы компенсатора;
^pi. ^рг ■— вспомогательные коэффициенты, используемые при расчете теплообменных аппаратов с расширителем на кожухе;
Ау—коэффициент для определения максимального прогиба трубы, мм; а — внутренний радиус кожуха, мм;
ап ■— расстояние от оси пучка до оси наиболее удаленной трубы, мм; аЛ — расстояние от оси кожуха до оси наиболее удаленной трубы, мм;
В—коэффициент для определения максимального изгибающего момента в перфорированной части трубной решетки;
Вп — ширина канавки под прокладку в многоходовом аппарате, мм;
Впер — ширина перегородки в трубном пространстве, мм;
Spi, Вр2 — вспомогательные коэффициенты, используемые при расчете теплообменных аппаратов с расширителем на кожухе;
В0 — внутренний размер камеры аппарата воздушного охлаждения в поперечном направлении, мм;
В-, — ширина зоны решетки камеры аппарата воздушного охлаждения, в пределах которой толщина решетки равна sb мм;
В2 — наружный размер прокладки в поперечном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения по рисункам 15—18, мм;
В3 — расстояние между осями болтов (шпилек) в поперечном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения по рисункам 15 —18, мм;
В4 — наружный размер в поперечном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения по рисункам 15—18, мм;
Вр расчетный поперечный размер решетки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм;
Вт — расчетная ширина перфорированной зоны решетки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм;
— ширина промежуточных пролетов камер (см. рисунки 23, 24), мм;
Ьп — ширина плоской прокладки, мм;
Ь0 — эффективная ширина прокладки, мм; ф — ширина тарелки фланца кожуха, мм;
Ь2— ширина тарелки фланца камеры, мм;
Cf — параметр компенсатора;
с—расчетная прибавка ктолщине трубной решетки, крышке плавающей головки, элементам аппаратов воздушного охлаждения, мм. При назначении величины «с» для трубной решетки и крышки плавающей головки следует учитывать коррозию как со стороны трубного, так и межтрубного пространства; ск— расчетная прибавка ктолщине стенки кожуха, мм;
сп — расчетная прибавка ктолщине перегородки теплообменного аппарата или аппарата воздушного охлаждения, мм. При назначении величины «сп» следует учитывать, что перегородка подвергается двусторонней коррозии;
ср — глубина канавки под прокладку под пробку в задней стенке неразъемной камеры, мм;
D — внутренний диаметр кожуха или плавающей головки, мм;
DB — наименьший диаметр утоненной части решетки, мм;
De—диаметр окружности, вписанной в максимальную беструбную площадь, мм;
DK0M — наружный диаметр компенсатора, мм;
DH— наружный диаметр фланца, мм;
Dp — диаметр сечения полукольца плавающей головки, имеющего наименьшую толщину, мм;
Dc n — средний диаметр прокладки, мм;
D, — внутренний диаметр расширителя, мм;
dE—эффективный диаметр отверстия в трубной решетке или задней стенке, мм;
2
25—1559
193
cL., — внутренний диаметр компенсатора, мм; dni— размер отверстий в f-й перегородке, мм;
dnp—диаметр резьбы пробок в задних стенках камер аппаратов воздушного охлаждения, мм; с/т — наружный диаметр трубы, мм; d0—диаметр отверстия в решетке, мм;
Е— модуль продольной упругости материала крышки камеры аппарата воздушного охлаждения, МПа; Ер— модуль продольной упругости материала решетки, МПа;
Ер1 — модуль продольной упругости материала 1-й решетки, если модули упругости двух трубных решеток отличаются друг от друга, МПа;
Ер2 — модуль продольной упругости материала 2-й решетки, если модули упругости двух трубных решеток отличаются друг от друга, МПа;
Е0 — модуль продольной упругости материала камеры, МПа;
Ек— модуль продольной упругости материала кожуха, МПа;
Еком — модуль продольной упругости материала компенсатора, МПа;
Еп — модуль продольной упругости материала прокладки, МПа;
Ет — модуль продольной упругости материала труб, МПа;
Е! — модуль продольной упругости материала фланца кожуха, МПа;
Е2 — модуль продольной упругости материала фланца камеры, МПа;
F— суммарная осевая сила, действующая на кожух, И;
Еп — усилие на прокладке плавающей головки, Н;
Es — усилие в болтах (шпильках) камеры аппарата воздушного охлаждения в условиях эксплуатации, Н; Е0 — усилие в болтах (шпильках) камеры аппарата воздушного охлаждения в условиях испытания или монтажа, Н;
Е! — усилие от болтовой нагрузки на единицу длины решетки или крышки камеры аппарата воздушного охлаждения, Н/мм;
fn‘— коэффициент, зависящий от соотношения сторон перегородки по трубному пространству; f0 ■— коэффициент, зависящий от соотношения сторон перфорированной зоны решетки аппарата воздушного охлаждения;
f-\ — коэффициент, зависящий от соотношения сторон крышки аппарата воздушного охлаждения;
72 — коэффициент, зависящий от соотношения сторон крышки аппарата воздушного охлаждения;
% — коэффициент, зависящий от соотношения сторон задней стенки камеры аппарата воздушного охлаждения;
U — коэффициент, зависящий от соотношения сторон боковой стенки камеры аппарата воздушного охлаждения;
Н— глубина крышки камеры аппарата воздушного охлаждения (см. рисунки 15—18), мм; h — выступающая часть отбортовки эллиптического днища плавающей головки, мм; h„ — толщина прокладки, мм;
Е1 — толщина тарелки фланца кожуха, мм; h2 — толщина тарелки фланца камеры, мм; i—число труб;
— жесткость компенсатора, Н/мм;
Kq— коэффициент изменения жесткости системы трубы — кожух при действии осевой силы;
Kq —отношение осевого перемещения компенсатора или расширителя при действии растягивающей
силы к осевому перемещению краев корпуса межтрубного пространства без компенсатора и расширителя от действия той же силы;
Кр — коэффициент изменения жесткости системы трубы — кожух при действии давления;
Кр—отношение осевого перемещения компенсатора или расширителя при действии давления к осевому
перемещению краев корпуса межтрубного пространства без компенсатора и расширителя от действия того же давления;
Крас—жесткость расширителя, Н/мм;
К,— модуль упругости основания (системы труб), Н/мм3;
Кз—эффективный коэффициент концентрации напряжения;
Кф — коэффициент жесткости фланцевого соединения при изгибе, Н • мм;
3
Кф1—коэффициент жесткости фланца кожуха при изгибе, Н • мм;
ГОСТ P 52857,7—2007
Кф2 — коэффициент жесткости фланца камеры при изгибе, Н • мм;
К,— коэффициент жесткости втулки фланца кожуха при изгибе, Н • мм;
К2— коэффициент жесткости втулки фланца камеры при изгибе, Н • мм;
Кт— коэффициент условий работы при расчете труб на устойчивость;
/-рас — длина расширителя, мм;
Lp — расчетный размер решетки аппарата воздушного охлаждения в продольном направлении, мм;
*-пер — длина перегородки в трубном пространстве, мм;
L0 — внутренний размер камеры аппарата воздушного охлаждения в продольном направлении, мм;
/-2 — наружный размер прокладки в продольном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения по рисункам 15—18, мм;
/—половина длины трубы теплообменного аппарата или аппарата воздушного охлаждения, мм;
/рр — приведенная длина трубы, используемая при расчете прогиба труб и изгибающего момента, действующего на трубу, мм;
U — глубина развальцовки труб, мм;
/п — расстояние от решетки до перегородки, мм;
/П( — расстояние между отверстиями в /-й перегородке, мм; lR — расчетная длина труб при продольном изгибе, мм;
1Л — плечо изгибающего момента, действующего на решетку аппарата воздушного охлаждения, мм;
/2 — плечо изгибающего момента, действующего на фланец крышки аппарата воздушного охлаждения, мм;
— максимальный пролет трубы между решеткой и перегородкой, мм; l2R—максимальный пролет трубы между перегородками, мм;
Мтах — максимальный изгибающий момент в перфорированной части трубной решетки, Н • мм/мм;
М—расчетный изгибающий момент, действующий на крышку плавающей головки, Н ■ мм;
Мд— изгибающий момент, распределенный по периметру перфорированной части трубной решетки, Н • мм/мм;
А4К — изгибающий момент, распределенный по периметру кожуха, Н • мм/мм;
Мп — изгибающий момент, распределенный по периметру трубной решетки, Н ■ мм/мм;
Мт — изгибающий момент, действующий на трубу, Н • мм;
[Л/f] — допускаемый изгибающий момент для фланца крышки плавающей головки, Н • мм;
[Л4]кр—допускаемый изгибающий момент для днища крышки плавающей головки, Н • мм; m—прокладочный коэффициент;
тА—коэффициент для определения максимальног о изгибающего момента в перфорированной части трубной решетки;
тср — коэффициент влияния давления на продольную деформацию труб; тп — относительная характеристика беструбного края трубной решетки; т-, — коэффициент влияния давления на изгиб 1 -го фланца, мм2; т2 — коэффициент влияния давления на изгиб 2-го фланца, мм2;
JT — момент инерции поперечного сечения трубы, мм4;
N—количество циклов нагружения за расчетный срок службы (если количество циклов не оговорено, рекомендуется принимать N= 2000);
Nr — осевая сила, действующая на трубу, Н;
[/V)mp—допускаемая нагрузка на соединение трубы с решеткой способом развальцовки, Н; лком—число линз (волн) компенсатора;
лв—коэффициент для определения максимального изгибающего момента в перфорированной части трубной решетки;
р — расчетное давление в камере аппарата воздушного охлаждения, МПа;
Рпр — пробное давление при испытании в камере аппарата воздушного охлаждения, МПа; рм — расчетное давление в межтрубном пространстве, МПа; р7 — расчетное давление в трубном пространстве, МПа;
рр — расчетное давление, действующее на решетку кожухотрубчатого теплообменного аппарата, МПа.
Принимается равным максимально возможному перепаду давлений, действующих на решетку; р0 — приведенное давление на решетку, МПа;
Pi —приведенное давление на фланцы, МПа;
4
[р7] —допускаемое избыточное давление из условий прочности краевой зоны сферического неотбортован-ного днища, МПа;
195
Р6 — усилие в шпильках плавающей головки, Н;
Pg — усилие в шпильках плавающей головки в условиях монтажа, Н;
рр — усилие в шпильках плавающей головки в рабочих условиях, Н;
Qa — перерезывающая сила, распределенная по периметру перфорированной зоны решетки, Н/мм;
Од — равнодействующая давления, действующего на крышку плавающей головки, Н;
О*—усилие, распределенное по периметру кожуха, Н/мм;
Qn — перерезывающая сила, распределенная по краю трубной решетки, Н/мм;
[q]—допускаемая нагрузка на единицу площади сечения трубного пучка из условия прочности труб, МПа; [q)s —допускаемая нагрузка на единицу площади сечения трубного пучка из условия прочности крепления трубы в решетке, МПа;
R—радиус гиба в углу крышки камеры аппарата воздушного охлаждения (см. рисунки 16—18);
7?! — радиус центра тяжести тарелки фланца кожуха, мм;
R2 — радиус центра тяжести тарелки фланца камеры, мм; гком—радиус гиба при вершине волны компенсатора, мм; sK — толщина стенки кожуха, мм; s„—толщина трубной решетки в сечении канавки, мм; s3—эквивалентная толщина втулки фланца, мм; sp —толщина трубной решетки, мм;
s1p—толщина 1-й решетки, если две трубные решетки отличаются друг от друга, мм; s2p—толщина 2-й решетки, если две трубные решетки отличаются друг от друга, мм; spr — толщина трубной решетки в месте уплотнения под кольцевую прокладку, мм;
s£ — расчетная толщина трубной решетки, мм;
sT — толщина стенки трубы, мм;
Si — толщина стенки кожуха в месте соединения с трубной решеткой или с фланцем, мм; s2 — толщина стенки камеры в месте соединения с трубной решеткой или с фланцем, мм; s1p — толщина решетки в зоне кольцевой канавки, мм; snep — толщина перегородки по трубному пространству, мм;
Sinn — толщина донышка плавающей головки, мм;
$1Л—толщина трубной решетки камеры аппарата воздушного охлаждения в пределах зоны перфорации, мм;
—толщина трубной решетки камеры аппарата воздушного охлаждения в месте уплотнения, мм; s3y4 — толщина трубной решетки камеры аппарата воздушного охлаждения вне зоны уплотнения, мм; s44— толщина донышка крышки для камер по рисункам 15—18, толщина задней стенки для камер по рисункам 19—23, мм;
sSA — толщина стенки крышки в месте присоединения к фланцу—для камер по рисункам 15—17, толщина верхней и нижней стенок—для камер ло рисункам 20—23, мм. Для камер по рисункам 18—19:
S5A = S4/T
s^—толщина фланца крышки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм; s7A — толщина боковой стенки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм; sn/ — толщина /-й перегородки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм;
Т— общая толщина полукцльца, мм;
Гш — ширина шипа, мм;
Т-\, Т2, Т3 — коэффициенты, учитывающие влияние беструбного края и поддерживающие влияние труб; t—безразмерный параметр;
Ц — шаг расположения отверстий в решетке аппарата воздушного охлаждения в продольном направлении, мм;
?2 — шаг расположения отверстий в решетке аппарата воздушного охлаждения в поперечном направлении, мм;
/п— расстояние между осями рядов отверстий, расположенных с двух сторон от паза, мм; tp — шаг расположения отверстий в решетке, мм; tK— средняя температура стенки кожуха, °С;
?т — средняя температура стенок труб, “С;
196
/0 — температура сборки аппарата, °С (t0 ~ 20 °С);
W—максимальный прогиб трубной решетки, мм;
[Щ — допустимый прогиб трубной решетки, мм;
У— прогиб трубы, мм;
Хком, Уком — безразмерные параметры формы волны компенсатора;
уР — угловая податливость крышки от действия внутреннего давления, 1/ Н • мм2;
уЧ — угловая податливость крышки от действия болтового изгибающего момента, 1/Н ■ мм;
урр —угловая податливость решетки от действия внутреннего давления, 1/Н ■ мм2;
умр — угловая податливость решетки от действия болтового изгибающего момента, 1/Н ■ мм;
у6 — линейная податливость шпилек (болтов), мм/Н; уп — линейная податливость прокладки, мм/Н;
Уф — угловая податливость фланца (полукольца) плавающей головки, 1/Н • мм; г — число рядов труб в поперечном направлении;
а — коэффициент жесткости фланцевого соединения плавающей головки при нагружении внутренним давлением;
а* — коэффициент линейного расширения материала кожуха при температуре /к, 1/°С; ат — коэффициент линейного расширения материала труб при температуре fT, 1/ °С;
Р — коэффициент системы решетка — трубы, 1 /мм;
Р0 — угол наклона стенки расширителя (см. рис. 6)...
3, — коэффициент системы кожух — решетка, 1/мм;
р2 — коэффициент системы обечайка —фланец камеры, 1/мм;
pY — расчетный коэффициент, зависящий от соотношения размеров фланца крышки плавающей головки; Ршм — отношение внутреннего диаметра компенсатора к наружному диаметру;
Рр — отношение диаметра кожуха к диаметру расширителя;
Р„ — коэффициент формы днища крышки плавающей головки; у — жесткость фланцевого соединения плавающей головки, Н/мм;
8 — высота сварного шва в месте приварки трубы к решетке, мм;
8К0М — толщина стенки компенсатора, мм;
8р — толщина стенки расширителя, мм;
Дсц — размах первых главных напряжений, МПа;
До2—размах вторых главных напряжений, МПа;
До3—размах третьих главных напряжений, МПа;
Ар — перепад давлений между ходами по трубному пространству, МПа; ц — относительная характеристика площади решетки аппарата воздушного охлаждения; цм, Пт — коэффициенты влияния давления на трубную решетку со стороны межтрубного и трубного пространства;
1]р—коэффициент податливости фланцевого соединения крышки и решетки аппарата воздушного охлаждения;
Л^р — безразмерная характеристика нагружения крышки аппарата воздушного охлаждения болтовым изгибающим моментом;
Лр — безразмерная характеристика нагружения решетки аппарата воздушного охлаждения болтовым изгибающим моментом;
Я—параметр, используемый при расчете на продольный изгиб;
Яр — относительная ширина беструбного края решетки аппарата воздушного охлаждения;
Яу— параметр, используемый при расчете прогиба трубы;
Р — приведенное отношение жесткости труб к жесткости кожуха; р, — приведенное отношение жесткости труб к жесткости фланцевого соединения; ар1 — изгибные напряжения в трубной решетке в месте соединения с кожухом, МПа; стр2— изгибные напряжения в перфорированной части трубной решетки, МПа;
аМх — мембранные напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке в меридиональном направлении, МПа;
6
пиж — изгибные напряжения в кожухе вместе присоединения к решетке в меридиональном направлении, МПа;
197
oM(j) — мембранные напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке в окружном направлении, МПа; <3^— изгибные напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке в окружном направлении, МПа;
0., —суммарные напряжения в трубах в осевом направлении, МПа;
01т — мембранные напряжения в трубах в осевом направлении, МПа;
02т —мембранные напряжения в трубах в окружном направлении, МПа;
[а]—допускаемое напряжение для материала камеры аппарата воздушного охлаждения, МПа;
[Од] — допускаемая амплитуда упругих напряжений, МПа;
[о]к—допускаемое напряжение для материала кожуха теплообменного аппарата или крышки аппарата воздушного охлаждения, МПа;
[а] р—допускаемое напряжение для материала решетки теплообменного аппарата или аппарата воздушного охлаждения, МПа;
[о]л—допускаемое напряжение для материала перегородки, МПа;
[о]т — допускаемое напряжение для материала труб, МПа;
\a\t —допускаемое напряжение для фланца крышки плавающей головки, МПа; loli —допускаемое напряжение для днища крышки плавающей головки, МПа;
[a]s —допускаемое напряжение для болтов (шпилек) при затяжке, МПа;
[a]g —допускаемое напряжение для болтов (шпилек) в рабочих условиях, МПа; tp1 — касательные напряжения в трубной решетке в месте соединения с кожухом, МПа;
Тр2 — касательные напряжения в перфорированной части трубной решетки, МПа; т—напряжения среза в шве приварки трубы к решетке, МПа;
D — относительная характеристика площади сечения трубы аппарата воздушного охлаждения;
Ф1( Ф2, Фэ—коэффициенты, учитывающие поддерживающее влияние труб;
Ф—коэффициент прочности сварного шва;
— коэффициенты формы крышек камер аппаратов воздушного охлаждения (см. рисунки 15—18);
Фс—коэффициент прочности шва приварки трубы к решетке;
фр — коэффициент ослабления решеток кожухотрубчатых теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками и компенсатором на кожухе; ф£—эффективный коэффициент ослабления решеток кожухотрубчатых теплообменных аппаратов с плавающей головкой и (/-образными трубами и решетки и задней стенки камер аппаратов воздушного охлаждения;
фГ — коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе;
Х«р> Хс—коэффициент сопротивления фланцевой части крышки аппарата воздушного охлаждения;
Ч'кр — безразмерная характеристика нагружения крышки аппарата воздушного охлаждения давлением, действующим на ее фланцевую часть;
Ч'р—- безразмерная характеристика нагружения решетки аппарата воздушного охлаждения давлением, действующим на беструбную зону;
\у — угол между касательной к сферическому сегменту в краевой зоне днища крышки плавающей головки и вертикальной осью, град.;
Ф0—коэффициент жесткости перфорированной плиты;
£2 — коэффициент несущей способности трубного пучка аппарата воздушного охлаждения; со — безразмерный параметр системы решетка — трубы.
В настоящем стандарте рассмотрены следующие конструкции кожухотрубчатых теплообменных аппаратов; с неподвижными трубными решетками, компенсатором на кожухе, аппараты с плавающей головкой, U-образными трубами, а также аппараты воздушного охлаждения с камерами разъемной и неразъемной конструкции.
Стандарт позволяет определять допускаемые нагрузки при поверочном расчете и исполнительные размеры элементов аппаратов при проектировании.
198