ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ	ГОСТР
1 |£J Т 1 СТАНДАРТ V J РОССИЙСКОЙ	56296—
ФЕДЕРАЦИИИ	2014

УСТРОЙСТВА ШИБЕРНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНЫЕ ДЛЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Технические требования и оценка прочности

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Красноармейский научно-исследовательский институт механизации» (ОАО «КНИИМ»)

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 декабря 2014 г. № 1968-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «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 (gost.ru)

© Стандартинформ, 2015

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

6.3.2.7 Толщину шибера назначают по графикам рисунка 5, если

а < 40°;

1,25±0,15 < I < 1,60±0,20; 0,80±0,10 < b < 1,60±0,20.

6.3.2.8    Если проектируемый шибер не подпадает ни под одно из выше перечисленных условий, то толщина шибера определяется по формуле, представленной в 8.2.1.

6.3.2.9    Рекомендуется назначать толщину однослойного шибера в интервале 5 < S < 50 мм. Если толщина однослойного шибера не удовлетворяет требованиям безопасности, следует применять трехслойный шибер.

6.3.2.10    Трехслойный шибер состоит из двух металлических облицовочных плит и жесткого наполнителя. Толщина трехслойного шибера, мм, показана на рисунке 6 и составляет

S = S' + S„

где - строительная высота, равная толщине однослойного шибера, определяемого

S согласно 6.3.2.4-6.3.2.7, мм;

S₁ - толщина металлической облицовочной плиты, мм.

(6)

6.3.2.11    Если относительное расстояние от центра заряда до центра шибера находится в диапазоне 2<г|<10 и при взрыве возможно образование осколков (осколочные снаряды или заряды в оболочке), то шибер должен иметь толщину не менее 32 мм.

6.3.2.12    Для плоских шиберных устройств допускается применение разрезных шиберов, состоящих из двух металлических плит, стыкующихся между собой по линии разреза. При этом толщины плит получат умножением значения толщины шибера, выбранного согласно 6.3.2.4-6.3.2.7 на коэффициент 1,2. Остальные основные параметры выбирают так же как и для неразрезного шибера.

6.3.3    Толщина минимального сечения направляющей S₂ показана на рисунке 1 и выбирается согласно графикам рисунка 7, или вычисляется по формуле, представленной в 8.2.2.

6.3.4    Толщина основания плоского ШУ S_oc, м, выбирается равной половине толщины однослойного шибера

(7)

8

ГОСТ P 56296—2014

1 - основание; 2 - болты крепления направляющей; 3 - ролик шибера; 4 - направляющая; 5 -шибер; 6 - уплотнения; 7 - место расположения аппаратчика; 8 - анкерные болты;

9 - силовой привод.

Примечание - Чертеж не предопределяет конструкцию ШУ.

Рисунок 1 - Плоское шиберное устройство

9

ГОСТ P 56296—2014

1 - С_экв=1 кг; 2 - С_экв=5 кг; 3 - С_экв=10 кг; 4 - С_экв=20 кг; 5 - С_экв=40 кг; 6 - С_экв=60 кг

Рисунок 7 - Зависимость толщины минимального сечения направляющих S₂ от расстояния до центра

заряда R

15

ГОСТ P 56296—2014

6.4 Цилиндрическое шиберное устройство

6.4.1 Основные параметры цилиндрического шиберного устройства должны соответствовать параметрам, указанным в таблице 6 и на рисунках 8 и 9.

Таблица 6 - Основные параметры цилиндрического шиберного устройства

Наименование основного параметра Буквен ное обозна чение Значение основного параметра Размеры шибера цилиндрического ШУ: наименьшая ширина, м Dm Dm>1,2b высота, м Н Н > 1,2 1 толщина однослойного или трехслойного шибера, мм S по 6.3.2.4-6.3.2.11 строительная высота, мм S по 6.3.2.10 Толщина каркаса, мм S3 Выбирают согласно 6.4.5 Толщина обечайки, мм s4 Выбирают согласно 6.4.6 Толщина диска, мм S5 Выбирают согласно 6.4.6 Толщина стенки защитного кожуха цилиндрического ШУ с S-образным шибером, мм S6 S6 ^ 5 мм Минимальный диаметр оси, мм d2 Выбирают из условия Dm/d2> 12 Максимальный зазор между каркасом и наружной поверхностью цилиндрического ШУ, мм £ £ < 3 мм

Цилиндрическое шиберное устройство с плоским шибером показано на рисунке 8.

Цилиндрическое шиберное устройство с S-образным шибером показано на рисунке 9.

6.4.2    Толщина шибера S и его исполнение (однослойный или трехслойный) определяется согласно 6.3.2.4-6.3.2.11.

6.4.3    Для установки цилиндрического ШУ в технологическом проеме выполняется выемка профильной цилиндрической формы, повторяющей форму шибера. Местный радиус цилиндрической выемки, м, определяется из условия

+ S₃ + S₄ + s,

где Dj - местная ширина шибера (см. рисунок 8), м.

16

ГОСТ P 56296—2014

1 - каркас; 2 - привод; 3 - узел подвески; 4 - ось; 5 - обечайка; 6 - шибер; 7 - облицовочная плита; 8 - анкерный болт; 9 - уплотнение; 10 - прижим; 11 - диск

Примечание - Направляющие для подачи изделий на чертеже не показаны. Чертеж не предопределяет конструкцию ШУ

Рисунок 8 - Цилиндрическое шиберное устройство с плоским шибером

17

Содержание

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

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

3    Термины и определения .....................................................................................................1

4    Обозначения и сокращения.................................................................................................2

5    Технические требования.....................................................................................................4

6    Основные параметры и размеры шиберных устройств....................................................5

7    Расчет нагрузок, действующих на шиберное устройство

при взрыве заряда ВВ в кабине ..........................................................................................19

8 Расчет на прочность шиберных устройств.......................................................................25

Приложение А (справочное) Примеры расчета шиберных устройств для взрывоопасных производств ...............................................................................................30

ГОСТ P 56296—2014

1 - каркас; 2 - привод: 3 - узел подвески; 4 - ось; 5 - уплотнение; 6 - облицовочная плита; 7 - защитный кожух.

Примечание - Направляющие для подачи изделий на чертеже не показаны. Чертёж не предопределяет конструкцию ШУ.

Рисунок 9 - Цилиндрическое шиберное устройство с S-образным шибером

18

ГОСТ Р 56296-2014

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УСТРОЙСТВА ШИБЕРНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНЫЕ ДЛЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВ Технические требования и оценка прочности

Metal gate devices for explosives facility sites.

Technical requirements and strength assessment

Дата введения — 2015—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на шиберные металлические устройства (ШУ) для взрывоопасных производств, предназначенные для защиты обслуживающего персонала, находящегося в закабинном пространстве, от действия воздушной ударной волны (ВУВ) и осколков корпусов боеприпасов и оборудования при взрыве конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) в кабине.

ШУ устанавливается в технологическом проеме кабины, через который производится загрузка оборудования взрывчатыми материалами и взрывоопасными изделиями для производства опасных и особо опасных операций.

Стандарт устанавливает типы, основные параметры и размеры, методы расчета и технические требования к ШУ.

Положения настоящего стандарта должны применять расположенные на территории Российской Федерации организации, предприятия и другие субъекты научной и хозяйственной деятельности независимо от форм собственности и подчинения.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия

ГОСТ 2850-95 Картон асбестовый. Технические условия

ГОСТ 6636-69 Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные линейные размеры

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 заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    кабина железобетонная монолитная (далее по тексту кабина):    Монолитное

железобетонное сооружение, предназначенное для локализации взрыва и обеспечения безопасности обслуживающего персонала.

3.2    вышибная поверхность: Легкосбрасываемая конструкция, заменяющая одну из стен и/или покрытие кабины, и предназначенная для сброса избыточного давления при аварийном взрыве.

Издание официальное

ГОСТ P 56296—2014

3.3    шиберное устройство: Конструкция, предназначенная для перекрытия технологического проема в стене кабины с целью защиты обслуживающего персонала, находящегося в закабинном пространстве, от действия поражающих факторов взрыва.

3.4    шибер: Основной элемент шиберного устройства, представляющий собой задвижку, перекрывающую технологический проем.

3.5    строительная высота: Расстояние между продольными осями симметрии облицовочных плит для трехслойного шибера.

4 Обозначения и сокращения

ВВ    -    взрывчатое вещество;

ВУВ    -    воздушная ударная волна;

ШУ    -    шиберное устройство;

а - угол падения воздушной ударной волны, образованный между направлением из центра заряда на центр шибера и нормалью к нему, град;

<3|    -    тротиловый эквивалент взрывчатого вещества;

б - единичный прогиб цилиндрического шиберного устройства под приведенной массой, м/кг;

б| - единичный прогиб цилиндрического шиберного устройства под сосредоточенной массой, м/кг;

е - максимальный зазор между каркасом и наружной поверхностью цилиндрического шиберного устройства, мм;

П    -    относительное расстояние;

р    -    плотность материала шибера, кг/м³;

а_т - статический предел текучести материала шибера, Па;

Ттах    -    максимальные касательные напряжения, Па;

[т_т]    -    допустимые касательные напряжения, Па;

т+ - характерное время фазы положительного давления, действующего на шибер, с; ы - частота собственных колебаний цилиндрического шиберного устройства, с'¹; а    -    скорость звука, м/с; для металла а = 5100 м/с;

b    -    высота технологического проема, м;

В    -    высота шибера, м;

С_экв - масса эквивалентного сферического заряда ВВ, кг;

С_р    -    масса расчетного заряда ВВ, кг;

С    -    масса используемого заряда ВВ, кг;

d₁    -    диаметр болтов крепления направляющей, мм;

d₂    -    минимальный диаметр оси, мм;

Dj - местная ширина шибера цилиндрического шиберного устройства, м;

D_m - наименьшая ширина шибера цилиндрического шиберного устройства, м;

Е    -    модуль Юнга, Па;

Fj    -    площадь i-ro поперечного сечения, м²;

F_q    - площадь технологического проема в стене кабины, м²;

F_on    - площадь поперечного сечения оси цилиндрического шиберного устройства, м²;

2

ЛР_Д    -    статическая эквивалентная сосредоточенная нагрузка, Н;

Q - расчетная статическая эквивалентная равномерно распределенная нагрузка, q    -    действующая на шиберное устройство, Па;

кратчайшее расстояние между центром заряда и центром шибера, м;

R    -    расстояние по нормали от центра заряда до шибера, м;

R_n    -    реакция опоры цилиндрического шиберного устройства, Н;

R_on    -    местный радиус цилиндрической выемки в технологическом проеме, м;

П    -    радиус эквивалентного сферического заряда, м;

г₀    -    толщина однослойного или трехслойного шибера, мм;

S    -    строительная высота, мм;

S    -    толщина металлической облицовочной плиты, мм;

51    -    толщина минимального сечения направляющей, мм;

5₂    -    толщина нижней полки направляющей, мм;

5₂    -    толщина каркаса, мм;

5₃    -    толщина обечайки, мм;

5₄    -    толщина диска, мм;

5₅    -    толщина стенки защитного кожуха цилиндрического ШУ с S-образным шибером, мм;

5₆    -    толщина основания, мм;

S_oc    -    время разрушения опоры, с;

t    -    период собственных колебаний цилиндрического шиберного устройства, с;

Т    -    статический момент сечения цилиндрического шиберного устройства, м³;

W    -    приведенное расстояние от центра заряда до центра шибера, м/кг^1/3;

Z

5 Технические требования

5.1    ШУ должно изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

5.2    ШУ должно размещаться на стене кабины с ее внутренней стороны.

5.3    Конструкция ШУ должна исключать возможность проникновения продуктов взрыва и ударной волны через зазоры между элементами устройства.

5.4    Устанавливаются для применения следующие типы ШУ:

-    плоские, рисунок 1;

-    цилиндрические с плоским шибером, рисунок 8;

- цилиндрические с S-образным шибером, рисунок 9.

5.5    Зазоры между направляющей и шибером плоского ШУ должны соответствовать посадке не

Н11

ниже-.

dll

5.6    Зазоры между наружной поверхностью цилиндрического ШУ и каркасом должны быть не более 3 мм. Уплотнение должно обеспечивать плотное прилегание к наружной поверхности цилиндрического ШУ.

5.7    Конструкция цилиндрического ШУ с S-образным шибером должна предусматривать установку внутри кабины защитного металлического кожуха с толщиной стенки не менее 5 мм.

5.8    Конструкция цилиндрического ШУ с S-образным шибером должна включать блокировочное тормозное устройство, препятствующее проворачиванию шибера при аварийной ситуации.

5.9    Конструкция сварных узлов должна обеспечивать равнопрочность основного металла (более тонкого из свариваемых элементов).

ГОСТ P 56296—2014

5.10    Число анкерных болтов должно быть не менее четырех, диаметр которых должен быть не менее 16 мм.

5.11    Элементы шиберных устройств должны изготавливаться из материалов, указанных в таблице 1.

Таблица 1- Материалы для элементов шиберного устройства

Наименование элемента Марка материала Плита шиберная Сталь ВСт 3 сп 5 по ГОСТ 380 или сталь 35 по ГОСТ 1050 Основание Сталь ВСт 3 сп 5 по ГОСТ 380 или сталь 35 по ГОСТ 1050 Направляющие Сталь 45 или сталь 35 по ГОСТ 1050 Болты крепления направляющих Сталь 45 или сталь 35 по ГОСТ 1050 Анкерные болты Сталь 45 или сталь 35 по ГОСТ 1050 Ось устройства шиберного цилиндрического Сталь 45 или сталь 35 по ГОСТ 1050 Обечайки Сталь ВСт 3 сп 5 по ГОСТ 380 или сталь 35 по ГОСТ 1050 Диски Сталь ВСт 3 сп 5 по ГОСТ 380 или сталь 35 по ГОСТ 1050 Жесткий наполнитель трехслойного шибера Картон асбестовый ГОСТ 2850

5.12    Допускается применение других марок конструкционных сталей, имеющих прочностные характеристики не ниже чем у материалов, указанных в таблице 1. Выбор материала должен определяться свойствами транспортируемых через ШУ веществ и условиями технологического процесса.

5.13    Безопасная зона для обслуживающего персонала устанавливается при проектировании технологической линии.

Если загрузка кабины ВВ не превышает 5 кг и кратчайшее расстояние от центра заряда до ШУ не менее 0,5 м, допускается нахождение рабочего места аппаратчика напротив технологического проема на расстоянии не менее 1 м от стены кабины.

В противном случае рабочее место аппаратчика должно быть вне зоны прямого действия генерируемой ударной волны.

6 Основные параметры и размеры шиберных устройств

6.1    Прямоугольный технологический проем

6.1.1    Размеры прямоугольного технологического проема выбираются согласно таблице 2 и ГОСТ 6636

5

ГОСТ Р 56296-2014

6.2 Болты крепления направляющей

6.2.1 Количество болтов для крепления направляющей выбирается согласно таблице 3.

Таблица 3 - Количество болтов для крепления направляющей

Расстояние от центра масс заряда до центра шибера R, м Масса эквивалентного заряда Сэкв, кг 1 5 10 20 40 60 0,5 3 4 4 4 4 - 1,0 3 3 3 4 4 4 1,5 3 3 3 4 4 4 2,0 3 3 3 3 4 4

Примечание - При интерполировании промежуточных значений количества болтов необходимо выбирать большее число болтов крепления._

6.2.2 Диаметр болтов для крепления направляющей выбирается из таблицы 4.

Таблица 4 - Диаметр болтов для крепления направляющей, мм

Расстояние от центра масс заряда до центра шибера R, м Масса эквивалентного заряда СЭКв, кг 1 5 10 20 40 60 0,5 12 16 25 30 40 - 1,0 12 12 12 16 20 25 1,5 12 12 12 16 16 16 2,0 12 12 12 12 12 12

Примечание - При интерполировании промежуточных значений диаметров болтов крепления необходимо выбирать больший диаметр._

6.2.3 Длина болтов для крепления направляющей, м, выбирается из условия

1₆ = 0,8.(S'₂+S_OC).    (1)

6.3 Плоское шиберное устройство

6.3.1 Основные параметры плоского шиберного устройства должны соответствовать параметрам, указанным в таблице 5 и на рисунке 1.

Таблица 5 - Основные параметры плоского шиберного устройства

Наименование основного параметра Буквен -ное обозна -чение Значение основного параметра Размеры шибера для плоского ШУ: высота, м В В=1,4-Ь ширина, м L 1_=1,4-1 толщина однослойного или трехслойного шибера, мм S по 6.3.2.4-6.3.2.7, 6.3.2.10, 8.2.1 строительная высота, мм s' по 6.3.2.10 Толщина минимального сечения направляющей, мм S2 по 6.3.3 и рисунку 6 Толщина нижней полки направляющей, мм s2 S2 > S2 Толщина основания, мм Soc по 6.3.4

6

ГОСТ Р 56296-2014

6.3.2 Толщина шибера S согласно рисунку 1 определяется в зависимости от размеров технологического проема, эквивалентной массы заряда и его расположения относительно шибера. 6.3.2.1 Массу эквивалентного сферического заряда, кг, тротила определяют по формуле

С,„=а,С,    (2)

где Oj - тротиловый эквивалент используемого ВВ;

С - масса используемого ВВ, кг.

При взрыве в кабине нескольких зарядов, приведенную массу заряда, кг, определяют по формуле

с„ = 2>,-с„

где i - номер заряда (i = 1,2, З...п); N - количество зарядов.

В этом случае при расчете ударно-волнового воздействия на шиберное устройство считается, что заряд с приведенной массой ВВ расположен в центре масс системы единовременно детонирующих зарядов.

6.3.2.2 Радиус эквивалентного сферического заряда, м, из тротила с насыпной плотностью определяется по формуле

г₀ =0,062.^7.

Относительное расстояние п от центра заряда до центра шибера вычисляется по формуле

R

л = —,

^го

где R - кратчайшее расстояние между центром заряда и центром шибера, м.

6.3.2.3    Угол падения ВУВ, образованный между направлением из центра заряда на центр шибера и нормалью к нему, показанный на рисунке 1, определяют по формуле

a = arccos—-,    (4)

R

где R_n - расстояние по нормали от центра заряда до шибера, м.

6.3.2.4    Толщину шибера назначают по графикам рисунка 2 если

а < 40°;

0,20±0,05 < I < 0,63±0,10;

0,20±0,05 < b < 0,63±0,10.

6.3.2.5    Толщину шибера назначают по графикам рисунка 3, если

а < 40°;

0,63±0,10< I < 1,00±0,10;

0,32±0,05 < b < 1,00±0,10.

6.3.2.6    Толщину шибера назначают по графикам рисунка 4, если

а < 40°; 1,00±0,10< 1< 1,25±0,15; 0,50±0,05 < b < 1,25±0,15.

7