Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

35 страниц

Купить ГОСТ 34233.1-2017 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

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.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Устанавливает нормы и методы расчета на прочность сосудов и аппаратов из углеродистых и легированных сталей, сплавов на железоникелевой основе, цветных металлов (алюминия, меди, титана и их сплавов), применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным давлением, под действием осевых и поперечных усилий и изгибающих моментов, инерционных нагрузок и пр., а также устанавливает значения коэффициентов запаса прочности и устойчивости, допускаемых напряжений и коэффициентов прочности сварных швов. Нормы и методы расчета на прочность применимы, если свойства материалов, требования к конструкции, изготовлению и контролю сосудов и аппаратов отвечают требованиям ГОСТ 34347. Если отклонения от геометрической формы, неточности или качество изготовления, характеристики материала отличаются от требований нормативных технических документов, то при расчете на прочность эти отступления должны быть учтены корректировкой коэффициентов запаса и допускаемых напряжений, а также использованием иных методов расчета.

  Скачать PDF

Информация бюро по стандартам МГС о дополнительном присоединении страны Казахстан (КZ, Госстандарт Республики Казахстан); ИУС 3-2018

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Обозначения

4 Общие положения

5 Расчетная температура и температурные напряжения

6 Рабочее, расчетное и пробное давление

7 Расчетные усилия и моменты

8 Допускаемые напряжения и коэффициенты запаса прочности

9 Коэффициенты запаса устойчивости

10 Модули продольной упругости и коэффициенты линейного расширения материалов

11 Коэффициенты прочности сварных и паяных швов

12 Прибавка к расчетным толщинам конструктивных элементов

Приложение А (обязательное) Допускаемые напряжения для рабочих условий

Приложение Б (справочное) Расчетные механические характеристики материалов

Приложение В (справочное) Расчетные значения модуля продольной упругости

Приложение Г (справочное) Коэффициенты линейного расширения

Приложение Д (обязательное) Коэффициенты прочности сварных и паяных швов

Показать даты введения Admin

Нормативные ссылки

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

Сосуды и аппараты НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ Общие требования

(ISO 16528-1:2007, NEQ)

(ISO 16528-2:2007, NEQ)

Издание официальное

ГОСТ 34233.1 — 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 Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 523 «Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа»; Акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения» (АО «НИИХИММАШ»); Закрытым акционерным обществом «ПЕТРОХИМ ИНЖИНИРИНГ» (ЗАО «ПХИ»); Акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения» (АО «ВНИИНЕФТЕМАШ»); Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-техническое предприятие ЦЕНТРХИММАШ» (ООО «НТП ЦЕНТРХИММАШ»)

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 июля 2017 г. № 101-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004—97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Россия

RU

Росстандарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

Украина

UA

Минэкономразвития Украины

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. № 1989-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34233.1-2017 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    Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 52857.1-20071

7    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4.5.4    Для обеспечения единого подхода и удобства расчета коэффициенты запаса прочности по отношению к предельным нагрузкам отнесены к прочностным характеристикам используемого материала и учитываются при назначении допускаемых напряжений.

4.5.5    При расчете на устойчивость допускаемые нагрузки определяют по нижним критическим напряжениям.

4.5.6    Численное моделирование конструкции проводят, когда конструктивные особенности или особенности нагружения не позволяют рассчитать ее с помощью расчетных формул ГОСТ 34233.2 — ГОСТ 34233.11, когда те или иные параметры конструкции выходят за пределы применения расчетных формул ГОСТ 34233.2ГОСТ 34233.11 или в ГОСТ 34233.2ГОСТ 34233.11 содержатся прямые указания на возможность выполнения альтернативного расчета численными методами, при этом следует руководствоваться дополнительными требованиями, содержащимися в ГОСТ 34233.2 — ГОСТ 34233.11.

4.5.7    Численное моделирование конструкции может осуществляться с использованием следующих моделей поведения материала: условно упругого и упругопластического.

4.5.7.1    Условный упругий расчет проводят с оценкой по категориям напряжений.

Критерии оценки результатов условного упругого расчета приведены в 8.10.

4.5.7.2    Упругопластический расчет проводят с учетом физической и в случае необходимости геометрической нелинейности. Этот метод позволяет получить более точную оценку прочности, устойчивости и работоспособности конструкции, но существенно сложнее условного упругого расчета.

4.5.8    Допускается также при анализе конструкций, отсутствующих в ГОСТ 34233.2ГОСТ 34233.11 или выходящих за пределы применения расчетных формул ГОСТ 34233.2ГОСТ 34233.11, использовать методы и подходы, аналогичные используемым в соответствующих стандартах и перечисленные в 4.5.1.

5 Расчетная температура и температурные напряжения

5.1    Расчетную температуру используют для определения прочностных характеристик материала и допускаемых напряжений, а также при расчете на прочность с учетом температурных воздействий.

5.2    Расчетную температуру стенки определяют на основе теплотехнических расчетов или результатов испытаний, а также на основании опыта эксплуатации аналогичных сосудов.

За расчетную температуру стенки сосуда или аппарата принимают наибольшую температуру стенки элемента с учетом температурных условий, ожидаемых в процессе эксплуатации. При рабочей температуре среды ниже 20 °С за расчетную температуру при определении допускаемых напряжений принимают температуру 20 °С. Минимальные температуры стенки элементов сосудов и аппаратов, находящихся под давлением, используют при выборе материалов для того, чтобы избежать возникновения условий, при которых возможно хрупкое разрушение.

5.3    Если невозможно провести тепловые расчеты или измерения и если во время эксплуатации температура стенки повышается до температуры среды, соприкасающейся со стенкой, то за расчетную температуру следует принимать наибольшую температуру среды, но не ниже 20 °С.

При обогреве открытым пламенем, отработанными газами или электронагревателями расчетную температуру принимают равной температуре среды, увеличенной на 20 °С при закрытом обогреве и на 50 °С — при прямом обогреве, если нет более точных данных.

5.4    Если сосуд или аппарат эксплуатируется при нескольких различных режимах нагружения или разные элементы аппарата работают в разных условиях, для каждого режима допускается определять свою расчетную температуру.

5.5    Расчет с учетом температурных напряжений следует выполнять в случаях, указанных в ГОСТ 34233.2ГОСТ 34233.4, ГОСТ 34233.6ГОСТ 34233.11, и при выполнении расчетов в соответствии с 8.10.

5.6    При расчете напряжений, вызванных стесненностью температурных деформаций, используют возможные при эксплуатации значения температур различных элементов, приводящие к возникновению наибольших температурных напряжений или наиболее неблагоприятного сочетания различных напряжений. Эти температуры могут отличаться от расчетных температур, используемых при определении допускаемых напряжений.

5.7    Напряжения, вызванные стесненностью температурных деформаций, представляют особую опасность при значительном числе теплосмен. При относительно высоких скоростях нагрева и/или

6

ГОСТ 34233.1-2017

охлаждения элементов сосуда или аппарата температуры, используемые при расчете напряжений, вызванных стесненностью температурных деформаций, следует определять, исходя из результатов решения задачи нестационарной теплопроводности, учитывающей влияние на распределение температур скорости нагрева — охлаждения.

6 Рабочее, расчетное и пробное давление

6.1    Под рабочим давлением для сосуда и аппарата следует понимать максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана или других предохранительных устройств.

6.2    Под расчетным давлением в рабочих условиях следует понимать давление, на которое проводят расчет на прочность.

Расчетное давление для сосуда или аппарата принимают (назначают), как правило, равным рабочему давлению или выше.

При назначении расчетного давления необходимо учитывать нестабильность перерабатываемых сред и технологического процесса.

Необходимость превышения расчетного давления над рабочим определяют с учетом назначения сосуда или аппарата, условий его эксплуатации и наличия предохранительных устройств.

Если на сосуде или подводящем трубопроводе к сосуду установлено предохранительное устройство, ограничивающее давление в сосуде, то при определении расчетного давления не учитывают кратковременное превышение рабочего давления в пределах 10 %.

Если в сосуде или аппарате имеется два или более герметично разделенных пространств, значения расчетного давления назначаются для каждого из пространств в отдельности.

При проектировании сосуда или изменении параметров эксплуатации при реконструкции расчетное давление для сосуда или аппарата должно либо задаваться заказчиком, либо определяться организацией, выполняющей расчет сосуда.

В случае, если сосуд или аппарат работает в двух или более режимах, расчетное давление назначается для каждого режима в отдельности.

6.3    Для каждого элемента сосуда или аппарата при расчетах используют свое значение расчетного давления, которое должно учитывать:

-    внутреннее избыточное/наружное давление;

-    гидростатическое давление от среды, содержащейся в сосуде;

-    инерционные нагрузки при движении или сейсмических воздействиях.

Гидростатическое давление от среды, содержащейся в сосуде, учитывают при назначении расчетного давления для элемента сосуда в случае, если оно равно или более 5 % расчетного давления для сосуда.

Для элементов сосуда или аппарата, разделяющих пространства с разными давлениями (например, в аппаратах с обогревающими рубашками), за расчетное давление следует принимать либо каждое давление в отдельности, либо давление, которое требует большей толщины стенки рассчитываемого элемента. Если обеспечивается одновременное действие давлений, то допускается проводить расчет на разность давлений. Разность давлений принимается в качестве расчетного давления также для таких элементов, которые отделяют пространства с внутренним избыточным давлением от пространства с абсолютным давлением меньшим, чем атмосферное. Если отсутствуют точные данные о разности между абсолютным давлением и атмосферным, то абсолютное давление принимают равным нулю.

6.4    Под пробным давлением в сосуде или аппарате следует понимать давление, при котором проводят испытание сосуда или аппарата.

Для сосуда или аппарата, работающего в двух или более режимах, значение пробного давления принимается наибольшим из определенных для каждого режима.

6.5    Под расчетным давлением в условиях испытаний для элементов сосудов или аппаратов следует принимать давление, которому они подвергаются во время пробного испытания, включая гидростатическое давление. Гидростатическое давление от среды, содержащейся в сосуде, учитывают при назначении расчетного давления для элемента сосуда в случае, если оно равно или более 5 % пробного давления.

7 Расчетные усилия и моменты

За расчетные усилия и моменты принимают действующие для соответствующего состояния нагружения (например, при эксплуатации, испытании или монтаже) внутренние усилия и моменты, возникающие в результате действия собственной массы сосуда и аппарата, массы рабочей среды, инерционных нагрузок, нагрузок от реакции опор и присоединенных трубопроводов, сейсмических, ветровых и других внешних нагрузок.

Расчетные усилия и моменты от ветровых, сейсмических и других внешних нагрузок определяют по ГОСТ 34283.


8 Допускаемые напряжения и коэффициенты запаса прочности

8.1 Допускаемое напряжение [а] при расчете по предельным нагрузкам сосудов и аппаратов, работающих при статических однократных нагрузках, вычисляют по формулам:

- для углеродистых, низколегированных марганцовистых и марганцево-кремнистых, легированных хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых, ферритных, аустенитно-ферритных, мартенситных сталей и сплавов на железоникелевой основе:


Г п    .    \Relt    Rp0,2/f    Rmlt    Rm/10n/f    Rp1,0/10n/f

Ы = r|-min<-или-;-;-;-

лт    nT    n„    n„    nn


(1)


для аустенитной хромоникелевой стали, алюминия, меди и их сплавов:


[сг] = г) min


Rp1,0/f Rmlt RmlWnlt Rp1,0/10n/f


(2)


Предел ползучести используют для определения допускаемого напряжения, когда отсутствуют данные по пределу длительной прочности или когда по условиям эксплуатации необходимо ограничивать деформацию (перемещения).

При отсутствии данных об условном пределе текучести при 1%-ном остаточном удлинении используют значение условного предела текучести при 0,2%-ном остаточном удлинении.

При отсутствии данных о пределе текучести и длительной прочности допускаемое напряжение для алюминия, меди и их сплавов вычисляют по формуле


м=-


лтП


(3)


Допускаемые напряжения для титановых сплавов вычисляют по формуле

Rmlt


н=


(4)


пЕ


Для условий испытания сосудов из углеродистых, низколегированных, ферритных, аустенитноферритных, мартенситных сталей и сплавов на железоникелевой основе допускаемое напряжение вычисляют по формуле


г п    Re/20    Rp02/20

[ст] = Т|4- или


(5)


Для условий испытаний сосудов из аустенитных сталей допускаемое напряжение вычисляют по формуле


[а\ = ц


^1,0/20


(6)



При отсутствии данных об условном пределе текучести при растяжении, обуславливающем остаточное удлинение в 1,0 %, используют значение условного предела текучести при 0,2%-ном остаточном удлинении.

Для условий испытаний сосудов из алюминия, меди и их сплавов допускаемое напряжение вычисляют по формуле


Г п I 0,2/20    Яр1,0/20

[ст] = Г|<|- или


(7)


Если допускаемое напряжение для рабочих условий определяют по формуле (3), то для сосудов из алюминия, меди и их сплавов допускаемое напряжение для условий испытания вычисляют по формуле


о =■


777/20


(8)


Для условий испытаний сосудов из титановых сплавов допускаемое напряжение вычисляют по формуле


777/20


а = ■


(9)


8.2 Коэффициенты запаса прочности должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 1.


Таблица1 — Коэффициенты запаса прочности материалов

Коэффициенты запаса прочности

Условия

нагружения

сталей,сплавов на железоникелевой основе, алюминия, меди и их сплавов [формулы (1), (2), (5), (6), (7)]

алюминия, меди и их сплавов [форму-лы (3), (8)]

алюминиевых литейных сплавов [форму-лы (3), (8)]

титанового листового проката и прокатных труб [форму-лы (4), (9)]

титановых прутков и поковок [форму-лы (4), (9)]

пт

пв

пп

пвп

пвп

^ВТ

^вт

Рабочие условия

1,5

2,4

1,5

1,0

3,5

7,0

2,6

3,0

Условия испытания:

- гидравлические

1,1

1,8

3,5

1,8

1,8

- пневматические

1,2

2,0

3,5

2,0

2,0

Условия монтажа

1,1

1,8

3,5

1,8

1,8

* Для аустенитной хромоникелевой стали, алюминия, меди и их сплавов в формуле (2) пв = 3,0.


Если допускаемое напряжение для сталей аустенитного класса вычисляют по условному пределу текучести при остаточном удлинении 0,2 %, коэффициент запаса прочности пт по условному пределу текучести Rp02/fдля рабочих условий допускается принимать равным 1,3.

8.3    Поправочный коэффициент г| к допускаемым напряжениям должен быть равен единице, за исключением стальных отливок, для которых коэффициент г| имеет следующие значения: 0,8 — для отливок, подвергающихся индивидуальному контролю неразрушающими методами и 0,7 — для остальных отливок.

8.4    Расчет на прочность цилиндрических обечаек и конических элементов, выпуклых и плоских днищ и крышек, фланцев для условий испытания проводить не требуется, если расчетное давление в условиях испытания будет меньше, чем расчетное давление в рабочих условиях, умноженное на 1,35 [<т]20/[о] .


9


8.5    Для материалов, широко используемых в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, допускаемые напряжения для рабочих условий при г|, равном 1, приведены в приложении А.

8.6    Допускаемые напряжения для материалов, не приведенных в приложении А, определяют по 8.1. Расчетные механические характеристики, необходимые для определения допускаемых напряжений, определяют при нормальной температуре по соответствующим стандартам или техническим условиям, а при повышенных температурах— после проведения испытаний представительного числа образцов, обеспечивающих гарантированные значения прочностных характеристик материала.

Для импортных материалов, применяемых для изготовления сосудов, работающих под давлением, коэффициенты запаса при выборе допускаемых напряжений должны быть не ниже значений, указанных в таблице 1.

8.7    Для стальных элементов сосудов и аппаратов, работающих в условиях ползучести при разных за весь период эксплуатации расчетных температурах, давлениях и других нагрузках, следует выполнять расчет на каждое из возможных в течение эксплуатации в условиях ползучести сочетание нагрузок и определять для этого сочетания нагрузок расчетное допускаемое время эксплуатации [Г]..

Т,

т


(10)


< 1.


1


При этом должно соблюдаться условие

При определении величины [Т]. следует использовать допускаемые напряжения, определенные в соответствии с 8.1—8.3 на базе длительных характеристик материала: предела длительной прочности и/или предела ползучести. Величины предела длительной прочности и/или предела ползучести для расчетного ресурса менее 105ч и более 2-105 ч, а также при температурах, для которых в приложении А отсутствуют значения допускаемых напряжений, зависящих от расчетного ресурса, определяют на основе справочных данных или результатов испытаний, выполненных в соответствии с требованиями 8.6.

В случае непрерывного изменения температур в процессе эксплуатации этапы эксплуатации при разной температуре стенки рекомендуется принимать по интервалам температуры, не превышающим 10 °С.

8.8 Допускаемое напряжение для сосудов из двухслойных сталей вычисляют по формуле

Hl(S°CH -С) + Н2(5пл ~с) (soch -c) + (s™ “с)

где [ст]1 и |aj2 — допускаемые напряжения соответственно основного металла и коррозионно-стойкого слоя, определяемые по приложению А.

Учитывая допуск на толщину коррозионно-стойкого слоя при определении допускаемого напряжения по формуле (11), толщина коррозионно-стойкого слоя принимается минимальной, если [а] < [<т]2. Если [ст] > [а] то толщина коррозионно-стойкого слоя принимается максимальной.

Разрешается допускаемое напряжение определять по основному слою. В этом случае прибавка на коррозию принимается равной толщине коррозионно-стойкого слоя.

8.9    Сосуды и аппараты, работающие при малоцикловых нагрузках, дополнительно рассчитываются по ГОСТ 34233.6.

8.10    Для элементов сосудов и аппаратов, рассчитываемых по условным упругим напряжениям, оценку следует проводить по приведенным значениям напряжений в критических сечениях, которые разбивают по категориям на общие и местные напряжения:

ат — общие мембранные напряжения;

ат L — местные мембранные напряжения;

аи — общие изгибные напряжения;

аи L — местные изгибные напряжения;

(Tt — общие температурные напряжения;

(Tt L — местные температурные напряжения.

Приведенные напряжения в критических расчетных сечениях сосудов и аппаратов из стали, алюминия, меди и их сплавов определяют в соответствии с теорией максимальных касательных напряжений, за исключением сосудов из титана и титановых сплавов, для которых используется критерий

10

ГОСТ 34233.1-2017

Мизеса — Хилла для трансверсально-изотропных материалов, у которых механические свойства изотропны в плоскости слоя и анизотропны по толщине. Допускается определять приведенные напряжения для оболочечных конструкций из титана и титановых сплавов так же, как для стали. При этом влияние анизотропии учитывают при оценке несущей способности введением повышенного значения запаса прочности в соответствии с 8.2.

Условия статической прочности при расчетных температурах ниже температур, при которых допускаемые напряжения устанавливают по пределам длительной прочности или ползучести, выполняются, если

[4

(12)

(стт ИЛИ сттХ)+сти<[ст]м,

(<гт или <гт L) + CTM +<ги L +CTt +CTt.l<[g]r

гдеНм =15Н; Hr =%]■

Условия статической прочности при расчетных температурах, при которых допускаемые напряжения устанавливают по пределам длительной прочности или ползучести, выполняются, если

[4

(стт или (Jm L) + 0,8сти < [cj]m ,    (13)

(Gm или Gm.L) + °.8(GM+GM.L+Gt+Gt.i) ^ HR.

где Нм =H; Hr =1>4Н-

В формулах (12), (13) используются линеаризованные по сечению значения приведенных напряжений.

При чистом сдвиге должны выполняться следующие требования:

-    для средних по сечению сдвигающих напряжений:

тср <0,5[ст],    О4)

-    для максимальных сдвигающих напряжений:

ттах-0’8Н'    О8)

8.11 Расчетные механические характеристики материалов приведены в приложении Б.

9    Коэффициенты запаса устойчивости

Коэффициент запаса устойчивости пу при расчете сосудов и аппаратов на устойчивость по нижним критическим напряжениям в пределах упругости следует принимать:

-    пу = 2,4 — для рабочих условий;

-    пу = 1,8 — для условий испытания и монтажа.

10    Модули продольной упругости и коэффициенты линейного расширения материалов

10.1    Расчетные значения модулей продольной упругости материалов приведены в приложении В.

10.2    Расчетные значения коэффициентов линейного расширения приведены в приложении Г.

11

11    Коэффициенты прочности сварных и паяных швов

При расчете на прочность сварных элементов сосудов допускаемые напряжения умножают на коэффициент прочности сварных (паяных) швов ср, зависящий от типа шва и от объема неразрушающего контроля соединения сварного (паяного) соединения.

Числовые значения этих коэффициентов приведены в приложении Д.

Для бесшовных элементов сосудов коэффициент ср равен 1.

12    Прибавки к расчетным толщинам конструктивных элементов

12.1    При расчете сосудов и аппаратов необходимо учитывать прибавки с к расчетным толщинам элементов сосудов и аппаратов.

Исполнительную толщину стенки элемента сосуда вычисляют по формуле

s>sp+c,    (16)

где sp — расчетная толщина стенки элемента сосуда.

Сумму прибавок к расчетным толщинам вычисляют по формуле

с = с1 + с2 + с3.    (17)

Если в расчете рассматривается несколько элементов, отличающихся материалами, способом изготовления или толщинами, то сумма прибавок к расчетным толщинам стенок определяется для каждого элемента в отдельности.

При поверочном расчете прибавку вычитают из значений исполнительной толщины стенки.

Если известна фактическая толщина стенки, то при поверочном расчете можно не учитывать с2 и с3.

Элементы сосудов и аппаратов, определяющие их прочность, отбраковывают, если фактическая толщина стенки обечаек корпуса, штуцеров, крышек, заглушек и др. уменьшилась до значений, определенных расчетами по действующим методикам (ГОСТ 34233.2ГОСТ 34233.11 и др.) без учета прибавки на коррозию.

12.2    Обоснование всех прибавок к расчетным толщинам должно быть приведено в технической документации.

12.3    Прибавка к расчетной толщине для компенсации коррозии (эрозии) назначается с учетом условий эксплуатации, расчетного срока службы, скорости коррозии (эрозии).

При двухстороннем контакте с коррозионной и/или эрозионной средой прибавка с1 должна быть соответственно увеличена.

12.4    Технологическая прибавка с3 предусматривает компенсацию утонения стенки элемента сосуда при технологических операциях: вытяжке, штамповке, термической обработке, гибке труб и т. д. В зависимости от принятой технологии эту прибавку следует учитывать при разработке рабочих чертежей.

Прибавки с2 и с3 учитывают, если их суммарное значение превышает 5 % номинальной толщины листа.

Технологическая прибавка не включает в себя округление расчетной толщины до стандартной толщины листа.

При расчете эллиптических днищ, изготовляемых штамповкой, технологическую прибавку для компенсации утонения в зоне отбортовки не учитывают, если ее значение не превышает 15 % исполнительной толщины листа.


Приложение А (обязательное)

Допускаемые напряжения для рабочих условий


Таблица А.1 — Допускаемые напряжения для углеродистых, низколегированных марганцовистых и марганцевокремнистых сталей


Расчетная температура стенки сосуда или аппарата,

°с

Допускаемое напряжение [ст], МПа, для сталей марок

СтЗ

09Г2С, 16ГС

20, 20К

10

10Г2, 09Г2

17ГС, 17Г1С, 10Г2С1

Толщина, мм

до 20

СВ.

20

до 32

СВ.

32

до 160

Расчетный ресурс, ч

105

2 ■ 105

ю5

2-105

105

2-105

ю5

2-105

105

2-105

105

2-105

105

2-105

105

2 ■ 105

20

154

140

196

183

147

130

180

183

100

149

134

177

160

142

125

160

160

150

145

131

171

154

139

122

154

154

200

142

126

165

148

136

118

148

148

250

131

120

162

145

132

112

145

145

300

115

108

151

134

119

100

134

134

350

105

98

140

123

106

88

123

123

375

93

93

133

116

98

82

108

116

400

85

68

85

68

122

105

92

74

77

61

92

78

105

410

81

65

81

65

104

104

86

69

75

60

86

73

104

420

75

60

75

60

92

92

80

64

72

57

80

68

92

430

71*

сл

-vl

*

71*

СЛ

-vl

*

86

73

86

73

75

60

68

54

75

64

86

73

440

78

66

78

66

67

53

60

48

67

57

78

66

450

71

53

71

53

61

49

53

42

61

46

71

53

460

64

48

64

48

55

44

47

37

55

41

64

48

470

56

42

56

42

49

39

42

33

49

37

56

42

475

53

40

53

40

46

36

37

29

46

34

53

40

* Для расчетной температуры стенки 425 °С.


Примечания

1    При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как при 20 °С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.

2    Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,5 МПа в сторону меньшего значения.

3    Для стали марки 20 при Re/20 < 220 МПа допускаемые напряжения, указанные в настоящей таблице, умножают на отношение Rel20 / 220.

4    Для стали марки 10Г2 при Rp0 2120 < 270 МПа допускаемые напряжения, указанные в настоящей таблице, умножают на отношение Я?р0 2120 / 270.

5    Для труб из стали марки 09Г2С допускаемые напряжения независимо от толщины принимают равными указанным в графе, соответствующей толщине свыше 32 мм.

6    Для поковок из стали марки 09Г2С категории прочности 245 по ГОСТ 8479 допускаемые напряжения принимают равными указанным в графе, соответствующей толщине свыше 32 мм, умноженными на 0,9.

7    Для стали марок 09Г2С, 16ГС классов прочности 265 и 295 по ГОСТ 19281 допускаемые напряжения независимо от толщины листа принимают равными указанным в графе, соответствующей толщине свыше 32 мм.

8    Выше черты приведены значения допускаемых напряжений, не зависящих от расчетного ресурса. Расчетный ресурс работы в условиях ползучести определяют по условиям нагружения и продолжительности работы сосуда при ползучести.

9    Для снижения температурного предела применения на 20 °С (но не ниже минус 70 °С) допускаемые напряжения уменьшают в 1,35 раза при условии проведения термообработки сосуда, при отсутствии термообработки сосуда допускаемые напряжения уменьшают в 2,85 раза.


13


Таблица А.2 — Допускаемые напряжения для теплоустойчивых хромомолибденовых сталей

Допускаемое напряжение [а], МПа, для сталей марок

Расчетная

температура

12ХМ

12МХ

15ХМ

15Х5М

15Х5М-У

10Х2М1А-А

стенки сосуда

или аппарата,

Расчетный ресурс,

ч

105

2-105

105

2-105

105

2-105

105

2-105

105

2-105

105

2-105

20

147

147

155

146

240

204

100

146,5

146,5

153

141

235

190

150

146

146

152,5

138

230

180

200

145

145

152

134

225

175

250

145

145

152

127

220

170

300

141

141

147

120

210

168

350

137

137

142

114

200

165

375

135

135

140

110

180

163

400

132

132

137

105

170

160

410

130

130

136

103

160

159

420

129

129

135

101

150

158

430

127

127

134

99

140

119

156

440

126

126

132

96

135

115

155

450

126

126

132

96

130

110

154

460

126

126

132

96

126

107

140

470

117

117

122

89

75

122

104

130

480

114

114

117

86

73

118

100

120

107

490

105

89

105

89

107

91

83

70

114

97

104

93

500

96

72

96

72

99

74

79

59

108

81

88

78

510

82

61

82

61

84

63

72

54

97

73

80

71

520

69

52

69

52

74

55

66

50

85

64

70

62

530

60

45

57

43

67

50

60

45

72

54

60

53

540

50

37

47

35

57

43

54

40

58

43

52

45

550

41

31

49

37

47

35

52

39

45

38

560

33

25

41

31

40

30

45

34

38

33

570

35

26

40

30

32

27

580

30

22

34

25

27

23

590

28

21

30

22

24

20

600

25

19

25

19

19

16

610

20

15

20

15

17

620

18

13

18

13

14

630

17

12

17

12

11

640

16

11

16

11

10

650

14

10

14

10

9


Примечания

1    При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как при 20 °С при условии допустимого применения материала при данной температуре.

2    Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,5 МПа в сторону меньшего значения.

3    Выше черты приведены значения допускаемых напряжений, не зависящих от расчетного ресурса. Расчетный ресурс работы в условиях ползучести определяют по условиям нагружения и продолжительности

работы сосуда при ползучести.


Таблица А.З — Допускаемые напряжения для жаропрочных, жаростойких и коррозионно-стойких сталей аустенитного класса


Допускаемое напряжение [а], МПа, для сталей марок

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата,

°С

03X21 Н21М4ГБ

03X18Н11

03X17H14M3

08X18Н1 ОТ, 08X18H12T, 08X17H13M2T, 08X17H15M3T

12X18Н10Т, 12X18H12T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T

10Х14Г14H4T

Расчетный ресурс, ч

105

2 ■ 105

105

2-105

20

180

160

153

168

184

167

100

173

133

140

156

174

153

150

171

125

130

148

168

146

200

171

120

120

140

160

137

250

167

115

113

132

154

130

300

149

112

103

123

148

123

350

143

108

101

113

144

118

375

141

107

90

108

140

115

400

140

107

87

103

137

113

410

107

83

102

136

112

420

107

82

101

135

111

430

107

81

100,5

134

110

440

107

81

100

133

109

450

107

80

99

132

108

460

98

131

470

97,5

130

480

97

129

490

96

128

500

95

127

510

94

126

520

79

125

530

79

71

124

111

540

78

70

111

100

550

76

68

111

99

560

73

66

101

91

570

69

62

97

87

580

65

58

90

81

590

61

55

81

73

600

57

46

74

59

610

68

54

620

62

50

630

57

45

640

52

41

650

48

38

660

45

36

670

42

33

680

38

30

690

34

27

700

30

24


Примечания

1    При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как и при 20 °С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.

2    Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют интерполяцией двух ближайших значений, указанных в таблице, с округлением результатов до 0,5 МПа в сторону меньшего значения.

ЗДля поковок из стали марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10X17H13M3T допускаемые напряжения, приведенные в настоящей таблице, при температурах до 550 °С умножают на 0,83.


15


ГОСТ 34233.1-2017

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

Окончание таблицы А.З

4    Для сортового проката из стали марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10X17H13M3T допускаемые напряжения, приведенные в настоящей таблице, при температурах до 550 °С умножают на отношение Яро,2/2о/240.

5    Для поковок и сортового проката из стали марки 08Х18Н10Т допускаемые напряжения, приведенные в настоящей таблице, при температурах до 550 °С умножают на 0,95.

6    Для поковок из стали марки 03X17H14M3 допускаемые напряжения, приведенные в настоящей таблице, умножают на 0,9.

7    Для поковок из стали марки 03Х18Н11 допускаемые напряжения, приведенные в настоящей таблице, умножают на 0,9; для сортового проката из стали марки 03Х18Н11 допускаемые напряжения умножают на 0,8.

8    Для труб из стали марки 03X21Н21М4ГБ допускаемые напряжения, приведенные в настоящей таблице, умножают на 0,88.

9    Для поковок из стали марки 03X21Н21М4ГБ допускаемые напряжения, приведенные в настоящей таблице, умножают на отношение Яро,2/2о/250.

10    Выше черты приведены значения допускаемых напряжений, не зависящих от расчетного ресурса. Расчетный ресурс работы в условиях ползучести определяется по условиям нагружения и по продолжительности работы сосуда при ползучести.

* Предел текучести материала сортового проката Rp0 2/2о по ГОСТ 5949.

** Предел текучести материала поковок Rp0 2/2о по ГОСТ 25054.


Таблица А.4 — Допускаемые напряжения для жаропрочных, жаростойких и коррозионно-стойких сталей аустенитного и аустенитно-ферритного класса и сплавов на железоникелевой основе


Расчетная температура стенки сосуда или аппарата,

°С

Допускаемое напряжение [а], МПа, для сталей и сплавов марок

08X18Г8Н2Т

07X1ЗАГ20

02Х8Н22С6

15Х18Н12С4ТЮ

06ХН28МДТ,

03ХН28МДТ

08X22H6T, 08X21H6M2T

20

230

233

133

233

147

233

100

206

173

106,5

220

138

200

150

190

153

100

206,5

130

193

200

175

133

90

200

124

188,5

250

160

127

83

186,5

117

166,5

300

144

120

76,5

180

110

160

350

113

107

375

110

105

400

107

103


Примечания

1    При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как и при 20 °С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.

2    Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют интерполяцией двух ближайших значений, указанных в настоящей таблице, с округлением до 0,5 МПа в сторону меньшего значения.


Содержание

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

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

3    Обозначения........................................................................2

4    Общие положения...................................................................3

5    Расчетная температура и температурные    напряжения.....................................6

6    Рабочее, расчетное и пробное давление.................................................7

7    Расчетные усилия и моменты..........................................................8

8    Допускаемые напряжения и коэффициенты запаса    прочности...............................8

9    Коэффициенты запаса устойчивости...................................................11

10    Модули продольной упругости и коэффициенты линейного расширения материалов..........11

11    Коэффициенты прочности сварных и паяных швов......................................12

12    Прибавка к расчетным толщинам конструктивных элементов..............................12

Приложение А (обязательное) Допускаемые напряжения для рабочих условий .................13

Приложение Б (справочное) Расчетные механические характеристики материалов..............18

Приложение В (справочное) Расчетные значения модуля продольной упругости.................25

Приложение Г (справочное) Коэффициенты линейного расширения...........................26

Приложение Д (обязательное) Коэффициенты прочности сварных и паяных швов...............27

IV

Введение

Настоящий стандарт разработан с целью соблюдений требований безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением, и устранения противоречий в техническом содержании стандартов, имеющих одинаковую область распространения.

В настоящем стандарте реализованы основные положения следующих нормативных документов: Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 032/2013 «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением»; Директивы 2014/68/ЕС Европейского Парламента и Совета от 15 мая 2014 г. по сближению законодательств государств-членов, касающейся оборудования, работающего под давлением; ЕН 13445-3:2014 «Сосуды, работающие под давлением. Часть 3. Расчет» (EN 13445-3:2014 «Unfired pressure vessel — Part 3: Design»).

V

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Сосуды и аппараты НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ Общие требования

Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. General requirements

Дата введения — 2018—08—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность сосудов и аппаратов из углеродистых и легированных сталей, сплавов на железоникелевой основе, цветных металлов (алюминия, меди, титана и их сплавов), применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным давлением, под действием осевых и поперечных усилий и изгибающих моментов, инерционных нагрузок и пр., а также устанавливает значения коэффициентов запаса прочности и устойчивости, допускаемых напряжений и коэффициентов прочности сварных швов.

Нормы и методы расчета на прочность применимы, если свойства материалов, требования к конструкции, изготовлению и контролю сосудов и аппаратов отвечают требованиям ГОСТ 34347.

Если отклонения от геометрической формы, неточности или качество изготовления, характеристики материала отличаются от требований нормативных технических документов, то при расчете на прочность эти отступления должны быть учтены корректировкой коэффициентов запаса и допускаемых напряжений, а также использованием иных методов расчета.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 5949-75 Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия

ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 19281-2014 Прокат повышенной прочности. Общие технические условия ГОСТ 25054-81 Поковки из коррозионно-стойких сталей и сплавов. Общие технические условия 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 34233.3-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер

ГОСТ 34233.4-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений

Издание официальное

ГОСТ 34233.5-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок

ГОСТ 34233.6-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках

ГОСТ 34233.7-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Теплообменные аппараты

ГОСТ 34233.8-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты с рубашками

ГОСТ 34233.9-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Аппараты колонного типа

ГОСТ 34233.10-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты, работающие с сероводородными средами

ГОСТ 34233.11-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некругло-сти обечаек

ГОСТ 34233.12-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Требования к форме представления расчетов на прочность, выполняемых на ЭВМ

ГОСТ 34283-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность при ветровых, сейсмических и других внешних нагрузках

ГОСТ 34347-2017 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия

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 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: с    —    сумма прибавок к расчетным толщинам, мм;

с1    —    прибавка для компенсации коррозии и эрозии, мм;

с2    —    прибавка для компенсации минусового допуска, мм;

с3    —    прибавка для компенсации утонения стенки при технологических операциях, мм;

Е    —    модуль продольной упругости при расчетной температуре, МПа;

пв    —    коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению разрыву (запас по преде

лу прочности);

пт    —    коэффициент    запаса прочности по пределу текучести;

пд    —    коэффициент    запаса прочности по пределу длительной прочности;

пп    —    коэффициент    запаса прочности по пределу ползучести;

пу    —    коэффициент    запаса устойчивости;

пвп    —    коэффициент    запаса по пределу прочности для алюминия, меди и их сплавов;

пвт    —    коэффициент    запаса по пределу прочности для титана и его сплавов;

р    —    расчетное давление для элемента сосуда или аппарата, МПа;

Re/t    —    минимальный предел текучести при расчетной температуре, МПа;

Re/2o    —    минимальный предел текучести при температуре 20 °С, МПа;

Rpо 2it    — минимальный условный предел текучести при остаточном удлинении 0,2 % при расчетной

температуре, МПа;

Rp0 2/2o    —    минимальный условный предел текучести при остаточном удлинении 0,2 % при темпера

туре 20 °С, МПа;

Rp1 о it    — минимальный условный предел текучести при остаточном удлинении 1,0 % при расчетной

температуре, МПа;

2


Rp/\,0/20

Rmlt Rml20 Rml 10 nlt Rp'\,m Qnlt S

SOCH

srm

SP

ъ

PI,

t

a

Л

am

am.L

аи .L

CTt.L


О


12


О


120


О


м


IR


Tmax

Ф


—    минимальный условный предел текучести при остаточном удлинении 1,0 % при температуре 20 °С, МПа;

—    минимальное значение временного сопротивления разрыву (предел прочности) при расчетной температуре, МПа;

—    минимальное значение временного сопротивления разрыву при температуре 20 °С, МПа;

—    среднее значение предела длительной прочности при растяжении для ресурса 10лч при расчетной температуре, МПа;

—    средний 1,0%-ный предел ползучести при растяжении за 10лч при расчетной температуре, МПа;

—    исполнительная толщина стенки элемента сосуда, мм;

—    толщина основного слоя двухслойной стали, мм;

—    толщина коррозионно-стойкого слоя двухслойной стали, мм;

—    расчетная толщина стенки элемента сосуда, мм;

—    длительность этапов эксплуатации в условиях ползучести при /-м сочетании температур и нагрузок (/=1,2, ..., л), ч;

—    расчетное допустимое время эксплуатации при /-м сочетании температур и нагрузок (/=1,2, ..., л), ч;

—    расчетная температура стенки элемента сосуда, °С;

—    коэффициент линейного расширения материала, 1/°С;

—    поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям стальных отливок;

—    общие мембранные напряжения, МПа;

—    местные мембранные напряжения, МПа;

—    общие изгибные напряжения, МПа;

—    местные изгибные напряжения, МПа;

—    общие температурные напряжения, МПа;

—    местные температурные напряжения, МПа;

—    допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа;

—    допускаемое напряжение основного металла для элементов из двухслойной стали при расчетной температуре, МПа;

—    допускаемое напряжение коррозионно-стойкого слоя для элементов из двухслойной стали при расчетной температуре, МПа;

—    допускаемое напряжение при температуре 20 °С с коэффициентами запаса прочности для рабочих условий, МПа;

—    допускаемое условно-упругое напряжение при расчетной температуре для оценки напряжений, определяемых по суммам составляющих общих или местных мембранных и общих изгибных напряжений, МПа;

—    допускаемое значение суммарных мембранных (общих или местных), изгибных (общих и местных) и температурных напряжений, МПа;

—    средние по сечению сдвигающие напряжения, МПа;

—    максимальные сдвигающие напряжения, МПа;

—    коэффициент прочности сварных и паяных швов.


4 Общие положения

4.1 Расчет на прочность необходимо проводить для всех прогнозируемых состояний сосудов и аппаратов, работающих под давлением, возникающих во время их эксплуатации, испытания, транспортирования, монтажа. При этом следует учитывать все нагрузки и внешние факторы, которые могут оказать влияние на прочность и устойчивость конструкции, а также учитывать вероятность их одновременного воздействия.

В частности, при определении расчетных параметров для каждого элемента сосуда или аппарата необходимо учитывать при условии их наличия следующие нагрузки и факторы:

-    внутреннее и/или наружное давление;

-    температуры окружающей среды и рабочие температуры;

-    разность температур в переходных состояниях или разность коэффициентов линейного расширения;


3


-    нагрузки от массы сосуда и его содержимого в рабочих условиях и условиях испытания;

-    нагрузки при транспортировании и монтаже сосуда;

-    инерционные нагрузки при движении, остановках и колебаниях элементов сосудов и аппаратов;

-    нагрузки от ветровых и сейсмических воздействий;

-    реактивные усилия (противодействия), которые передаются от опор, креплений, трубопроводов и т. д.;

-    ударные нагрузки от воздействия газожидкостной смеси или иных причин;

-    разность температур в переходных состояниях и/или разность коэффициентов линейного расширения;

-    нагрузки от стесненности температурных деформаций;

-    изменения давления и температуры как в процессе нормальной эксплуатации, так и при возможных нарушениях режима работы;

-    ползучесть металла;

-    усталость при переменных нагрузках;

-    вибрацию;

-    резонанс;

-    коррозию и эрозию;

-    старение металла, охрупчивание под действием среды и другие механизмы деградации материала.

4.2 При проектировании сосудов и аппаратов и выполнении расчетов на прочность необходимо учитывать все возможные предельные состояния, которые могут привести к выходу конструкции из строя и/или потере работоспособности.

4.2.1    К основным предельным состояниям при статическом нагружении, независящим от времени эксплуатации,относятся:

а)    недопустимая общая пластическая деформация, разрушение, связанное с образованием трещин при значительной общей пластической деформации, пластическая потеря устойчивости, пластическое разрушение из-за чрезмерных местных деформаций;

б)    упругая или упругопластическая потеря устойчивости конструкции в целом или ее отдельных частей;

в)    значительная упругая или пластическая деформация, приводящая к потере герметичности разъемных соединений или к потере работоспособности конструкции при эксплуатации;

г)    хрупкое разрушение.

4.2.2    К основным предельным состояниям при статическом нагружении, зависящим от времени эксплуатации,относятся:

а)    разрушение при ползучести, связанное с деградацией свойств материала и исчерпанием запаса длительной прочности;

б)    значительная деформация, вызванная ползучестью, приводящая к потере герметичности разъемных соединений или к потере работоспособности конструкции при эксплуатации;

в)    потеря устойчивости при ползучести;

г)    коррозия и/или эрозия;

д)    сероводородное коррозионное растрескивание под напряжением, водородное растрескивание

и т. д.

4.2.3    К основным предельным состояниям при повторно-статическом и циклическом нагружениях относятся:

а)    накопление местных пластических деформаций при повторно-статическом нагружении, приводящее к образованию трещин при значительном уровне местных пластических деформаций и сравнительно небольшом числе циклов;

б)    малоцикловая усталость, приводящая к образованию усталостных трещин при местных упругопластических деформациях;

в)    усталость, приводящая к образованию усталостных трещин при номинальных упругих деформациях;

г)    совместное воздействие усталости и ползучести;

д)    усталость, в условиях воздействия сред, вызывающих коррозионное растрескивание под напряжением, сероводородное коррозионное растрескивание и т. д.;

е)    прогрессирующая пластическая деформация при циклическом нагружении, приводящая к недопустимым изменениям формы конструкции и потере работоспособности.

4

ГОСТ 34233.1-2017

4.3    В качестве критерия прочности, позволяющего использовать прочностные характеристики, полученные при одноосном растяжении, для анализа прочности элементов конструкции, находящихся в двух- или трехосном напряженно-деформированном состоянии, в ГОСТ 34233.1ГОСТ 34233.11 используется критерий прочности по теории максимальных касательных напряжений, за исключением сосудов из титана и титановых сплавов, для которых используется критерий прочности Мизеса — Хилла. В настоящем стандарте учет этого критерия для трансверсально-изотропных материалов осуществляют корректировкой коэффициентов запаса прочности. Применение этих критериев обязательно в любых расчетах, использующих коэффициенты запаса и допускаемые напряжения по ГОСТ 34233.1.

4.4    Нормы и методы расчета на прочность, приведенные в ГОСТ 34233.1ГОСТ 34233.11, учитывают основные виды нагружения и основные, наиболее часто встречающиеся предельные состояния, которые могут привести к выходу конструкции из строя и/или потере работоспособности. При этом при соблюдении требований к материалам, конструкции, изготовлению и контролю, приведенных в ГОСТ 34347 и в соответствующих нормативных документах для сосудов и аппаратов из цветных металлов, исключается возможность хрупкого разрушения [см. перечисление г) 4.2.1].

В ГОСТ 34233.1ГОСТ 34233.11 рассматриваются предельные состояния [см. перечисления а), б), в) 4.2.1, перечисления а), г), д) 4.2.2, перечисления а), б) 4.2.3] при действии основных нагрузок и факторов, приведенных в 4.1. Как правило, проведения расчетов в соответствии с ГОСТ 34233.1 — ГОСТ 34233.11 достаточно для подтверждения прочности и плотности сосуда или аппарата. В отдельных случаях необходимо учитывать особенности нагружения и предельные состояния, методики учета которых не приведены в ГОСТ 34233.1ГОСТ 34233.11, и выполнять для подтверждения прочности и работоспособности сосудов и аппаратов специальные дополнительные расчеты и/или испытания, выходящие за рамки ГОСТ 34233.1ГОСТ 34233.11.

4.5    Для подтверждения прочности, плотности, устойчивости и работоспособности конструкции могут быть использованы:

-    расчет по формулам, приведенным в ГОСТ 34233.1ГОСТ 34233.11;

-    численное моделирование напряженно-деформированного состояния и предельных состояний конструкции;

-    подтверждение прочности, плотности и работоспособности конструкции с помощью экспериментальных исследований и испытаний.

Эти методы могут использоваться как по отдельности, так и совместно для получения наиболее надежных результатов.

4.5.1    Расчеты на прочность элементов сосудов и аппаратов в ГОСТ 34233.2, элементов теплообменных аппаратов с плавающей головкой, U-образными трубами и камер секций аппаратов воздушного охлаждения в ГОСТ 34233.7 выполняются по методу предельных нагрузок.

В основу методов расчета узлов врезки штуцеров, приведенных в ГОСТ 34233.3, положены результаты экспериментальных исследований, приближенные расчеты по методу предельных нагрузок и условный упругий расчет напряжений с оценкой по категориям приведенных напряжений.

Условный упругий расчет напряжений используется также для расчета фланцевых соединений — по ГОСТ 34233.4, оценки малоцикловой усталости — по ГОСТ 34233.6, расчета элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками и компенсатором на кожухе — по ГОСТ 34233.7, расчета элементов аппаратов с рубашками — по ГОСТ 34233.8.

Для расчета элементов сосудов и аппаратов в узлах опирания в ГОСТ 34233.5 в основном используется смешанный метод, при котором напряженно-деформированное состояние рассматриваемых узлов определяется с помощью условного упругого расчета, а оценка проводится по предельному состоянию пластической балки-полоски.

4.5.2    Основным условием применения расчета по методу предельных нагрузок является достаточная пластичность материалов.

Условно материал считается пластичным, если ударная вязкость на образцах KCV более 27 Дж/см2, удлинение образца при разрыве превышает 14 %, а отношение предела текучести к временному сопротивлению не более 0,8. Если материал не обладает достаточной пластичностью, то допускаемое напряжение определяют на основании специальных исследований или применяют другие методы расчета.

4.5.3    Предельная нагрузка определяется на основе анализа, использующего теорему о нижней границе несущей способности и расчетную схему, предполагающую, что материал является жесткопластическим, зависимость деформация — перемещение относится к теории малых перемещений и при решении уравнений равновесия не учитываются перемещения элементов конструкции под нагрузкой.

1

Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. № 1989-ст ГОСТ Р 52857.1-2007 отменен с 1 августа 2018 г.