Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

58 страниц

Купить ГОСТ 34233.2-2017 — 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 цилиндрических обечаек, конических элементов, выпуклых днищ и плоских днищ и крышек сосудов и аппаратов, 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. Нормы и методы расчета на прочность применимы, если отклонение от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов не превышают допусков, установленных в нормативных документах.

  Скачать PDF

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Обозначения

4 Общие положения

5 Расчет цилиндрических обечаек

6 Расчет выпуклых днищ и крышек

7 Расчет плоских круглых днищ и крышек

8 Расчет конических обечаек

Приложение А (справочное) Расчет на прочность отводов (колен)

Показать даты введения Admin

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

Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек

(ISO 16528-1:2007, NEQ)

(ISO 16528-2:2007, NEQ)

Издание официальное

ГОСТ

34233.2—

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»; 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»); Акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения» (АО «НИИХИММАШ»)

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

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

Украина

UA

Минэкономразвития Украины

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. № 1990-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34233.2-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2018 г.

5    В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных стандартов:

-    ISO 16528-1:2007 «Котлы и сосуды, работающие под давлением. Часть 1. Требования к рабочим характеристикам» («Boilers and pressure vessels — Part 1: Performance requirements», NEQ);

-    ISO 16528-2:2007 «Котлы и сосуды, работающие под давлением. Часть 2. Процедуры выполнения требований ISO 16528-1» («Boilers and pressure vessels — Part 2: Procedures for fulfilling the requirements of ISO 16528-1», NEQ)

6    Подготовлен на основе применения ГОСТ Р 52857.2-20071

7    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ 34233.2-2017

В

Рисунок 4 — Цилиндрическая обечайка, подкрепленная кольцами жесткости

Примечание — Рисунки 1—4 не определяют конструкцию и приведены только для указания расчетных размеров.

5.2 Условия применения расчетных формул

5.2.1    Расчетные формулы применимы при отношении толщины стенки к диаметру:

-—- < 0,1 для обечаек и труб при D > 200 мм;

D

-—- < 0,3 для труб при D < 200 мм.

D

5.2.2    Формулы, приведенные в 5.3.2, 5.3.4—5.3.7 и 5.4.2, следует применять при условии, что расчетные температуры не превышают значений, при которых учитывается ползучесть материалов, т. е. при таких температурах, когда допускаемое напряжение определяют только по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу прочности). Если нет точных данных по этим температурам, то формулы применимы при расчетных температурах, которые не превышают 380 °С для углеродистых сталей, 420 °С—для низколегированных и легированных сталей, 525 °С—для аустенитных сталей, 150 °С — для алюминия и его сплавов, 250 °С — для меди и ее сплавов, 300 °С — для титана и его сплавов.

5.2.3    Для обечаек, подкрепленных кольцами жесткости, дополнительно к требованиям 5.2.1 и 5.2.2 следует выполнять следующие ограничения:

/?2

-    отношение высоты сечения кольца жесткости к диаметру — < 0,2;

D

-    расчетные формулы следует применять при условии равномерного расположения колец жесткости;

-    в тех случаях, когда кольца жесткости установлены неравномерно, значения b и ^ необходимо подставлять для того участка, на котором расстояние между двумя соседними кольцами жесткости максимальное;

-    если /2 > 7|, то в качестве расчетной длины принимают /2.

Примечание — В случае отсутствия полной теплоизоляции колец жесткости теплоизолированных сосудов и в других технически обоснованных случаях необходимо выполнить дополнительный расчет колец

7

жесткости на совместное действие давления и напряжений от стесненности температурных деформаций с оценкой по ГОСТ 34233.1 (пункт 8.10). При этом суммарные мембранные и изгибные напряжения в ободе кольца не должны превышать величину 2[а]к.

5.2.4 Расчетные формулы для обечаек, работающих под действием осевого сжимающего усилия,

приведенные в 5.3.4, 5.4.3, применимы при следующем условии: — > 1 или — > 1.

lb    D    D

Для обечаек, у которых — < 1 или — < 1, при отсутствии более точных расчетов допускается пользоваться формулами (15) и (17).

5.3 Гладкие цилиндрические обечайки

5.3.1    Обечайки, нагруженные внутренним избыточным давлением

5.3.1.1    Толщину стенки вычисляют по формуле

s > sp + с,

где расчетную толщину стенки вычисляют по формуле

s - рР р 2Нфр

5.3.1.2    Допускаемое внутреннее избыточное давление вычисляют по формуле

2[а]Ф p(s-c)

Р =    -'

D + s-c

5.3.1.3 При изготовлении обечайки из листов разной толщины, соединенных продольными швами, расчет толщины обечайки проводят для каждого листа с учетом имеющихся в них ослаблений.

5.3.2 Обечайки, нагруженные наружным давлением

5.3.2.1 Значение необходимой толщины стенки может быть предварительно вычислено по формулам (4) и (5) с обязательной последующей проверкой по формуле (7).

Толщину стенки вычисляют по формуле

(1)

(2)

(3)

(4)


s > sp + с.


Расчетную толщину стенки вычисляют по формуле


? г    \0,4

1СГ2 DI р Г


1,2 pD


(5)


sD = max (1,06


в vICT5 Е D) ’ 2Н-Р Коэффициент В вычисляют по формуле

В = maxjl; 0,47


С х.0,067 , ч0,4| Р


(6)


VI 0“5 EJ


5.3.2.2 Допускаемое наружное давление вычисляют по формуле

Ип


[р]=-


(7)


ш


1+


8



допускаемое давление из условия прочности вычисляют по формуле

2[a](s-c)


Мп =


D + s-c


(8)


а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости вычисляют по формуле


[р\е =


2,08 -10 Е D

пу    I


Коэффициент В1 вычисляют по формуле


100(s-c)"


(9)


Вл = min<!l,0; 9,45—


/ "Y100 (s - с) J


(10)


При определении расчетной длины обечайки / или L длину примыкающего элемента /3 следует вычислять по формулам:

, Н

/3 = — — для выпуклых днищ;


/о —


D


6tga1


■ для конических обечаек (днищ) без отбортовки, но не более длины конического эле


мента;


/3 = max


rsinai;


6tga


v


— для конических обечаек (днищ) с отбортовкой, но не более длины кони-


ческого элемента.

Если примыкающими элементами являются одна или несколько обечаек той же или другой толщины, при определении расчетной длины обечайки следует учитывать их суммарную длину.

5.3.3 Обечайки, нагруженные осевым растягивающим усилием 5.3.3.1 Толщину стенки вычисляют по формуле


s > sp + с.


(11)


Расчетную толщину стенки вычисляют по формуле

F


sn =


пО[су]фт


(12)


5.3.3.2 Допускаемое осевое растягивающее усилие вычисляют по формуле

[F] = n(D + s - c)(s - c)[a]<pT.

5.3.4 Обечайки, нагруженные осевым сжимающим усилием

5.3.4.1 Допускаемое осевое сжимающее усилие вычисляют по формуле


(13)


И = -


(14)


1 +


V-

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности вычисляют по формуле

[F]n = ji(D + s - c)(s - c) [a].


(15)

9


Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости вычисляют из условия местной устойчивости в пределах упругости по формуле


НЕ = P=]ei


31-10"° Ер2


100 (s


-|2,5


(16)


Если расчетная длина обечайки / превышает диаметр D более чем в 10 раз, а также для составных обечаек корпусов колонных аппаратов, отличающихся толщиной и диаметром, дополнительно выполняют проверку на условие общей устойчивости в пределах упругости. При этом допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости определяют как меньшее из двух


НЕ ~ m'n{[^]hi ’ ИЕ2}'


(17)


Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия общей вычисляют по формуле


устойчивости


в пределах упругости


иЕ2


n(D + s-c)(s-c)E |V|2


(18)


Гибкость X вычисляют по формуле


X =


2,83/,


D + s-c


(19)


Приведенная расчетная длина /пр согласно таблице 1.

Для схем, не приведенных в таблице 1, /пр определяют с помощью специальных методов расчета. 5.3.4.2 Для рабочих условий (пу = 2,4) допускаемое сжимающее усилие можно вычислять по формуле

[F] = TC(D + s-c)(s-c)[a]min{(p1; ср2}.    (20)


Коэффициенты ср1 и ср2 определяют по графикам, приведенным на рисунках 5 и 6.


Таблица 1 — Приведенная расчетная длина /пр




5.3.5 Обечайки, нагруженные изгибающим моментом

5.3.5.1 Допускаемый изгибающий момент вычисляют по формуле


[М]


М„


Л2


(21)


1 +


м„


[М]


Допускаемый изгибающий момент из условия прочности вычисляют по формуле

Мп = -°(° + 8-ф-сМ = -[р]п-    (22)

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости вычисляют по формуле


[М] = 89 10~ ЕР3


lOO(s-c)


-|2,5


(23)


формуле


5.3.5.2 Для рабочих условий (пу = 2,4) допускаемый изгибающий момент можно вычислять по


[М] = ^D(D + s- c)(s - с)[ст]ф3.    (24)

Коэффициент ф3 следует определять по графику, приведенному на рисунке 7.

5.3.6 Обечайки, нагруженные поперечными усилиями

Допускаемое поперечное усилие вычисляют по формуле


[Q]


и„


1 +


R

(25)


И,


11


Допускаемое поперечное усилие из условия прочности вычисляют по формуле


[Q]n = 0,25[ct]jiD(s-c).


(26)


Допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости в пределах упругости вычисляют по формуле


Me


2,4 E(s-cf


0,18 + 3,3


D(s - с)


(27)


5.3.7 Обечайки, работающие под совместным действием наружного давления, осевого сжимающего усилия, изгибающего момента и поперечного усилия

Обечайки, работающие под совместным действием нагрузки, проверяют на устойчивость по формуле


^ + ^ + ^ + й2<1

[р] [F] [М] [[Q]J


(28)


где [р]

[F]

[М]

[Q]


допускаемое наружное давление по формуле (7); допускаемое осевое сжимающее усилие по формуле (14); допускаемый изгибающий момент по формуле (21); допускаемое поперечное усилие по формуле (25).


Н0,5/

^ГЙ0,4

Ч Чг I I 1

0,5е 0,4 Е


к


0,3-


0,2

0,3 i


0,2 Е

0,1 i

0,08 Е

0,06 i


0,04

0,03


0,02 Е


0,01 иш


в


1,2 / 1,0--0,8'


:o,3z


Ф,2



40 60 80100    200    300    600    1000    2000


s-c


Рисунок 5 — График для определения коэффициента ср1


12



ф2

1—Г


Фз

1,0
0,8

0,7

0,6

0,5


I—I I I I I I



-0,644-10,5



1,4


1,21 1,0'T ' 0,81


Ш),4_

lP.3



a i о [a]



0,01 EllllIIll

Рисунок 7 — График для определения коэффициента ф3


40 60 80100    200    400    600    1000    2000


s-c


13


5.4 Цилиндрические обечайки, подкрепленные кольцами жесткости


5.4.1    Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные внутренним избыточным давлением

5.4.1.1    Определение размеров колец жесткости при внутреннем давлении

Для заданных расчетного давления р и толщины стенки s коэффициент К4 следует вычислять по формуле


p(D + s-c) _ i

2<PpH(s-c)


(29)


Если К4 < 0, то укрепление кольцами жесткости не требуется. В диапазоне 0 < К4 расстояние между двумя кольцами жесткости вычисляют по формуле


< 2^- - 1


b <


'D(s - с)

_2_

*4


(30)


площадь поперечного сечения кольца жесткости вычисляют по формуле

AK>l,(s-c)j^K4.    (31)

МКФк

ф

Если К4 >2--1,    то    толщину стенки необходимо увеличивать до такого размера, чтобы выпол-

Фр

нялось следующее условие:

0<К4< 2^--1.

ФР

Примечание — При определении площади поперечного сечения кольца жесткости Ак следует учитывать прибавку С1 для компенсации коррозии.


5.4.1.2 Допускаемое внутреннее избыточное давление вычисляют из условия

[p] = min{[p]i: [р]2}.    (32)

Допускаемое внутреннее избыточное давление, определяемое из условий прочности всей обечайки, вычисляют по формуле


Ml


D + s-c


(33)


Допускаемое внутреннее избыточное давление, определяемое из условий прочности обечайки между двумя соседними кольцами жесткости, вычисляют по формуле


М2


где


Ь2 D(s - с)


2[стт (s ~ с) 2 + Х2

D + S~c 1 + фХ

Фр


(34)


5.4.2 Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные наружным давлением

5.4.2.1 Расчетные параметры подкрепленной обечайки

Эффективную длину стенки обечайки, учитываемую при определении эффективного момента инерции, определяют из условия


le = minj^; f+ 1,1^D(s-c)j.


(35)



Эффективный момент инерции расчетного поперечного сечения кольца жесткости вычисляют по формуле


/1 (s - с) 2 (S С)

-+    е     7-7    ■

10,9    Ак    +    le    (s    -    с)


(36)


коэффициент жесткости обечайки, подкрепленной кольцами жесткости, вычисляют по формуле


к =


10,9/

/1 (s - с)3


(37)


Примечание — При определении момента инерции кольца жесткости следует учитывать прибавку С1 для компенсации коррозии.

5.4.2.2 Допускаемое наружное давление определяют из условия

[p] = min{[p]1; [р]2}.    (38)


Допускаемое наружное давление, определяемое исходя из условий устойчивости всей обечайки, вычисляют по формуле


Ml


1 п


м^

гм


л2


У


(39)


Допускаемое наружное давление [р]1п должно соответствовать величине [р] 1, определенной по формуле (33) при значениях коэффициентов срр = 1 и срк = 1.

Допускаемое наружное давление [р] из условий устойчивости в пределах упругости вычисляют по формуле


MlE


2,08 -1СГ5 £ d|~100/c(s - с) кВ2 пу L D


(40)


где Во = min<|1,0; 9,45— I----

1    Z_ v 100 k(s - с)


(41)


Допускаемое наружное давление [р]2, определяемое исходя из условий устойчивости обечайки между кольцами жесткости при значении длины / = max jb; l2 - должно соответствовать давлению [р] (см. 5.3.2.2). Вместо [р]п, определенного по формуле (8), допускается принимать [р]2 по формуле (34) при значении коэффициента срт, равном 1.

5.4.3    Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные осевым растягивающим или сжимающим усилием, изгибающим моментом или поперечным усилием

Допускаемые нагрузки следует рассчитывать по расчетным формулам (13), (14), (21), (25) при 1 = Ь. При расчете обечаек, нагруженных осевыми усилиями, по 5.3.4 вместо / следует принимать общую длину L.

5.4.4    Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные совместно действующими нагрузками

Расчет следует проводить аналогично расчету по 5.3.7, при этом допускаемое наружное давление следует определять по 5.4.2.2.


15


6 Расчет выпуклых днищ и крышек

6.1    Расчетные схемы



а — эллиптическое днище; 6 — полусферическое днище; в — торосферическое днище Рисунок 8 — Выпуклые днища


6.1.1    На рисунке 8 приведены расчетные схемы эллиптических, полусферических и торосферических днищ.

Примечание — Рисунок не определяет конструкцию днищ и приведен только для указания необходимых расчетных размеров.

На рисунках 12—15 приведены расчетные схемы неотбортованных сферических днищ и крышек.

6.2 Условия применения расчетных формул

6.2.1 Формулы применимы при выполнении условий:

- для эллиптических днищ

0,002 < - < 0,100,

D

0,2 < — < 0,5;

D

- для торосферических днищ

0,002 < - < 0,100.

Для торосферических днищ в зависимости от соотношения параметров R, D1, г, приняты следующие

типы днищ:

- тип А

R~DV

Г1

>0,095 Dn

- тип В

R ~ 0,9 Dv

IV

О

-vl

о

р

- тип С

R ~ 0,8 Dv

>0,150 D,.


D

ГОСТ 34233.2-2017

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


Для сферических неотбортованных днищ и крышек формулы следует применять при (s1 -c)/Rc < 0,1 и 0,85 D< Rc< D.

Для неотбортованных сферических днищ и крышек (см. рисунки 12—15), нагруженных внутренним избыточным давлением, расчетные формулы следует применять при дополнительном условии (s1 -c)/Rc > 0,002.

Формулы для неотбортованных сферических днищ и крышек применяют при условии выполнения угловых швов с двусторонним сплошным проваром.

Формулы не учитывают нагружение колец дополнительными нагрузками, например опорными элементами.

6.2.2 Формулы, приведенные в 6.3.2 и 6.4.2, применимы при условии, если расчетные температуры не превышают значений, при которых учитывается ползучесть материалов, т. е. при такихтемпературах, когда допускаемое напряжение определяюттолько по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу прочности).

Если нет точных данных по этим температурам, то формулы применимы при расчетных температурах, которые не превышают 380 °С для углеродистых сталей, 420 °С — для низколегированных и легированных сталей, 525 °С — для аустенитных сталей, 150 °С — для алюминия и его сплавов, 250 °С — для меди и ее сплавов, 300 °С — для титана и его сплавов.

6.3 Эллиптические и полусферические днища

6.3.1    Эллиптические и полусферические днища, нагруженные внутренним избыточным давлением

6.3.1.1    Толщину стенки вычисляют по формуле


S-j > S-|p + с,


Р ■ R

где slD = ——-.

Р 2ф[а]-0,5р

6.3.1.2 Допускаемое внутреннее избыточное давление вычисляют по формуле


(42)

(43)


2[4(s1 - с)

L J R + 0,5(s.| - с)

6.3.1.3 Радиус кривизны в вершине днища равен:

R=*.

АН


(44)


(45)


где R = D — для эллиптических днищ с Н, равным 0,25 D;

R = 0,5 D— для полусферических днищ с Н, равным 0,5 D.

6.3.1.4    Если длина цилиндрической отбортованной части днища /?1 > 0,8^D(s1 - с) для эллиптического днища или /?1 > 0,3^D(s1 - с) для полусферического днища, то толщина днища должна быть не меньше толщины обечайки, рассчитанной в соответствии с 5.3.1 при срр, равном 1.

6.3.1.5    Для днищ, изготовленных из одной заготовки, коэффициент ср равен 1.

6.3.2 Эллиптические и полусферические днища, нагруженные наружным давлением

6.3.2.1 Значение необходимой толщины стенки может быть предварительно вычислено по формулам (46), (47) с обязательной последующей проверкой по формуле (48)


S-| ^ S-|p + с


(46)


где s1p = maxj^~


I лу р 1,2pR

10~5 Е 2П


(47)


17


Содержание

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

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

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

4    Общие положения...................................................................5

5    Расчет цилиндрических обечаек .......................................................6

6    Расчет выпуклых днищ и крышек......................................................16

7    Расчет плоских круглых днищ и крышек ................................................23

8    Расчет конических обечаек...........................................................31

Приложение А (справочное) Расчет на прочность отводов (колен) ............................47

IV

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек

Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. Calculation of cylindric and conic shells,

convex and flat bottoms and covers

Дата введения — 2018—08—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность цилиндрических обечаек, конических элементов, выпуклых днищ и плоских днищ и крышек сосудов и аппаратов, применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных2) статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным давлением, под действием осевых и поперечных усилий и изгибающих моментов. Нормы и методы расчета на прочность применимы, если отклонение от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов не превышают допусков, установленных в нормативных документах.

Настоящий стандарт применим совместно с ГОСТ 34233.1 и ГОСТ 34283.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 34233.1-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования

ГОСТ 34233.3-2017 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

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

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

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

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

11 Если число циклов нагружения и/или размах нагрузок превышают значения, при которых в соответствии с ГОСТ 34233.6 не проводят проверку на малоцикповую прочность, то дополнительно к расчету по настоящему стандарту следует выполнить расчет на малоцикповую прочность по ГОСТ 34233.6.

«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:

Ак    — площадь поперечного сечения кольца жесткости, мм3;

Ар    — площадь поперечного сечения ребра жесткости, мм3;

а    —    ширина кольца жесткости у сферического неотбортованного днища или крышки, мм;

а1р’ а2р — расчетные длины переходных зон конических и цилиндрических обечаек, мм;

a. |,а2 — исполнительные длины переходных элементов конических и цилиндрических обечаек, мм; аг — овальность поперечного сечения отвода (отношение разности максимального и минимального

наружных диаметров сечения к их полусумме), %;

Bv В2, В3, В4, В5, В6, В7 — безразмерные коэффициенты;

b    —    расстояние между двумя смежными кольцами жесткости или коэффициент в приложении А, мм;

b,    (/= 1,2, 3, п) — длины хорд отверстий в диаметральных сечениях плоских круглых днищ и кры

шек, мм;

с    —    сумма прибавок к расчетным толщинам стенок, мм;

с1    —    прибавка для компенсации коррозии и эрозии, мм;

с2    —    прибавка для компенсации минусового допуска, мм;

с3    —    технологическая прибавка, мм;

С31    —    технологическая прибавка к толщине стенки, учитывающая ее утонение с внешней стороны

отвода, зависящая от способа изготовления отвода, мм; с32    —    технологическая прибавка к толщине стенки, учитывающая ее утонение с внутренней

стороны отвода, мм (по умолчанию с32 - 0)’ с33    —    технологическая прибавка ктолщине стенки, учитывающая ееутонение в средней части (±15 % от

нейтральной линии) отвода, мм (по умолчанию сзз - 0);

D    —    внутренний диаметр сосуда или аппарата, мм;

Dcn    —    расчетный диаметр прокладки, мм;

De    —    эффективный диаметр конической обечайки при наружном давлении, мм;

Df    —    эффективный диаметр конической обечайки при осевом сжатии и изгибе, мм;

DK    —    расчетный диаметр гладкой конической обечайки, мм;

DH    —    наружный диаметр торцов отвода (колена), мм;

Dp    —    расчетный диаметр днища (крышки) и конической обечайки, мм;

D1 — наружный диаметр сосуда или аппарата, а также внутренний диаметр меньшего основания конической обечайки, мм;

D2    —    наименьший диаметр наружной утоненной части плоской крышки, мм;

D3    —    диаметр болтовой окружности, мм;

d    —    диаметр отверстия в днище и крышке, мм;

с/б    —    диаметр отверстия под болт (шпильку), мм;

d0    —    наружный диаметр центральной втулки оребренных плоских днищ и крышек, мм;

dj(i= 1,2, 3, п) — диаметр отверстий в плоских днищах и крышках, мм;

Е — модуль продольной упругости при расчетной температуре, МПа;

е    —    расстояние между центром тяжести поперечного сечения кольца жесткости и срединной по

верхностью обечайки, мм; е0    —    расстояние от центра тяжести поперечного сечения ребра жесткости до его основания, мм;

е1    —    расстояние от точки пересечения средней линии стенки сферического сегмента с кольцом

до горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения кольца, мм; е2    —    расстояние от окружности расположения болтов до внутреннего диаметра кольца, мм;

е3    —    расстояние от окружности расположения болтов до линии действия реакции прокладки, мм;

е4 — расстояние от срединной поверхности пластины крышки с ребрами до нейтральной поверхности оребренных плоских днищ и крышек, мм;


—    расчетное осевое растягивающее или сжимающее усилие (без учета нагрузки, возникающей от внутреннего избыточного или наружного давления), Н;

—    поперечные усилия в /-й точке оси отвода (/ = 0, 1,2, 3, ..., л), Н;

—    осевое усилие в /-й точке оси отвода (/ = 0, 1,2, 3, ..., л), Н;

—    допускаемое растягивающее или сжимающее усилие, Н;

—    допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости в пределах упругости, Н;

—    допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности при ср, равном 1, Н;

—    допускаемое осевое сжимающее усилие, определяемое из условия местной устойчивости в пределах упругости, Н;

—    допускаемое осевое сжимающее усилие, определяемое из условия общей устойчивости в пределах упругости, Н;

—    высота выпуклой части днища по внутренней поверхности без учета цилиндрической части, мм;

—    высота втулки оребренных плоских днищ и крышек, мм;

—    высота кольца, а также высота ребра жесткости плоского днища (крышки), мм;

—    длина цилиндрической отбортовки выпуклых днищ, мм;

—    высота сечения кольца жесткости, измеряемая от срединной поверхности обечайки, мм;

—    расстояние от нижней поверхности оребренной плоской крышки (днища) до нижнего торца втулки, мм;

—    эффективный момент инерции расчетного поперечного сечения кольца жесткости, мм4;

—    момент инерции поперечного сечения кольца жесткости относительно оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения кольца (относительно оси Х—Х), мм4;

—    коэффициент конструкции плоских днищ и крышек;

Kv К2, К3, К4, К6, К7 — безразмерные коэффициенты;

К0 — коэффициент ослабления плоских днищ (крышек) с отверстием;

Кр    — поправочный коэффициент;

Кэ — коэффициент приведения радиуса кривизны эллиптического днища;

Кс — коэффициент тонкостенности сферических неотбортованных днищ и крышек; к    —    коэффициент жесткости обечайки, подкрепленной кольцами жесткости;

L    —    расчетная длина цилиндрической обечайки, укрепленной кольцами жесткости, мм;

/    —    расчетная длина гладкой обечайки, мм;

1Е — эффективная длина конической обечайки, мм;

/е — эффективная длина стенки обечайки, учитываемая при определении эффективного момента инерции, мм;

/пр    — приведенная расчетная длина,    мм;

/1    —    расстояние между двумя кольцами жесткости по осям, проходящим через центр тяжести

поперечного сечения колец жесткости, мм;

12    —    расстояние между крайними кольцами жесткости и следующими эффективными элементами

жесткости, мм;

/3    —    длина примыкающего элемента, учитываемая при определении расчетной длины / или

L, мм;


^xi’ Fyj

Fzi

n

We

a

a=i


w


E 2


H


Ha


К


M

Mx/, Myi


[M\

Me


n

Пу

p


Pf

Pm


[P]

He


—    расчетный изгибающий момент, Нмм;

—    изгибающие моменты в /-й точке оси отвода (/ = 0, 1,2, 3, ..., л), Н мм;

—    крутящий момент в /-й точке оси отвода (/ = 0, 1,2, 3, ..., л), Н мм;

—    допускаемый изгибающий момент, Н мм;

—    допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости, Н мм;

—    допускаемый изгибающий момент из условия прочности при ср, равном 1, Н мм;

—    число радиальных ребер;

—    коэффициент запаса устойчивости;

—    расчетное внутреннее избыточное или наружное давление, МПа;

—    эквивалентное давление при нагружении осевым усилием, МПа;

—    эквивалентное давление при нагружении изгибающим моментом, МПа;

—    допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление, МПа;

—    допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругости, МПа;


3


допускаемое наружное давление из условия прочности при ср, равном 1, МПа; допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление, определяемое из условия прочности или устойчивости всей обечайки (с кольцами жесткости), МПа; допускаемое наружное давление из условия устойчивости всей обечайки (с кольцами жесткости) в пределах упругости, МПа;

Mi -

Ml E -

Min -M2 -

Mr m2-

Q —

Qo

допускаемое наружное давление из условия прочности всей обечайки при ср, равном 1, МПа; допускаемое наружное давление, определяемое из условия прочности или устойчивости обечайки между двумя соседними кольцами жесткости, МПа;

допускаемые давления для сферических неотбортованных днищ (крышек) и для плоских днищ (крышек) с радиальными ребрами, МПа; расчетное поперечное усилие, Н;

[Q]

[Q]

[Q]

дополнительное усилие, действующее на центральную часть оребренной плоской крышки (днища), Н;

допускаемое поперечное усилие, Н;

£

n

q

R

R

R

R

R

r

допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости в пределах упругости, Н; допускаемое поперечное усилие из условия прочности при ср, равном 1, Н; коэффициент;

радиус кривизны в вершине выпуклого днища по внутренней поверхности, мм;

c

6

г

П

радиус кривизны сферического сегмента по внутренней поверхности, мм;

болтовая нагрузка, Н;

радиус отвода (радиус изгиба), мм;

реакция прокладки, Н;

внутренний радиус отбортовки конической обечайки (днища), а также радиус выточки плоских днищ, мм;

r.cp

S

Sr

3r2

Sr3

наружный радиус отбортовки торосферического днища, мм; средний радиус поперечного сечения отвода, мм; исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки, мм; исполнительная толщина стенки отвода, мм; толщина стенки с внешней стороны отвода, мм; толщина стенки с внутренней стороны отвода, мм;

K-P

s1p

толщина стенки средней части (±15 % от нейтральной линии) отвода, мм (по умолчанию sr3 = sr); исполнительная толщина стенки конической обечайки, мм; расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки, мм; расчетная толщина стенки конической обечайки, мм;

расчетная толщина стенки днищ и крышек, а также переходной зоны конической обечайки, мм;

32p

т.р Sl3; S23

расчетная толщина стенки переходной зоны цилиндрической обечайки, мм; исполнительная толщина стенки тороидального перехода конической обечайки, мм; расчетная толщина стенки тороидального перехода конической обечайки, мм; эффективные толщины стенок переходных частей обечаек, мм;

исполнительная толщина стенки днищ и крышек, переходной зоны конической обечайки, а также исполнительная толщина плоской крышки в месте паза для перегородки, мм; исполнительная толщина плоской крышки в зоне уплотнения, а также исполнительная толщина стенки переходной зоны цилиндрической обечайки, мм; толщина крышки вне уплотнения, мм; ширина паза под перегородку, мм;

siP; siP

т

исполнительная толщина выступающей части обечайки, мм; исполнительная толщина стенки пологого конического днища, мм; расчетная толщина стенки пологого конического днища, мм; расчетная толщина стенки сферического неотбортованного днища, мм; расчетная температура, °С;

ширина поперечного сечения кольца жесткости в месте его приварки к обечайке, мм; толщина втулки оребренной плоской крышки (днища), мм; несущая ширина кольцевого сварного шва, мм; параметр в 6.3.2.3;

ГОСТ 34233.2-2017

Vi, У2, Y3 — коэффициенты формы отвода;

0^    —    половина угла раствора при вершине конической обечайки, град;

Р, р0, Р-|, Р2, Р3, Р4, Р5, Рб> Р7. Рв’ Ра’ Рн’ Рт — коэффициенты формы конических обечаек;

Рт    —    коэффициент интенсификации изгибных продольных напряжений    в    отводе;

у0    —    угол изгиба отвода (угол между плоскостями торцов отвода), град;

уj (/ = 1,2, 3, ..., п) — угол между торцом и расчетным сечением отвода, град; ут    —    коэффициент интенсификации изгибных поперечных напряжений    в    отводе;

X    —    гибкость элемента;

— безразмерный геометрический параметр при расчете отводов;

Ап    —    безразмерный параметр в 5.4.1;

(ст)2    —    приведенное напряжение, определяемое по суммарным мембранным и общим изгибным

напряжениям, МПа;

(ct)rk — приведенное напряжение, определяемое по суммарным мембранным и общим изгибным напряжениям, МПа;

[crj — допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа; [ст]м, [ст]р— допускаемые напряжения для плоской крышки, МПа;

[ст] — допускаемое напряжение для кольца жесткости при расчетной температуре, МПа;

[ст] [ст]2, [ст]5 — допускаемые напряжения для частей сосуда (цилиндрических, конических, сферических) при расчетной температуре, МПа;

[ст]    — допускаемое напряжение для ребра жесткости,    МПа;

[ст]    — допускаемое напряжение для втулки, МПа;

[ст]м — допускаемое условно-упругое напряжение при расчетной температуре для оценки напряжений, определяемых по суммам составляющих общих или местных мембранных и общих изгибных напряжений [см. ГОСТ 34233.1 (пункт 8.10)], МПа;

[ct]r — допускаемое значение суммарных мембранных (общих или местных), изгибных (общих и местных) и общих температурных напряжений, МПа; ср    —    коэффициенты прочности сварных швов;

Фк    —    коэффициент прочности сварных швов кольца жесткости;

Фр    —    коэффициент прочности продольного сварного шва;

Фт    —    коэффициент прочности кольцевого сварного шва;

Ф1 — коэффициент снижения допускаемых напряжений при расчете на устойчивость из условия местной устойчивости при осевом сжатии;

Ф2 — коэффициент снижения допускаемых напряжений при расчете на устойчивость из условия общей устойчивости при осевом сжатии;

Ф3 — коэффициент снижения допускаемых напряжений при расчете на устойчивость из условия местной устойчивости при изгибе;

- Ш ст 1

X, х-| > %5, %к — отношение допускаемых напряжении ——; —-

Ф    —    вспомогательный параметр;

соответственно;

¥

¥

Ю

—    коэффициент;    L    Jl    L    J2    L    Jl    L    Jl

—    угол между касательной к сферическому сегменту в краевой зоне и вертикальной осью, град;

—    безразмерный параметр внутреннего давления при расчете отводов;

—    коэффициент.

4 Общие положения

4.1    Приведенный в настоящем стандарте расчет применим при выполнении требований ГОСТ34233.1.

4.2    В основу расчетных формул, приведенных в настоящем стандарте, при оценке прочности положен метод предельных нагрузок. При расчете на устойчивость от внешнего давления, при вакууме, а также от других нагрузок, вызывающих сжимающее напряжение, в качестве предельного состояния принято достижение нижних критических напряжений.

4.3    При одновременном действии нескольких нагрузок (давления, осевого сжатия и т. д.) условие прочности (устойчивости) проверяют на основе их линейного взаимодействия, за исключением случаев, когда имеются более точные решения.

5

ГОСТ 34233.2-2017

4.4 В настоящем стандарте приведены формулы для определения исполнительных размеров элементов сосудов и аппаратов при проектировочном расчете и определении допускаемых нагрузок при поверочном расчете.

5 Расчет цилиндрических обечаек

5.1    Расчетные схемы

5.1.1    Расчетные схемы цилиндрических обечаек приведены на рисунках 1—4.

а    б

а — обечайка с фланцем или с плоским днищем; 6 — обечайка с жесткими перегородками

Рисунок 1 — Гладкие цилиндрические обечайки

а — обечайка с отбортованными днищами; 6— обечайка с неотбортованными

днищами

Рисунок 2 — Гладкие обечайки с выпуклыми или коническими днищами

1

Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. № 1990-ст ГОСТ Р 52857.2-2007 отменен с 1 августа 2018 г.

2

Издание официальное

3