Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

58 страниц

548.00 ₽

Купить ГОСТ 34233.7-2017 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

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 элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов и аппаратов воздушного охлаждения, применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным давлением. Нормы и методы расчета на прочность применимы, если отклонение от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов не превышают допусков, установленных нормативными документами. Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ 34233.1

 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 Расчет элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов

6 Расчет элементов аппаратов воздушного охлаждения

Приложение А (обязательное) Определение коэффициентов изменения жесткости К*q и К*p, для аппаратов с компенсатором на кожухе, расширителем на кожухе и компенсатором на расширителе

Приложение Б (обязательное) Коэффициенты влияния перфорации на параметры трубной решетки

Приложение В (обязательное) Определение коэффициентов системы кожух— решетка, обечайка — фланец камеры и коэффициента жесткости фланцевого соединения при изгибе

Приложение Г (обязательное) Коэффициенты Т1, Т2, Т3, А и В, используемые в формулах для определения сил и моментов в элементах кожухотрубчатых теплообменных аппаратов

Приложение Д (обязательное) Определение допускаемой амплитуды условных упругих напряжений при работе материала в условиях ползучести

Приложение Е (справочное) допускаемая нагрузка на вальцовочное соединение трубы с решеткой

Приложение Ж (обязательное) Определение вспомогательных величин для расчета аппаратов воздушного охлаждения

Приложение И (обязательное) Коэффициенты податливости элементов аппаратов воздушного охлаждения

Приложение К (справочное) Расчетные зависимости для определения величин, приведенных в таблицах и на графиках

 
Дата введения01.08.2018
Добавлен в базу01.01.2019
Актуализация01.01.2019

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

14.07.2017УтвержденМежгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации101-П
14.12.2017УтвержденФедеральное агентство по техническому регулированию и метрологии1995-ст
РазработанМТК 523 Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа
РазработанООО НТП ЦЕНТРХИММАШ
РазработанЗАО ПХИ
РазработанАО НИИХИММАШ
РазработанАО ВНИИнефтемаш
ИзданСтандартинформ2018 г.

Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. Heat-exchangers

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

Теплообменные аппараты

(ISO 16528-1:2007, NEQ)

(ISO 16528-2:2007, NEQ)

Издание официальное

ГОСТ

34233.7—

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»); Закрытым акционерным обществом «ПЕТРОХИМ ИНЖИНИРИНГ» (ЗАО «ПХИ»); Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-техническое предприятие ЦЕНТРХИММАШ» (ООО «НТП ЦЕНТРХИММАШ»); Акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения» (АО «НИИХИММАШ»)

2    ВНЕСЕН 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. № 1995-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34233.7-2017 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 52857.7-2007*

7    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. № 1995-ст ГОСТ Р 52857.7-2007 отменен с 1 августа 2018 г.


S6A

S7A

Sn0’ Sn/

T

тш

Tv T2, 7з t

U


w

m

У У 'ЖОМ’ 'ком

У


Ук

у:

Урр

Vм

ур


Уб

Уп

Уф


ZR zm

а


, (%2

ак

СС-|-

р

Ро

Pi

Р2

Py


толщина фланца крышки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм; толщина боковой стенки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм; толщина первой и /-й перегородок камеры аппарата воздушного охлаждения, мм; толщина полукольца, мм; ширина шипа, мм;

коэффициенты, учитывающие влияние беструбного края и влияние труб; безразмерный параметр;

шаг расположения отверстий в решетке аппарата воздушного охлаждения в продольном направлении, мм;

шаг расположения отверстий в решетке аппарата воздушного охлаждения в поперечном направлении, мм;

расстояние между осями рядов отверстий с двух сторон от паза, мм;

толщина наименьшего сечения полукольца плавающей головки, мм;

шаг расположения отверстий в решетке, мм;

средняя температура стенки кожуха, °С;

средняя температура стенок труб, °С;

температура сборки аппарата, °С (t0 = 20 °С);

максимальный прогиб трубной решетки, мм;

допустимый прогиб трубной решетки, мм;

безразмерные параметры формы волны компенсатора;

прогиб трубы, мм;

угловая податливость крышки от действия внутреннего давления, 1/Н мм2;

угловая податливость крышки от действия болтового изгибающего момента, 1/Нмм;

угловая податливость решетки от действия внутреннего давления, 1/Н мм2;

угловая податливость решетки от действия болтового изгибающего момента, 1/Н мм;

линейная податливость шпилек (болтов), мм/Н; линейная податливость прокладки, мм/Н;

угловая податливость фланца (полукольца) плавающей головки, 1/Н мм; число рядов труб в поперечном направлении; вспомогательные коэффициенты;

коэффициент жесткости фланцевого соединения плавающей головки при нагружении внутренним давлением;

коэффициенты;

коэффициент линейного расширения материала кожуха при температуре /к, 1/°С;

коэффициент линейного расширения материала труб при температуре /т, 1/°С;

коэффициент системы решетка — трубы, 1/мм;

угол наклона стенки расширителя (см. рисунок 3), град;

коэффициент системы кожух — решетка, 1/мм;

коэффициент системы обечайка — фланец камеры, 1/мм;

расчетный коэффициент, зависящий от соотношения размеров фланца крышки плавающей головки;

отношение внутреннего диаметра компенсатора к наружному диаметру;


7


—    отношение диаметра кожуха к диаметру расширителя;

Нр

Рп

У

5

о

°коь

8Р

Ар

Аа1

Аа2

ДсТо

—    коэффициент формы днища крышки плавающей головки;

—    жесткость фланцевого соединения плавающей головки, Н/мм;

—    высота сварного шва в месте приварки трубы к решетке, мм;

—    толщина стенки компенсатора, мм;

—    толщина стенки расширителя, мм;

—    перепад давлений между ходами по трубному пространству, МПа;

—    размах первых главных напряжений, МПа;

—    размах вторых главных напряжений, МПа;

Л

Лм.Лт ЛК’ Лр

Лкр

—    размах третьих главных напряжений, МПа;

—    относительная характеристика площади решетки аппарата воздушного охлаждения;

—    коэффициенты влияния давления на трубную решетку со стороны межтрубного и трубного пространства соответственно;

—    коэффициенты податливости крышки и фланцевого соединения крышки и решетки аппарата воздушного охлаждения соответственно;

Л„

—    безразмерная характеристика нагружения крышки аппарата воздушного охлаждения болтовым изгибающим моментом;

X, Х^, Х^

\

р

Pi

ар1

ар2

—    безразмерная характеристика нагружения решетки аппарата воздушного охлаждения болтовым изгибающим моментом;

—    коэффициенты;

—    относительная ширина беструбного края решетки аппарата воздушного охлаждения;

—    параметр, используемый при расчете прогиба трубы;

—    приведенное отношение жесткости труб к жесткости кожуха;

—    приведенное отношение жесткости труб к жесткости фланцевого соединения;

—    изгибные напряжения в трубной решетке в месте соединения с кожухом, МПа;

—    изгибные напряжения в перфорированной части трубной решетки, МПа;

—    мембранные напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке в меридиональном направлении, МПа;

—    изгибные напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке в меридиональном направлении, МПа;

—    мембранные напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке в окружном направлении, МПа;

стиФ

а1

°1Т

а

И

Мк

Ир

—    изгибные напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке в окружном направлении, МПа;

—    суммарные напряжения в трубах в осевом направлении, МПа;

—    мембранные напряжения в трубах в осевом направлении, МПа;

—    мембранные напряжения в трубах в окружном направлении, МПа;

—    допускаемое напряжение для материала камеры аппарата воздушного охлаждения, МПа;

—    допускаемая амплитуда упругих напряжений, МПа;

—    допускаемое напряжение для материала кожуха теплообменного аппарата или крышки аппарата воздушного охлаждения, МПа;

—    допускаемое напряжение для материала решетки теплообменного аппарата или аппарата воздушного охлаждения, МПа;


Мп

Мт

Ир

Mt

Ml

Г 120

[°]В


допускаемое напряжение для материала перегородки, МПа; допускаемое напряжение для материала труб, МПа;

допускаемое напряжение для материала плоского донышка крышки аппарата воздушного охлаждения, МПа;

допускаемое напряжение для полукольца плавающей головки, МПа; допускаемое напряжение для днища крышки плавающей головки, МПа; допускаемое напряжение для болтов (шпилек) при затяжке, МПа;

допускаемое напряжение для болтов (шпилек) в рабочих условиях, МПа;


Tpi

Тр2

т

и


Ф1 ■ ф2’ Ф3 ф

Ф1—Фб


Фс

Фр


ФЕ


ФТ

ХкР’ Хс


—    касательные напряжения в трубной решетке в месте соединения с кожухом, МПа;

—    касательные напряжения в перфорированной части трубной решетки, МПа;

—    напряжения среза в шве приварки трубы к решетке, МПа;

—    относительная характеристика площади сечения трубы аппарата воздушного охлаждения;

—    коэффициенты, учитывающие поддерживающее влияние труб;

—    коэффициент прочности сварного шва;

—    коэффициенты формы крышек камер аппаратов воздушного охлаждения (см. рисунки 15—18);

—    коэффициент прочности шва приварки трубы к решетке;

—    коэффициент ослабления решеток кожухотрубчатых теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками и компенсатором на кожухе;

—    эффективный коэффициент ослабления решеток кожухотрубчатых теплообменных аппаратов с плавающей головкой и U-образными трубами и решетки и задней стенки камер аппаратов воздушного охлаждения;

—    коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе;

—    коэффициент сопротивления фланцевой части крышки аппарата воздушного охлаждения;


\|/кр    —    безразмерная    характеристика нагружения крышки аппарата воздушного охлаждения дав

лением, действующим на ее фланцевую часть;

\|/р    —    безразмерная    характеристика нагружения решетки аппарата воздушного охлаждения

давлением, действующим на беструбную зону;

\|/    —    угол между касательной к сферическому сегменту в краевой зоне днища крышки плаваю

щей головки и вертикальной осью, град;

\|/0    —    коэффициент    жесткости    перфорированной    плиты;

О.    —    коэффициент    несущей    способности    трубного    пучка    аппарата    воздушного    охлаждения;

m    —    безразмерный    параметр    системы решетка — трубы.


4 Общие положения

В настоящем стандарте рассмотрены следующие конструкции кожухотрубчатых теплообменных аппаратов: с неподвижными трубными решетками, компенсатором на кожухе, аппараты с плавающей головкой, U-образными трубами, а также аппараты воздушного охлаждения с камерами разъемной и неразъемной конструкций.

Настоящий стандарт позволяет определять допустимые нагрузки при поверочном расчете и исполнительные размеры элементов аппаратов при проектировании.


9


ГОСТ 34233.7-2017

5 Расчет элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов

5.1 Расчетные схемы

Основные типы кожухотрубчатых теплообменных аппаратов приведены на рисунках 1—6.

Рисунок 4 — Аппарат с U-образными трубами

10




5.2 Теплообменные аппараты с неподвижными трубными решетками, компенсатором

или расширителем на кожухе

Толщины трубных решеток теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками, компенсатором или расширителем на кожухе назначаются конструктивно с последующей проверкой по формуле (45).

Примечание — Если теплообменник имеет трубный пучок, смещенный относительно центра аппарата, или на контуре имеется беструбная область, то проводят два расчета при максимальном и минимальном значениях а1 с расчетным числом труб, равным /'(а1п)2.

5.2.1    Вспомогательные величины

5.2.1.1    Относительную характеристику беструбного края трубной решетки вычисляют по формуле


(1)


5.2.1.2 Коэффициенты влияния давления на трубную решетку вычисляют по формулам: - со стороны межтрубного пространства


idT2 = 1-- т


2


- со стороны трубного пространства


Лт=1-


'(dT-2STf

4


(2)

(3)


5.2.1.3 Основные характеристики жесткости элементов теплообменного аппарата Модуль упругости основания (системы труб) вычисляют по формуле


К _ Ет (^т ’Пм)


(4)


Приведенное отношение жесткости труб к жесткости кожуха вычисляют по формуле


Р =


Уагг

Е„ s„


(5)


11


Коэффициенты изменения жесткости системы трубы — кожух вычисляют по формулам:


Kq = i+Kq;


Кр=1 + *р.


(6)

(7)


Для аппаратов с неподвижными трубными решетками Kq = Кр = 0.


Для аппаратов с компенсатором на кожухе, расширителем на кожухе и компенсатором на расширителе Кц и Кр определяют по приложению А.

Коэффициент системы решетка — трубы вычисляют по формуле


1,82 JVsp


ЧоЕР


(8)


Для теплообменных аппаратов с двумя отличающимися друг от друга по толщине или модулю упругости решетками коэффициент (3 вычисляют по формуле


Р = 1,53 4


К.

1


1


Vo


£рГ®р1 £P2Sp2


(9)


Безразмерный параметр системы решетка — трубы вычисляют по формуле

ю = ра1.    (10)

Коэффициенты ослабления трубной решетки срр, срЕ, жесткости перфорированной плиты \|/0, а также коэффициенты системы кожух— решетка pv обечайка — фланец камеры р2 и коэффициенты жесткости фланцевого соединения при изгибе Кф приведены в приложениях Б—Е.

5.2.2 Определение усилий в элементах теплообменного аппарата 5.2.2.1 Приведенное давление р0 вычисляют по формуле


Ро = [«К (*К -f0 ) ■- «Т (*Т-fo)]V/ + [%-1 + mcp п (mn +0,5р- Kq )] Pj -[ЛМ -1 + mcp + mn (mn +03P • Kp)]PM,

где mcp — коэффициент влияния давления на продольную деформацию труб:


(11)


тср = 0,15


Й1


(12)


5.2.2.2 Приведенное отношение жесткости труб к жесткости фланцевого соединения вычисляют по формуле


Pi


Vaai

p2v*,-


(13)


5.2.2.3 Коэффициенты, учитывающие поддерживающее влияние труб Ф2, Ф3, определяют по таблице 1 или по формулам, приведенным в приложении К.


Таблица 1—Коэффициенты Ф2, Ф3

СО

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

Ф1

2

2,0

2,06

2,28

2,79

3,58

4,5

5,39

0

0,02

0,19

0,62

1,32

2,16

2,94

3,59

ф3

0

0,19

0,76

1,65

2,75

3,76

4,65

5,36


ГОСТ 34233.7-2017

Окончание таблицы 1

со

4

5

6

7

8

9

10

11

Ф1

6,19

7,65

9,08

10,51

11,94

13,36

14,78

л/2 со

4,13

5,13

6,15

7,17

8,19

9,2

10,21

СО

ф3

6,03

7,38

8,81

10,24

11,66

13,08

14,5

л/2ю

5.2.2.4 Значения 7^ Т2, Т3 определяют по приложению Г в зависимости от ю и шп или вычисляют по формулам:

т\ =°i[mn+o-5(1+mn-0(f-1)];    (14)

Т22Г,

(15)

73=ф3тп’

(16)

где f = 1 +1,4co(mn -1). (17) 5.2.2.5 Изгибающий момент и перерезывающую силу, распределенные по краю трубной решетки, вычисляют по формулам:

- для изгибающего момента

Ч1 =

(аЛ P,(T,+p Kq)-pQ T2

lpJ(r1+P.Kq)(r3 + Pi)-rf

(18)

- для перерезывающей силы

(19)

(20)

о _ Рр(тз +Р'\)~Р-\ Т2

к    1(71+PKq)(73+Pl)-722

(21)

(22)

где р1 = р^ф(т1рм-т2-рт);

+ Р?Л

2р|

5.2.2.6 Изгибающий момент и перерезывающие силы, распределенные по периметру перфорированной зоны решетки, вычисляют по формулам:

-    для изгибающего момента

Мап+(а-а^,    (23)

-    для перерезывающей силы

Qa = "VQh-    (24)

5.2.2.7 Осевую силу и изгибающий момент, действующие на трубу, вычисляют по формулам:

- для осевой силы

NT =    ■ Рм - % ■ Рт )а1 + Ф1 ■ Qa + Ф2    • Р • Ма]:    (25)

- для изгибающего момента

(26)

МТ=|Ч^(Ф2Ч+Ф3'Р'М,).

лу ■ а1 ' 'пр

где /пр = I —для аппаратов без перегородок в кожухе; /пр = /1R/3 —для аппаратов с перегородками.

13


5.2.2.8 Нагрузки на кожух вычисляют по формулам: - усилие, распределенное по периметру кожуха


Ц< - 2Рт


(27)


- изгибающий момент, распределенный по периметру кожуха


Мк=г4-т(72'°п + 7'з'Р'Мп) Рг кф ■ р


(28)


- суммарная осевая сила, действующая на кожух

F = nDQK.    (29)

5.2.3 Расчетные напряжения в элементах конструкции

5.2.3.1 Крепления трубной решетки к кожуху или фланцу

Расчетные схемы узлов соединения трубной решетки с концевой обечайкой кожуха теплообменных аппаратов, соответствующих требованиям ГОСТ 31842, приведены на рисунках 7 и 8.

Другие расчетные схемы присоединения трубной решетки к фланцу и корпусу теплообменных аппаратов приведены на рисунках 9 и 10.

Толщину стенки кожуха s., для схемы, приведенной на рисунке 9, принимают равной эквивалентной толщине втулки фланца s3, вычисляемой по ГОСТ 34233.4 (приложение Е).


Рисунок 7 — Решетка, приваренная втавр к обечайке кожуха


Рисунок 8 — Решетка, приваренная встык к обечайке кожуха


Рисунок 9 — Решетка, вваренная во фланец




5.2.3.2 Расчетные напряжения в трубных решетках

Напряжения в трубной решетке в месте соединения с кожухом вычисляют по формулам: - изгибные


П


°р1 “


(sip-cf


(30)


- касательные


ТР1 =


(sip-c)'


(31)


Напряжения в перфорированной части трубной решетки вычисляют по формулам: - изгибные


V


2 ’


- касательные


V =


<Pp(Sp-C)

lQal Фр (Sp-C)’


(32)


(33)


где М —максимальный расчетный изгибающий момент в перфорированной части трубной ре


шетки.


Р Мя

При -1,0 <- <1,0    Мтах    вычисляют    по    формуле


^Чпах


Р


(34)


где А — коэффициент, определяемый по приложению Г в зависимости от ю и тА:

Р ма


тл


(35)


Р Л/Г    р мя

при-- < -1,0 и-- >1,0 Мтах вычисляют по формуле

Од    Од

Чпа*=ВК|.

где В — коэффициент, определяемый по приложению Г в зависимости от ю и пв:


(36)


C3L



Р мя


(37)


5.2.3.3 Напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке вычисляют по формулам: - в меридиональном направлении: мембранные


От


S1 “ск


(38)


изгибные


6\Ми


(si-ck)'


2 ’


(39)


- в окружном направлении: мембранные


=


р a


изгибные


Мф S -с *1 °к


(40)


стиср 0’3%х


(41)

15



5.2.3.4 Напряжения в трубах вычисляют по формулам: - в осевом направлении: мембранные


Мг


°1Т =


"К-Зтк’


(42)


суммарные


СТ1 = °1Т +


*тК1.

2 JT


(43)


в окружном направлении


°2Т “


(c/T-sT)max{|pT|; |рм|; |ртм|}


2s,


(44)


5.2.4 Проверка прочности трубных решеток

5.2.4.1    Проверку статической прочности проводят по формуле

max{Tpl; тр2}-°’8Н-    (45)

5.2.4.2    Проверку трубной решетки на малоцикловую прочность проводят по ГОСТ 34233.6.

Если в расчете должна учитываться ползучесть материала, допускается проводить проверку на

малоцикловую прочность по приложению Д.

При проверке трубной решетки на малоцикловую прочность следует принимать:

- в месте соединения с кожухом


Acti - ар1,

(46)

Ао2 = Аст3 = 0,

(47)


Ка — см. рисунки 7—10;

- в перфорированной части

Д°1 = Дор2,    (48)

Аа2 = Аст3 = 0,    (49)

Ка= 1.    (50)

5.2.4.3 Для многоходовых по трубному пространству теплообменных аппаратов прочность трубных решеток в зоне паза под перегородку проверяют по формуле (84).

При этом следует принимать:

<51>

5.2.5 Проверка жесткости трубных решеток

Проверку проводят, когда к жесткости трубных решеток предъявляются какие-либо дополнительные требования, например для аппаратов со стекающей пленкой, с перегородками по трубному пространству, если недопустим переток между ходами.

Условие жесткости:


W = V^\TlQn+T2VMn\^W\    <52)

Vai

Рекомендуемые допустимые значения прогибов трубных решеток [Щ в зависимости от внутреннего диаметра кожуха аппарата приведены в таблице 2.


ГОСТ 34233.7-2017

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


Таблица 2 — Допустимые значения прогибов трубных решеток

D, м

D < 0,6

0,6 < D < 1

1 <D<2

D > 2

[И/], мм

0,7

0,9

1,1

1,2


5.2.6 Расчет прочности и устойчивости кожуха

Проверку прочности кожуха в месте присоединения к решетке следует проводить только для конструкций, приведенных на рисунках 7, 8 и 10.

5.2.6.1    Условие статической прочности кожуха в месте присоединения к решетке:

"»xs1'3[c!]K.    (53)

5.2.6.2    Проверку кожуха на малоцикловую прочность в месте присоединения к решетке проводят по ГОСТ 34233.6. Если в расчете должна учитываться ползучесть материала, допускается проводить проверку на малоцикловую прочность по приложению Д.

При проверке кожуха на малоцикловую прочность следует принимать:


А°1 °МХ + СТИХ’

(54)

Аа2 = °мср + аи<р

(55)

§Г

СО

II

О

(56)

— см. рисунки 7—10.


5.2.6.3    Если условие прочности кожуха в месте соединения с решеткой по 5.2.6.1 и 5 2.6.2 не выполняется, можно установить переходный пояс увеличенной толщины длиной не менее 2^Ds1.

5.2.6.4    Если осевая сила в кожухе F < 0, следует провести проверку кожуха на местную устойчивость от действия сжимающей силы F по ГОСТ 34233.2.

5.2.7 Расчет труб на прочность, устойчивость и жесткость и расчет крепления труб в решетке

5.2.7.1    Условие статической прочности труб:

тах{а; о}<[о]г    (57)

5.2.7.2    Проверку труб на малоцикловую прочность проводят по ГОСТ 34233.6. Если при расчете необходимо учитывать ползучесть материала, допускается проводить проверку на малоцикловую прочность по приложению Д.

При проверке труб на малоцикловую прочность следует принимать:

Дет, = а.,;    (58)

Да2 = Аа3 = 0;    (59)

Ка= 1.    (60)

5.2.7.3    Проверку труб на устойчивость проводят, если Л/т < 0.

Условие устойчивости:

СТ1Т ^ Фт М-р    (61)


где срт — коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе, определяемый по графику на рисунке 11 или по приложению К, в зависимости от X.


Х = КТ


Ет К-О’


(62)


где    Kj= 1,3

Кт= 1,126

lR = l

Ir = max|/2^; 0,7/^}


—    для рабочих условий;

—    для условий гидроиспытания;

—    для аппаратов без перегородок;

—    для аппаратов с перегородками.


17


ГОСТ 34233.7-2017

Содержание

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

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

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

4    Общие положения....................................................................9

5    Расчет элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов..............................10

6    Расчет элементов аппаратов воздушного охлаждения.....................................22

Приложение А (обязательное) Определение коэффициентов изменения жесткости К* и К*,

для аппаратов с компенсатором на кожухе, расширителем на кожухе

и компенсатором на расширителе...........................................31

Приложение Б (обязательное) Коэффициенты влияния перфорации

на параметры трубной решетки.............................................40

Приложение В (обязательное) Определение коэффициентов системы кожух— решетка,

обечайка — фланец камеры и коэффициента жесткости фланцевого соединения

при изгибе..............................................................41

Приложение Г (обязательное) Коэффициенты 71, Т2, Т3, А и В, используемые в формулах для определения сил и моментов в элементах кожухотрубчатых

теплообменных аппаратов.................................................42

Приложение Д (обязательное) Определение допускаемой амплитуды условных упругих

напряжений при работе материала в условиях ползучести......................45

Приложение Е (справочное) Допускаемая нагрузка на вальцовочное соединение трубы

с решеткой..............................................................46

Приложение Ж (обязательное) Определение вспомогательных величин для расчета

аппаратов воздушного охлаждения.........................................47

Приложение И (обязательное) Коэффициенты податливости элементов аппаратов

воздушного охлаждения...................................................49

Приложение К (справочное) Расчетные зависимости для определения величин,

приведенных в таблицах и на графиках......................................52

IV

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

Теплообменные аппараты

Vessels and apparatus.

Norms and methods of strength calculation. Heat-exchangers

Дата введения — 2018—08—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов и аппаратов воздушного охлаждения, применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным давлением. Нормы и методы расчета на прочность применимы, если отклонение от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов не превышают допусков, установленных нормативными документами. Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ 34233.1.

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.

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

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 31842-2012 Нефтяная и газовая промышленность. Теплообменники кожухотрубчатые. Технические требования

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

Издание официальное

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:

А    —    коэффициент    для    определения    максимального    изгибающего    момента в перфорирован

ной части трубной решетки;

Ав    —    суммарная    площадь    сечения болтов (шпилек) по внутреннему диаметру резьбы или на

груженному сечению наименьшего диаметра, мм2;

Дком — коэффициент формы компенсатора;

/4р, Лр1, Ар2 — вспомогательные коэффициенты, используемые при расчете теплообменных аппаратов с расширителем на кожухе;


А

а


у


ап

а1

в


О

°пер

ер1 > ер2 ВВ1 в2

вз

В4

ВР

Вт


ьп

b,-vb,


с


коэффициент для определения максимального прогиба трубы, мм; внутренний радиус кожуха, мм;

расстояние от оси пучка до оси наиболее удаленной трубы, мм; расстояние от оси кожуха до оси наиболее удаленной трубы, мм;

коэффициент для определения максимального изгибающего момента в перфорированной части трубной решетки;

ширина канавки под прокладку в многоходовом аппарате, мм; ширина перегородки в трубном пространстве, мм;

вспомогательные коэффициенты, используемые при расчете теплообменных аппаратов с расширителем на кожухе;

внутренний размер камеры аппарата воздушного охлаждения в поперечном направлении, мм;

ширина зоны решетки камеры аппарата воздушного охлаждения, в пределах которой толщина решетки равна s1A, мм;

наружный размер прокладки в поперечном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения (см. рисунки 15—18), мм;

расстояние между осями болтов (шпилек) в поперечном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения (см. рисунки 15—18), мм;

наружный размер в поперечном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения (см. рисунки 15—18), мм;

расчетный поперечный размер решетки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм;

расчетная ширина перфорированной зоны решетки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм;

эффективная ширина прокладки, мм; ширина тарелки фланца кожуха, мм; ширина тарелки фланца камеры, мм; ширина плоской прокладки, мм;

ширина промежуточных пролетов камер (см. рисунки 23, 24), мм; параметр жесткости компенсатора;

расчетная прибавка к толщине трубной решетки, крышке плавающей головки, элементам аппаратов воздушного охлаждения, мм. При назначении величины с для трубной решетки и крышки плавающей головки следует учитывать коррозию как со стороны трубного, так и межтрубного пространства;


2


ГОСТ 34233.7-2017

ск    —    расчетная прибавка к толщине стенки кожуха, мм;

сп    —    расчетная прибавка к толщине перегородки теплообменного    аппарата    или    аппарата    воз

душного охлаждения, мм. При назначении величины сп следует учитывать, что перегородка подвергается двусторонней коррозии;

ср    —    глубина канавки под прокладку под пробку в задней стенке неразъемной    камеры,    мм;

D    —    внутренний диаметр кожуха или плавающей головки, мм;

D6 к — диаметр окружности расположения болтов фланцевого соединения полукольца плавающей головки с крышкой, мм;

DB    —    наименьший диаметр утоненной части решетки, мм;

De    —    диаметр окружности, вписанной в максимальную беструбную площадь, мм;

DK0M — наружный диаметр компенсатора, мм;

DH    —    наружный диаметр фланца, мм;

DH к — наружный диаметр полукольца плавающей головки, мм;

Dp    —    диаметр сечения полукольца плавающей    головки, имеющего наименьшую толщину,    мм;

Dcn    —    средний диаметр прокладки, мм;

D1    —    внутренний диаметр расширителя, мм;

с/Е    —    эффективный диаметр отверстия в трубной решетке или задней стенке, мм;

с/ком — внутренний диаметр компенсатора, мм; dnj    —    размер отверстий в /-й перегородке, мм;

с/пр    —    диаметр резьбы пробок в задних стенках камер аппаратов воздушного охлаждения, мм;

dT    —    наружный диаметр трубы, мм;

dQ    —    диаметр отверстия в решетке, мм;

Е    —    модуль продольной упругости материала крышки камеры аппарата воздушного охлажде

ния (см. приложение И), МПа;

Ер    —    модуль продольной упругости материала    решетки, МПа;

Ер1    —    модуль продольной упругости материала    1-й решетки, если    модули упругости    двухтруб

ных решеток отличаются друг от друга, МПа;

Ер2    —    модуль продольной упругости материала 2-й решетки, если модули упругости двухтруб

ных решеток отличаются друг от друга, МПа;

Ed    —    модуль продольной упругости    материала    камеры, МПа;

Ек    —    модуль продольной упругости    материала    кожуха, МПа;

Е«ом    —    модуль продольной упругости    материала    компенсатора, МПа;

Еп    —    модуль продольной упругости    материала    прокладки, МПа;

Ет    —    модуль продольной упругости    материала    труб, МПа;

Е1    —    модуль продольной упругости    материала    фланца кожуха, МПа;

Е2    —    модуль продольной упругости    материала    фланца камеры, МПа;

F    —    суммарная осевая сила, действующая на кожух, Н;

Еп    —    усилие на прокладке плавающей головки, Н;

Ев    —    усилие в болтах (шпильках) камеры аппарата воздушного охлаждения в условиях экс

плуатации, Н;

Е0    —    усилие в болтах (шпильках) камеры аппарата воздушного охлаждения в условиях испы

тания или монтажа, Н;

F1    —    усилие от болтовой нагрузки на единицу длины решетки или крышки камеры аппарата

воздушного охлаждения, Н/мм; 1

fn    — коэффициент, зависящий от соотношения сторон перегородки по трубному пространству;

fQ    — коэффициент, зависящий от соотношения сторон перфорированной зоны решетки аппа

рата воздушного охлаждения;

f|    —    коэффициент, зависящий от соотношения сторон крышки аппарата воздушного охлажде

ния;

f2    —    коэффициент, зависящий от соотношения сторон крышки аппарата воздушного охлажде

ния;

f3    —    коэффициент, зависящий от соотношения сторон задней стенки камеры аппарата воз

душного охлаждения;

f4    —    коэффициент, зависящий от соотношения сторон боковой стенки камеры аппарата воз

душного охлаждения;

Н    —    глубина крышки камеры аппарата воздушного охлаждения (см. рисунки 15—18), мм;

h    —    выступающая часть отбортовки эллиптического днища плавающей головки, мм;

hn    —    толщина прокладки, мм;

/?!    —    толщина тарелки фланца кожуха, мм;

/?2    —    толщина тарелки фланца камеры, мм;

/    —    число труб;

Jj    —    момент инерции поперечного сечения трубы, мм2;

Кком    —    жесткость компенсатора, Н/мм;

Kq    —    коэффициент изменения жесткости системы трубы — кожух при действии осевой силы;

К*    —    отношение осевого перемещения компенсатора или расширителя при действии растя-

4    гивающей силы к осевому перемещению краев корпуса межтрубного пространства без

компенсатора и расширителя от действия той же силы;

Кр    —    коэффициент изменения жесткости системы трубы — кожух при действии давления;

К*    — отношение осевого перемещения компенсатора или расширителя при действии давле-

р    ния к осевому перемещению краев корпуса межтрубного пространства без компенсатора

и расширителя от действия того же давления;

Крас    —    жесткость расширителя, Н/мм;

Ку    —    модуль упругости основания (системы труб), Н/мм1;

KG    —    эффективный коэффициент концентрации    напряжения;

Кф    —    коэффициент жесткости фланцевого соединения при изгибе, Нмм;

Кф1    —    коэффициент жесткости фланца кожуха при изгибе, Н мм;

Кф2 — коэффициент жесткости фланца камеры при изгибе, Н мм;

/С,    — коэффициент жесткости втулки фланца кожуха при изгибе, Н мм;

К2    — коэффициент жесткости втулки фланца камеры при изгибе, Н мм;

Ку    —    коэффициент условий работы при расчете    труб на устойчивость;

Lpac    —    длина расширителя, мм;

Lp    —    расчетный размер решетки аппарата воздушного охлаждения в продольном направле

нии, мм;

Lnep — длина перегородки в трубном пространстве, мм;

L0    —    внутренний размер камеры аппарата воздушного охлаждения в продольном направле

нии, мм;

/_2    —    наружный размер прокладки в продольном направлении для камеры аппарата воздушно

го охлаждения (см. рисунки 15—18), мм;

/    —    половина длины трубы теплообменного аппарата или аппарата воздушного охлаждения, мм;

ГОСТ 34233.7-2017

/пр    —    приведенная длина трубы, используемая при расчете прогиба труб и изгибающего мо

мента, действующего на трубу, мм;

/в    —    глубина развальцовки труб, мм;

/р    —    длина ввинчивания пробки, мм;

/п    —    расстояние от решетки до перегородки, мм;

/п/    —    расстояние между отверстиями в /-й перегородке, мм;

lR    —    расчетная длина труб при продольном изгибе, мм;

/1    —    плечо изгибающего момента, действующего на решетку аппарата воздушного охлажде

ния, мм;

/2    —    плечо изгибающего момента, действующего на фланец крышки аппарата воздушного ох

лаждения, мм;

/1R    —    максимальный пролет трубы между решеткой и перегородкой, мм;

12r    —    максимальный пролет трубы между перегородками, мм;

Мтах — максимальный изгибающий момент в перфорированной части трубной решетки, Н мм/мм;

М    —    расчетный изгибающий момент, действующий на крышку плавающей головки, Нмм;

Ма    —    изгибающий момент, распределенный по периметру перфорированной части трубной ре

шетки, Н-мм/мм;

Мк    —    изгибающий момент, распределенный по периметру кожуха, Н    мм/мм;

Мп    —    изгибающий момент, распределенный по периметру трубной решетки, Н мм/мм;

Мт    —    изгибающий момент, действующий на трубу, Н мм;

[М\    —    допускаемый изгибающий момент для фланца крышки плавающей    головки,    Н    мм;

[М]ф    —    допускаемый изгибающий момент для днища крышки плавающей головки,    Н    мм;

т    —    прокладочный коэффициент;

Л7Д    —    коэффициент для определения максимального изгибающего момента в перфорирован

ной части трубной решетки;

/пср    —    коэффициент влияния давления на продольную деформацию труб;

тп    —    относительная характеристика беструбного края трубной решетки;

т1    —    коэффициент влияния давления на изгиб 1-го фланца, мм2;

т2    —    коэффициент влияния давления на изгиб 2-го фланца, мм2;

N    —    число циклов нагружения за расчетный срок службы (если число циклов не оговорено,

рекомендуется принимать N = 2000);

Л/т    —    осевая сила, действующая на трубу, Н;

[Л/]тр    — допускаемая нагрузка на соединение трубы с решеткой способом развальцовки, Н;

пком    —    число линз (волн) компенсатора;

пв    —    коэффициент для определения максимального изгибающего момента в перфорирован

ной части трубной решетки;

р    —    расчетное давление в камере аппарата воздушного    охлаждения,    МПа;

рпр    —    пробное давление при испытании в камере    аппарата воздушного    охлаждения, МПа;

рм    — расчетное давление в межтрубном пространстве, МПа;

рт    — расчетное давление в трубном пространстве, МПа;

рр    —    расчетное давление, действующее на решетку кожухотрубчатого теплообменного аппа

рата, МПа. Принимается равным максимально возможному перепаду давлений, действующих на решетку;

р0    —    приведенное давление на решетку, МПа;

5

Pi    —    приведенное давление на фланцы, МПа;

[р.,]    —    допускаемое избыточное давление из условий прочности краевой зоны сферического не-

отбортованного днища, МПа;

Р    —    относительное давление, МПа;

Рб    —    усилие    в    шпильках плавающей    головки,    Н;

Pq    —    усилие    в    шпильках плавающей    головки    в    условиях монтажа,    Н;

рР    —    усилие    в    шпильках плавающей    головки    в    рабочих условиях,    Н;

Qa    —    перерезывающая сила, распределенная по периметру перфорированной зоны решетки,

Н/мм;

Qfl    —    равнодействующая давления, действующего на крышку плавающей головки, Н;

QK    —    усилие, распределенное по периметру кожуха, Н/мм;

Qn    —    перерезывающая сила, распределенная по краю трубной решетки, Н/мм;

[q]T    —    допускаемая нагрузка на единицу площади сечения трубного пучка из условия прочности

труб, МПа;

[q]s, [g]s1, [g]s2 — допускаемая нагрузка на единицу площади сечения трубного пучка из условия прочности крепления трубы в решетке, МПа;

R    —    радиус гиба в углу крышки камеры аппарата воздушного охлаждения (см. рисунки 16—18);

R1    —    радиус центра тяжести тарелки фланца кожуха, мм;

R2    —    радиус центра тяжести тарелки фланца камеры, мм;

гком    —    радиус гиба при вершине волны компенсатора, мм;

sK    —    толщина стенки кожуха, мм;

sn    —    толщина трубной решетки в сечении канавки под перегородку, мм;

s3    —    эквивалентная толщина втулки фланца, мм;

sp    —    толщина трубной решетки, мм;

sp1    —    толщина 1-й решетки, если две трубные решетки отличаются    друг от друга,    мм;

Sp2    —    толщина 2-й решетки, если две трубные решетки отличаются    друг от друга,    мм;

spr    —    толщина трубной решетки в месте уплотнения под кольцевую прокладку, мм;

§Р    —    расчетная толщина трубной решетки, мм;

sT    — толщина стенки трубы, мм;

s1    — толщина стенки кожуха в месте соединения с трубной решеткой или с фланцем, мм;

s2    —    толщина стенки камеры в месте соединения с трубной решеткой или с фланцем, мм;

s1p    —    толщина решетки в зоне кольцевой канавки, мм;

snep    —    толщина перегородки по трубному пространству, мм;

s1nn    —    толщина донышка плавающей головки, мм;

s1A    —    толщина трубной решетки камеры аппарата воздушного охлаждения в пределах зоны

перфорации, мм;

s2A    —    толщина трубной решетки камеры аппарата воздушного охлаждения в месте уплотнения, мм;

s3A    —    толщина трубной решетки камеры аппарата воздушного охлаждения вне зоны уплотне

ния, мм;

s4A    —    толщина донышка крышки для камер по рисункам 15—18, толщина задней стенки для

камер по рисункам 20—24, мм;

s5A    —    толщина стенки крышки в месте присоединения к фланцу — для камер по рисункам 15—17,

толщина верхней и нижней стенок — для камер по рисункам 21—24, мм. Для камер по рисункам 18 и 20: s5A равно s4A;

6

1

2