СССР
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
УПЛОТНЕНИЯ КЕПОДБИЯНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ДЛЯ СОСУДОВ И АППАРАТОВ НА ДАВЛЕНИЕ СВЫШЕ 10 ДО 100 МПа (СВЫШЕ 100 ДО 1000 КГС/СМ2).
Методика расчета на прочность и плотность РД 26-01- 468 -88 Издание официальное
СОГЛАСОВАНО
Зачеогатель начальника Управления оборудования ' Министерства по производству минеральных удобрений
Прокофьев |
У1ВЕРЕШ) ^Дивектор УкрНИИхимиаша .П.Прядкин |
ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ УПЛОТНЕНИЯ НЕПОДВИЖНЫЕ КБТАЛПИЗДСКИВ ДЛЯ СОСУДОВ И АППАРАТОВ НА ДАВЛЕНИЕ СВЫШЕ 10 ДО 100 МПа (СВЫШЕ 100 ДО 1000 КГС/СМ2).
Методика расчета на прочность и плотность.
4^Мр1~1бВ-88
Директор ИркутскШЬсаыйаша ’ч: /
\ i V'-t : ' ^
• ’ •
Заместитель директора- У* :у' по научной работе "•
Заведующий отделом стандартизации
A. К.Древин З.К.Погодин
B. П.Вирюкин Р. Г. Золоте нин
Руководитель теш, заведующий отделом прочности
Заведующий лабораторией
Научный сотрудник
Старший научный сотрудник
СОГЛАСОВАНО
Заведующий базовым отделом стандартизашда УкрШИхишаша «^^^^В.В.Проголаев
см. на обороте
РД 26-01-168-68 С.7
2.1.7. Осевую нагрузку, действующую на шпильки от неравномерности натре за элементов уплотнения, а также различия величин коэффициентов линейного расширения его сопрягаемых деталей, вычисляют по формуле
Ееличину 0t учитывают в формуле (I) при условии 0^>0.
Если величина 0t <■ О то при /QJ * о,10, она
не учитывается в формуле (I).
В любом случае ( 0) > 0 или Qt О )
при fQj > 0,1 необходимо принять другие соче
тания материалов деталей уплотнения или изменить их геометрические размеры и тепловой режим работы уплотнения.
2.1.8. Суммарное осевое температурное перемещение деталей уплотнения в зоне контакта вычисляют по формуле
(V ~£^У {н* щг h (?)
tf' 2Л&Х ~ ^
Величины коэффициентов линейного расширения ,
Лк , 9 , об^ для соответствующих материалов
приведены в приложении 4
2.1.9. Расчетную длину шпильки вычисляют по формуле
+ (8)
Величину зазора h,ai определяют конструктивно с учетом
размеров элементов уплотнения
в соответствии с ОСТ 2Я-01-.
Толщину кринки Нкр определяют в соответствии с СТ СЭВ 5206-85, высоту шайбы hwf определяют в соответствии с ОСТ 26-0I-I4I-8I.
Толщину крышки Нк на диаметре вычисляют по
формуле
Размеры уплотнительного элемента крышки //v ,
определяют согласно ОСТ 26-01-86-88.
2.1.10. Суммарный коэффициент осевой податливости уплотнения вычисляют по формула
(10)
2.1.11. Коэффициент осевой податливости уплотнительного кольца вычисляют по формуле-
; 0.t2S- /Ггл- (II)
**«Г 7 Ьг,- С Щ+Я
2.1.12. Величины коэффициентов осевой податливости
фланца Л и крышки 2ы определяют расчетным Г
путем или экспериментально с учетом конкретного конструктивного оформления фланца и крышки.
Допускается при упрощенных расчетах принимать в формуле (10) величины коэффициентов 2^т 2К~ О
2.1.13. Коэффициент осевой податливости шпилек вычисляют по формуле
Jr K4 (tujL + cLui) (12)
где диаметр резьбы шпилек сСщ, принимают в соответствии с ГОСТ 26303-84, ОСТ 26-0I-I39-8I.
РД 26-01-168-88 С.9
2*1.14. Коэффициент осевой податливости шайб вычисляют по формуле
1 |Г к, • hq
где площадь поперечного сечения шайбы Г ^
в соответствии с ОСТ 26-0I-I4I-8I.
2.1.15. При пробном гидравлическом давлении PAff усилие.
вычисляют по форьдгле (I),
при этом в расчетные формулы (2) и (4) подставляют значение
2.1.16. При технологической опрессовке сосуда или аппарата давлением Р^. , усилие, действующее на шпильки
07€Х # вычисляют по формуле (I), при этом в расчетные
формулы (2) и (4) подставляют значение PJCX вместо Р и принимают равным нулю.
2.1.17. При выполнении уплотнительного кольца из материала с пределом текучести (5Т < ЗЬОМПа (3500кгс/сМ^)
рассчитывают его диаметральные размеры.
Осевые размеры элементов уплотнения для соответствующего диаметра принимают по ОСТ 26-01-.44-68.
2.1.18. Толщину уплотнительного кольца вычисляют по форцуле
(14)
где CL ж 160 мм.
2.1.19. Напряжение смятий* прокладки в зависимости от ее материала принимают:
1) для алюминия = 70 МПа (700 кгс/см^);
2) для меди г?" = 100 МПа (1000кгс/см^).
16*
2.1.20. Средний диаметр уплотнения вычисляют по фор
муле
Лн-п'+&=£ь -Цу, (15)
где Л'&Л+с,. (16)
Величина С выбирается из табл. I
Таблица У
Л |
О |
0г 200 до 300 включ. |
2 |
Св. 300 ■ 600 " |
3 |
■ 600 * 1200 " |
4 |
* 1200 " 1800 " |
5 |
- 1800 " 2400 • |
6 |
« 2400 ■ 2800 " |
7 |
" 2800 • 3200 11 |
8 |
2.1.21. Внутренний диаметр уплотнительного кольца вычисляют по форкфгле
Д-Л + (h-hj-tj'f-li (17)
2.I.22. Диаметр упора на крышке вычисляют по формуле
д-Д-гД (is)
2.1.23, Рвдиальный зазор между уплотнительным кольцом
и упором на крышке вычисляют по формуле
. А-яД,
У.
2.1.24. Усилие в шпильках после их затяжки перед гидравлическим испытанием технологическим давлением опрессовки Р7ех 9 пробным давлением P„f и перед эксплуатацией в рабочих условиях вычисляют по формуле
Г) .0-0 - ЗГ-JUf с,--SUllY*Г) (20)
юг К,- COif
2.1.25. Расчетную ширину уплотнительной поверхности
вычисляют по формуле
2.1.26. Угол трения на уплотнительных поверхностях принимают f = 15°.
2.2. Уплотнение с кольцом треугольного сечения
2.2.1. Конструкция уплотнения представлена на черт. 2.
2.2.2. Расчетное усилие 0 , действующее на шпильки,
вычисляют по формуле (I).
2.2.3. Равнодействующую внутреннего давления среды на крышку вычисляют по формуле
» Ж— . nL Р (22)
4г-К4 г
2.2.4. Осевую составляющую равнодействующей внутреннего давления среды на уплотнительное кольцо вычисляют по формуле
РД 26-01- 168 -88 С. 12 Уплотнение с кольцом треугольного сечения
I - уплотнительное кольцо; 2 - элемент уплотнения крышки; 3 * элемент уплотнения корпуса.
Четуг. ?
СОГЛАСОВАНО
Заместитель' директора по научной работе НШГОЬЙАШа - ”-Н'Г * Д
.В. Грязнов
СОГЛАСОВАЮ
инне'нер ПО "Урэлхимыаш" Н.К.Глобин
0/«
СОГЛАСОВАНО
'г-.
л %j-.[.: -4 N
Б.М.Г^сев 'о9.ба/хх '
^СОГЛАСОВАНО'
мехаяиг ШАДа
Зачеститель председателя Госгортехнадзора СССР Зубенко В.И.
S I5-I5/27/I73 от 17.06.88.
(УДЕРЖАНИЕ
I» Общие положения....... . 2
2. Методика расчета на прочность и плотность . • . 5
2.1. Уплотнение с двухконусным кольцом ...... о
2.2. Уплотнение с кольцом треугольного сечения . . II
2.3. Уплотнение с кольцом восьмиугольного сечения 15
2.4. Уплотнение с плоской прокладкой ....... 20
Приложение I Условные обозначения ............
Приложение 2 Расчетные характеристики материалов уплотнительных колец при повышенных температурах ................... 30
Приложение 2 Расчетные характеристики материалов крышки и фланца корпуса при повышенных температурах ................. 32
Приложение 4 Средние коэффициенты линейного расширения
1/ * 10^ 1/град............. 23
Приложение 5 Модуль упругости материалов при повышенных
температурах.............. 34
Информационные данные.......... 35
Группа Г02
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
УПЛОТНЕНИЯ НЕПОДВИЖНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ДЛЯ СОСУДОВ И
АППАРАТОВ НА ДАВЛЕНИЕ СВЫШЕ РД 26-01-16В-38
10 ДО ТОО МПа (СВЫШЕ 100 ДО 1000 КГС/СМ2)
Методика расчета на прочность и плотность 0КСТ7 3603
Дата введения 01.01.89 Настоящий руководящий документ распространяется на уплотнения неподвижные металлические с кольцами двухконусного, треугольного, восьмиугольного сечений и с плоской прокладкой для сосудов и аппаратов с диаметрами уплотнения 200-3200мм, работающих при статическом и малоцикловом нагружениях внутренним давлением свыше ГО до ЮОМПа (свыше 100 до 1000 кгс/см^) и расчетной температуре стенки от минус 40°С до 420°С. Уплотнения с двухконусными кольцами и кольцами треугольного сечения сосудов и аппаратов изготавливаемых в соответствии с ОСТ 26-01-221-66, допускается рассчитывать по данному руководящему документу, при нагружении внутренним давлением до 130 МПа.
Руководящий документ устанавливает методику расчета на прочность и плотность уплотнений сосудов и аппаратов высокого давления, рассчитанных в соответствии с ОСТ 26-1046-37, отвечающих требованиям ОСТ 26-01-9-80, ОСТ 26-01-221-86 и работа-
РД 26-01-163-38 С.2
щюс в химической, нефтехимической промышленности, производстве минеральных удобрений и других смежных отраслях промышленности.
Руководящий документ должен применяться совместно с ОСТZ6-Q4-
На уплотнения сосудов и аппаратов, спроектированные до 01.01.89г. в соответствии с ОСТ 26-01-87-78 и изготовленные до 01.01.90г. требования настоящего руководящего документа не распространяются.
I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. В настоящем руководящем документе в качестве уплотнения рассматривается разъемное соединение, состоящее из уплотнительного кольца (прокладки) и элементов уплотнения в крышке и корпусе, обеспечиБащих необходимое взаимное расположение данных деталей после сборки и в процессе эксплуатации сосуда или аппарата высокого давления.
1.2. В руководящем документе приведены:
1) расчеты на прочность (определение осевых усилий, действующих на шпильки от расчетного давления с учетом тепловых воздействий при стационарных режимах, пробного давления и технологического давления опрессовки);
2) расчеты геометрических размеров уплотнительных колец и прокладок;
3) расчеты на плотность (определение усилий в шпильках после затяжки, обеспечивающих герметизацию уплотнения).
1.3. Условные обозначения расчетных величин приведены в приложении I.
1.4. Определение величин рабочего и расчетного давлений.
РД 26-01-166-88
расч5-.-зЯ температуры следует производить в соответствии с ГССГ 14249-80.
Величину пробного давления следует назначать в соответствии с Правилами Госгортехнадзора и ГОСТ 11879-81.
Величина дазления опрессовки и метод проведения гидравлического испытания по ОСТ 26-01-221-86, раздел 7.
1.5. Расчет геометрических размеров уплотнительных колец (прокладок) и элементов уплотнений следует производить з следующих случаях:
I) для уплотнения с двухконусным кольцом из материалов 20* О
с пределом текучести (5г 350 МПа (3500 кгс/см );
2) для уплотнения с кольцом восьмиугольного сечения из
ю 2
материалов с пределом текучести (5Г ^ 230МПа (2300кгс/см );
3) для уплотнения с плоской прокладкой - з любом случае.
Во всех остальных случаях зыбор геометрических размеров
уплотнительных колец, осевых размеров прокладок и элементов уплотнений следует производить в соответствии с ОСТ 26-01-86-88.
1.6. Влияние тепловых воздействий на усилия, возникающие в шпильках, необходимо учитывать в следующих случаях:
1) для уплотнения с плоской прокладкой при расчетной температуре i ^ 200°С;
2) для остальных типов уплотнений при расчетной темпера*-туре ~L >■ 300°С;
3) когда разность между величинами коэффициентов линейного расширен;:* материалов элементов уплотнения и шпилек составляет более 2,5*10“^ I/град при расчетной температуре •£ > 100°С. Например: для уплотнений с кольцами двухконусного, треугольного и восьмиугольного сечений, выполненных из аустенитных сталей.
РД 26-01- 46А-88 С.4
1.7. Среднюю величину температуры деталей уплотнения для. стационарных режимов работы следует определять на основании тепловых расчетов, результатов замера фактических температур на сосудах и аппаратах, аналогичных проектируемы!', а также результатов экспериментов. В случае отсутствия таких данных следует принимать:
1) для сосудов и аппаратов, крышка и фланец корпуса которых не теплоизолированы с наружной поверхности и расположенных в закрытых блоках.
%, = = О.&З;
■L =о,е-£ ;
UU1
-L .
2) для сосудов и аппаратов, крышка и фланец корпуса которых теплоизолированы с наружной поверхности
1.8. Механические и физико-механические характеристики материалов элементов уплотнений для расчетных температур приведены в приложениях 2-5.
Величины механических характеристик материалов для промежуточных значений температур определяются методом интерполяции.
2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ И ПЛОТНОСТЬ
2.1. Уплотнение с двухконусным кольцом
2.1.1. Конструкция уплотнения предстевлена на черт. I.
2.1.2. Расчетное усилие действующее на шпильки, вычисляют по формуле
2.1.3. Равнодействующую внутреннего давления среды на крьшку вычисляют по формуле
°г-?к~Кр■ (г>
где
2.1.4. Средний диаметр уплотнительного соединения вычисляют по формуле
2.1.5. Осевую составляющую равнодействующей внутреннего давления среды на уплотнительное кольцо вычисляют по формуле
р - МПа (кп/с*1) р
W МПа (400 кгс/см^)
2.1.6. Высоту уплотнительного кольца по средней линии уплотнительных поверхностей вычисляют по формуле
l h,* ht (5)
I - уплотнительное кольцо; 2 - элемент уплотнения крышки;
РД 26-01-168-88 С. 6 Уплотнение с двухконусным кольцом |
|
3 - элемент уплотнения корпуса; 4 - прокладка; 5- прижимное кольцо; 6 - болт
Примечание* Уплотнение изображено в неэатянутом состоянии.
Черт. I.