|
|
|
«УТВЕРЖДАЮ»
|
|
|
|
Начальник ВПО «Союзнефтехиммаш»
_________________ В.В. Плещевский
«____» ________________ 1983 г.
|
РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
МАТЕРИАЛ
|
Расчет на прочность элементов
аппаратов воздушного охлаждения
высокого давления
|
РТМ 26-02-65-83
|
Настоящий
РТМ устанавливает нормы и методы расчета на прочность коллекторов продукта и коллекторов
секций (рис. 1,
2)
аппаратов воздушного охлаждения, работающих в условиях однократных или
многократных статических нагрузок под давлением от 16 МПа до 40 МПа.
РТМ применим
при соблюдении требований к материалам, конструкции, изготовлению и контролю,
содержащихся в нормативно-технической документации, утвержденной в
установленном порядке.
Допускается
использовать РТМ для расчета аналогичных конструкций, работающих под внутренним
давлением меньше 16 МПа.
Расчет
продуктовых и теплообменных труб (поз. 9, 4 рис. 1, 2), колен (поз. 8, рис. 1) и
заглушек (поз. 6, 10 рис. 1, 2) должен выполняться по РД
РТМ 26-01-44-78 «Детали трубопроводов на давления свыше 100 до 1000 кгс/см2
(свыше 9,81 до 98,10 МПа). Нормы и методы расчета на прочность».
Элемента аппарата воздушного
охлаждения высокого давления
Рис. 1.
1, 2 - коллекторы
продукта, 3, 5 - коллекторы секций, 4 - теплообменные трубы,
6 - заглушки, 7 - штуцера, 8 - колена, 9 - продуктовые трубы.
Коллектор секции
Рис. 2
1 - коллектор секции, 2, 3 - гребенки, 4 -
теплообменные трубы,
5 - штуцера, 6 - заглушки.
1. Условные обозначения
С - сумма
прибавок к расчетной толщине стенки, мм (см)
Dн
- наружный диаметр коллектора, мм (см)
dн
- наружный диаметр штуцера, мм (см)
di - диаметр i-го участка ступенчатого
отверстия, мм (см)
dR - расчетный диаметр отверстия, мм (см)
- расчетные диаметры двух рядом
расположенных отверстий, мм (см)
Σf -
сумма компенсирующих площадей укрепляющих деталей, мм2 (см2)
fсв.
- компенсирующая площадь сварного шва, мм2 (см2)
fш
- компенсирующая площадь штуцера, мм2 (см2)
Σf1, Σf2 - суммы компенсирующих площадей
укрепляющих деталей двух рядом расположенных штуцеров, мм2 (см2)
hш
- высота компенсирующей зоны штуцера, мм (см)
l1 - высота штуцера, мм (см)
l1R - расчетная высота штуцера,
мм (см)
m - коэффициент
Р - расчетное
давление, МПа (кгс/см2)
S - толщина стенки коллектора, мм (см)
Sгр
- ширина гребенки, мм (см)
Sα - глубина i-го участка ступенчатого
отверстия, мм (см)
SR - расчетная толщина стенки коллектора, мм (см)
SR0 - расчетная толщина стенки коллектора без учета
ослабления, мм (см)
S1
- толщина стенки штуцера, мм (см)
S1R - расчетная толщина стенки
штуцера, мм (см)
t1,
t2
- шаги размещения отверстий в продольном и поперечном направлениях,
соответственно, мм (см)
У -
безразмерный коэффициент
Δ -
минимальный размер сечения сварного шва, мм (см)
[σ] -
допускаемое напряжение для материала коллектора при расчетной температуре, МПа
(кгс/см2)
[σ]1 - допускаемое
напряжение для материала штуцера при расчетной температуре, МПа (кгс/см2)
η -
коэффициент прочности коллектора
η' -
коэффициент прочности неукрепленного коллектора, ослабленного одиночным
отверстием
η'',
η''р - коэффициенты прочности неукрепленного коллектора,
ослабленного рядом (группой) отверстий
à - безразмерный коэффициент
Величины С, Р,
[σ] и [σ]1 определяются по ГОСТ 14249-80.
2. Условия применения расчетных формул
Расчетные формулы применены при отношении толщины
стенки к наружному диаметру
3. Толщина стенки коллектора
Толщина стенки коллектора должна отвечать условию
S
≥ SR + С
Коэффициент прочности коллекторов, ослабленных отверстиями η определяется
по п. 4.3.
- для одиночных отверстий и по п. 5.1. - для группы (ряда) отверстий. В расчет
принимается наименьшее из полученных значений η.
4. Укрепление одиночного отверстия в стенке коллектора
4.1. Одиночным считается отверстие, кромка которого удалена от
кромки ближайшего отверстия на расстояние не менее
4.2. Расчетный диаметр отверстия
определяется по формулам
Рис. 3
- для гладких отверстий
dR = dн - 2S1 + 2С
- для ступенчатых отверстий (рис. 3)
4.3. Коэффициент прочности коллектора,
ослабленного одиночным отверстием, определяется по формуле
где
Σf = fш + fсв.
fш = 2hш(S1 - S1R - C)
hш = min{l1; l1R}
5. Укрепление группы (ряда) отверстий в стенке коллектора
5.1.
Коэффициент прочности коллектора, ослабленного рядом отверстий, определяется по
формуле
где
η" - определяется по
пп. 5.2.,
5.3.
SR0
- определяется по п. 3 при η = 1 и С = 0
dR - определяется по п. 4.2.
Для двух радом расположенных отверстий различных диаметров
dR = 0,5 · (dR1
+ dR2)
dR1
и dR2 - определяются по п. 4.2.
- определяется по п. 4.3.
Σf - для
штуцеров, приваренных непосредственно к стенке коллектора определяется по п. 4.3.
Для двух рядом расположенных штуцеров различных диаметров
Σf = 0,5 · (Σf1 + Σf2)
Σf1 и Σf2 - определяются по п. 4.3.
Для штуцеров,
приваренных к гребенке, при определении коэффициента прочности продольного ряда
отверстий, Σf принимается
равной площади сечения гребенки между отверстиями.
При определении
коэффициента прочности для поперечного или косого ряда отверстий, укрепленных
гребенками, идущими в продольном направлении, Σf определяется по п. 4.3. При
этом, S1
принимается равным;
Si
= 0,5 · (Sгр - dR)
5.2.
Коэффициент прочности коллектора, ослабленного рядом из более чем 2-х
неукрепленных отверстий
5.2.1.
В случае продольного ряда:
5.2.2.
В случае поперечного ряда:
5.2.3.
В случае косого ряда
где
5.2.4. При шахматном
расположении отверстий принимают меньшее из значений η", определенных
по п.п. 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3.
5.3.
Коэффициент прочности коллектора, ослабленного двумя неукрепленными отверстиями
диаметром d1 и d2, определяется по формуле
где η" -
определяется по п. 5.2., как для ряда отверстий
dR - определяется как в п. 5.1.
б. Минимальный размер сечения сварного шва, приварки штуцера
к коллектору (рис. 4) должен удовлетворять условию:
Рис. 4
7. Проверка на усталостную прочность
7.1. Для аппаратов,
работающих при многократных нагрузках с количеством циклов нагружения более 103
за весь срок эксплуатации, кроме расчета по настоящему РТМ, следует выполнять
проверку на усталостную прочность.
7.2.
Если колебания нагрузки не превышают 15 % от расчетной, то проверки на усталостную прочность
выполнять не следует.
Замдиректора
ВНИИНефтемаша Г.В.
Мамонтов
Зав.
отделом № 41 Э.Г.
Стамбулян
Зав.
отделом № 19 А.И.
Шапиро
Зав.
лабораторией № 19Л1 С.И.
Зусмановская
Гл.
конструктор проекта И.Е.
Зейде
Мл.
научный сотрудник Б.С.
Вольфсон
