ОПОРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ И КОНИЧЕСКИЕ
ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ

ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ

АТК 24.200.04-90

АЛЬБОМ ТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ОПОРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ И КОНИЧЕСКИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ Типы и основные размеры

АТК 24.200.04-90

Дата введения 01.01.91

1. Настоящий АТК распространяется на опоры стальные сварные цилиндрические и конические стальных вертикальных аппаратов диаметром от 400 до 6300 мм при приведенных нагрузках на опору не более 16,0 МН (1600·10³ кгс).

Допускается применение АТК для аппаратов, изготовленных из титановых сплавов, при условии выполнения опор съемными.

2. АТК устанавливает следующие типы опор:

01 - опора облегченная цилиндрическая;

1 - опора цилиндрическая с местными косынками;

2 - опора цилиндрическая с наружными стойками под болты;

3 - опора цилиндрическая с кольцевым опорным поясом;

4 - опора коническая с кольцевым опорным поясом.

3. Основные размеры опор должны соответствовать:

типа 01 - черт. 1 и табл. 3;

типа 1, 2, 3 - черт.1, 2, 3 и табл. 1;

типа 4 - черт. 4 и табл. 2.

Допускается уменьшать толщины элементов опоры и применять для фундаментных болтов марки стали с механическими характеристиками ниже указанных при подтверждении расчетом на прочность по ГОСТ 24757-81.

4. Пример условного обозначения опоры типа 2 для аппарата диаметром 1000 мм, максимальной приведенной нагрузкой 0,25 МН (25·10³ кгс), минимальной приведенной нагрузкой 0,20 МН (20·10³ кгс), высотой опоры 1200 мм.

Опора 2-1000-0,25-0,20-1200 АТК 24.200.04-90.

Пример условного обозначения облегченной опоры:

Опора 01-1000-0,32-0,125-1200 АТК 24.200.04-90.

5. Формулы для определения приведенных нагрузок и примеры выбора опор помещены в обязательном приложении 1.

6. Пределы применения типов опор в зависимости от минимальной приведенной нагрузки и диаметра аппаратов приведены в обязательном приложении 3.

7. При подтверждении расчетом на прочность^* разрешается применять для аппаратов опоры с внутренним диаметром опорной обечайки меньшим, чем внутренний диаметр обечайки (днища) аппарата.

______________

^*) Методика расчета на прочность мест присоединения цилиндрических или конических опор к днищам. Отчет о НИР, № гос. рег. 01890006650, УкрНИИхиммаш, Харьков, 1989.

8. Высота цилиндрических опор h должна быть на менее 600 мм; высота выбирается конструктивно по условиям эксплуатации аппарата.

9. Опоры должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта, требованиями ОСТ 26-291-87, по чертежам, утвержденным в установленном порядке.

10. При приварке опор из углеродистых сталей к аппаратам из коррозионно-стойких сталей длина переходной обечайки из коррозионно-стойких сталей определяется в соответствии с обязательным приложением 2.

11. Материал деталей опор необходимо выбирать, исходя из условий эксплуатации и в соответствии с требованиями ОСТ 26-291-87.

12. Необходимое количество отверстий, лазов (люков), их размеры, расположение и форма выбираются из условий эксплуатации и монтажа и должны соответствовать требованиям ОСТ 26-291-87 и ГОСТ 24757-81.

13. Для вентиляции полости опоры в верхней части должно быть предусмотрено не менее двух отверстий диаметром 100 мм.

При приварке опор к днищам, сваренным из отдельных частей, в обечайках опор необходимо предусмотреть вырезы, позволяющие иметь доступ к сварным радиальным швам на днищах. В этом случае отверстия для вентиляции не предусматриваются.

14. Конструкция и технические требования для фундаментных болтов должны соответствовать требованиям ГОСТ 24379.0-80 и ГОСТ 24379.1-80.

15. Формулы для определения расстояния между опорой и осью сварного соединения днища с корпусом и числовые значения расстояний приведены в рекомендуемом приложении 4.

16. Формулы для подсчета массы опор даны в справочном приложении 5.

17. Монтажные нагрузки должны определяться и учитываться дополнительно монтажными организациями при определенном способе подъема аппаратов, кроме случаев подъема аппарата методом скольжения с отрывом от земли, для которого дополнительной проверки не требуется.

18. В опорах аппаратов с массой свыше 100 т должны быть предусмотрены устройства для перевода аппаратов из горизонтального положения в вертикальное.

Тип 1

Опоры цилиндрические с местными косынками

1 - обечайка; 2 - косынка; 3 - кольцо нижнее.

Черт. 1.

Примечание. Количество косынок должно быть равно количеству фундаментных болтов.

Тип 2

Опоры цилиндрические с наружными стойками под болты

1 - обечайка; 2 - планка; 3 - ребро; 4 - кольцо нижнее

Черт. 2

l = 160 + 4 s₁.

Примечание. Допускается изготовление стоек в штампованном исполнении, при этом толщина стойки должна быть не менее 0,75 толщины планки s₃

Тип 3

Опоры цилиндрические с кольцевым опорным поясом

1 - обечайка; 2 - кольцо верхнее; 3 - ребро; 4 - кольцо нижнее

Черт. 3.

Тип 4

Опоры конические с кольцевым опорным поясом

1 - обечайка; 2 - обечайка коническая; 3 - кольцо верхнее; 4 - ребро; 5 - кольцо нижнее

Черт. 4.

Таблица 1

Основные размеры цилиндрических опор типов 1, 2 и 3

Размеры в мм

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

^*) Фундаментные болты изготавливаются из стали марки 35 по ГОСТ 1050-74. Допускается применение сталей других марок, механические свойства которых не ниже свойств указанной стали.

Таблица 2

Основные размеры конических опор типа 4

Размеры в мм

Продолжение табл. 2

Окончание табл. 2

^*) Фундаментные болты изготавливаются из стали марки 35 по ГОСТ 1050-74. Допускается применение сталей других марок, механические свойства которых не ниже свойств указанной стали.

Таблица 3

Основные размеры облегченных цилиндрических опор типа 1

Размеры в мм

Окончание табл. 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

РАСЧЕТ ПРИВЕДЕННЫХ НАГРУЗОК И ВЫБОР ОПОРЫ

1. Формулы для определения приведенных нагрузок

1.1. Q_max - максимальная приведенная нагрузка в МН (кгс), принимается равной большей из двух значений

                             (1)

где М₁ и F₁ -   расчетный изгибающий момент в МН·м (кгс·см) и расчетное осевое сжимающее усилие в МН (кгс), действующие на аппарат в месте присоединения опорного кольца в рабочих условиях;

М₂ и F₂ - то же в условиях испытания.

Величины М₁, М₂, F₁, F₂ определяются по ГОСТ 24757-81.

1.2. Q_min - минимальная приведенная нагрузка в МН (кгс) определяется по формуле:

                                                         (2)

где М₃ и F₄ -   расчетный изгибающий момент в МН·м (кгс·см) и расчетное осевое сжимающее усилие в МН (кгс), действующие на аппарат в месте присоединения опорного кольца в условиях монтажа, определяются по ГОСТ 24757-81.

1.3. Допускается принимать толщины элементов, количество и диаметр фундаментных болтов по табл. 1, 2, 3 при величинах Q_max и Q_min , превышающих, соответственно, ближайшие табличные значения не более, чем на 10 %.

2. Примеры выбора опор

2.1. Пример выбора опоры высотой h = 2000 мм для колонного аппарата с D = 3000 мм, Н = 28500 мм.

2.1.1. Исходные данные.

Вес аппарата

- в рабочих условиях G₁, MH                                                                                   2

- в условиях испытания G₂, МН                                                                              3,2

- в условиях монтажа (минимальный) G₄, МН                                                      0,8

Изгибающий момент в сечении YY от действия ветровых нагрузок:

- в рабочих условиях M_v1, МН·м                                                                              0,9

- в условиях испытания M_v2, МН·м                                                                         1,0

- в условиях монтажа (без изоляции) M_v3, МН·м                                                   0,85

- в условиях монтажа (с изоляцией) M_v4, МН·м                                                     0,95

Изгибающий момент в сечении YY от действия эксцентричных весовых нагрузок

- в рабочих условиях M_G1, МН·м,                                                                            0,2

- в условиях испытания M_G2, МН·м                                                                        0,25

- в условиях монтажа (без изоляции) M_G3, МН·м                                                  0,15

Аппарат установлен в зоне с сейсмичностью не более 6 баллов.

2.1.2. Определение Q_max, Q_min и выбор опоры.

В соответствии с таблицей пункта 3 ГОСТ 24757-81 определяем расчетные изгибающие моменты М₁, М₂, M₃ и осевые сжимающие силы F₁, F₂,.F₄, действующие на аппарат в сечении YY:

для определения M₃ вычисляем значения M_G3 + M_v3 = 0,15 + 0,85 = 1,0 МН·м;

Так как , то

Подсчитываем значения

Так как , то по формуле (1)

по формуле (2)

По приложению 3 для Q_min = 0,53 МН и D = 3000 мм принимаем опору типа 1.

Для ближайших табличных значений Q_max < 4,0 МН (расхождение < 10 %), Q_min < 2,0 МН, D = 3000 мм принимаем опору

Опора 1-3000-4,0-2,0-2000 АТК 24.200.04-90

с параметрами s₁ = 12 мм, s₂ = 30 мм, s₃ =- 30 мм;

количество фундаментных болтов М42 - 24 шт.

2.2. Пример выбора опоры высотой h = 2000 мм для колонного аппарата с D = 3000 мм, Н = 28500 мм, установленного в зоне с сейсмичностью 7 или более баллов.

2.2.1. Дополнительные исходные данные.

Расчетный изгибающий момент от сейсмических воздействий на аппарат

- в рабочих условиях M_R1, МН·м                                                                             1,7

- в условиях монтажа (без изоляции) M_R3, МН·м                                                  0,7

2.2.2. Определение Q_max, Q_min и выбор опоры.

В соответствии с таблицей пункта 3 ГОСТ 24757-81 определяем расчетные изгибающие моменты М₁ и М₃.

Так как , то в качестве М₁ принимаем

М₁ = 1,9 МН·м

Аналогично этому

в качестве M₃ принимаем

Вычисляем новое значение величины

Так как оно больше, чем , то в качестве Q_max и Q_min принимаем

В соответствии с приложением 3 и таблицей 1 для D = 3000 мм и ближайших табличных значений  выбираем опору

Опора 1-3000-6,3-3,2-2000 АТК 24.200.0-90

с параметрами s₁ - 16 мм, s₂ = 30 мм, s₃ = 30 мм, количество фундаментных болтов М48 - 16 шт.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

РАСЧЕТ ДЛИНЫ ПЕРЕХОДНОЙ ОБЕЧАЙКИ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЙ СТАЛИ

1. Опорная обечайка полагается теплоизолированной.

2. Толщина переходной обечайки принимается равной толщине опорной обечайки s₁.

3. Расчет производится для условий эксплуатации.

4. Расчетная допускаемая температура в месте стыка переходной и опорной обечаек определяется по формуле

где [s]_2t - допускаемое напряжение для материала опорной обечайки при температуре в стыке, МПа;

E_1t -   модуль Юнга для материала переходной обечайки при температуре в стыке, МПа;

a_1t, a_2t -   температурные коэффициенты линейного расширения материалов переходной и опорной обечаек при температуре в стыке, 1/°С;

[F] и [M] - допускаемые осевое сжимающее усилие (МН) и изгибающий момент (МН·м) на опорную обечайку; определяются по ГОСТ 14249-89 для рабочих условий (при температуре в стыке).

Температуру в месте стыка обечаек для определения механических характеристик материалов принять равной на расстоянии  от днища по графику на чертеже.

Перепад температуры в переходной обечайке

Черт. 1.

5. Для разности температур в днище t_д и допускаемой в месте стыка t_c

по графику на чертеже определить расчетную длину переходной обечайки h_п.р..

6. Принять длину переходной обечайки h_п кратной 100 мм из условия

,

но не менее 200 мм.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное

ПРЕДЕЛЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТИПОВ ОПОР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МИНИМАЛЬНОЙ ПРИВЕДЕННОЙ НАГРУЗКИ

Примечание: Опоры типа 01 и 4 принимаются по табл. 3 и 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

Формулы определения расстояния между опорой и осью сварного соединения днища с корпусом

Н - расстояние между опорой и осью сварного соединения эллиптического днища с корпусом, выбирается по таблице, где ;

 - высота борта, выбирается по ГОСТ 6533-78;

 - расстояние от опоры до цилиндрической части днища, определяется по формуле:

h_в - выбирается по ГОСТ 6533-78;

;

 - расстояние между опорой и осью сварного соединения полушарового днища с корпусом, определяется по формуле .

мм