 | Информационная система | |
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СОСУДЫ И АППАРАТЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
ОБЕЧАЙКИ И ДНИЩА
НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ
ГОСТ 25215-82
(СТ СЭВ 3027-81)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
|
Сосуды и аппараты высокого давления ОБЕЧАЙКИ И ДНИЩА Нормы и методы расчета на прочность High-pressure vessels and apparatus. |
ГОСТ (СТ СЭВ 3027-81) |
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16 апреля 1982 г. № 1551 срок введения установлен
с 01.07.83
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на однослойные обечайки, плоские и выпуклые днища сосудов и аппаратов кованых, ковано-сварных стальных, а также однослойных сосудов и аппаратов, изготовленных из стального листового проката, работающих при статических нагрузках под действием внутреннего избыточного давления свыше 10 до 100 МПа в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, и устанавливает нормы и методы расчета на прочность однослойных обечаек, плоских и выпуклых днищ.
Требования настоящего стандарта действительны при условии, что расчетная температура не превышает значений, при которых в расчетах на прочность учитывается ползучесть материалов. В случае отсутствия точных данных о температуре, настоящий стандарт применим при расчетной температуре, не превышающей 380 °С для углеродистой стали, 420 °С для низколегированной и среднелегированной сталей и 525 °С для аустенитной стали.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3027-81.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Расчетная температура, рабочее и расчетное избыточные давления (далее - рабочее и расчетное давления) - по ГОСТ 14249-89.
Условные обозначения величин в соответствии с приложением 2.
1.2. Значение пробного избыточного давления (далее - пробного давления) при гидравлических испытаниях следует определять по «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденным Госгортехнадзором СССР.
1.3. Допускаемое напряжение при расчете по предельным нагрузкам конструктивных элементов из углеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей вычисляют по формуле
|
|
(1) |
Коэффициенты nт, nв в зависимости от условий нагружения следует определять в соответствии с таблицей.
|
Коэффициент запаса прочности |
||
|
nт |
nв |
|
|
Рабочие условия |
1,5 |
2,4 |
|
Условия испытания |
1,1 |
- |
1.4. Если значение пробного давления больше значения, определяемого по формуле 1,35 Р [σ]20/[σ], то следует проводить проверку на прочность конструктивных элементов сосудов и аппаратов, подставляя в соответствующие формулы значение пробного давления. При этом коэффициент nт выбирают в соответствии с таблицей.
1.5. В формулы для расчетов на прочность элементов сосудов и аппаратов, имеющих сварные соединения, необходимо вводить коэффициент φ, учитывающий снижение прочности сварного шва по сравнению с основным металлом. Для сосудов и аппаратов, изготовленных из стального листового проката с продольным сварным швом, значения коэффициента φ - по ГОСТ 14249-89. Для сосудов и аппаратов кованых, кованосварных стальных коэффициент I принимают равным 1.
1.6. Значение прибавки С к расчетным толщинам конструктивных элементов сосуда или аппарата - по ГОСТ 14249-89. При расчете выпуклых днищ, изготовленных штамповкой, технологическая прибавка для компенсации утонения учитывается во всех случаях.
1.7. Расчет на усталостную прочность цилиндрических однослойных обечаек и днищ, а также других конструктивных элементов сосудов и аппаратов не производится, если число циклов нагружения не превышает 1000 и обеспечиваются следующие условия:
скорость подъема температуры стенки сосуда или аппарата при выводе на режим или во время рабочего процесса не превышает 30° с/ч;
температура стенки внутри сосуда или аппарата, не имеющего наружной теплоизоляции, не более 200° С;
температура стенки сосуда или аппарата, при использовании аустенитных сталей в качестве защитного слоя для корпуса, выполненного из углеродистой и низколегированной сталей, не превышает 200° С независимо от наличия наружной теплоизоляции.
1.8. Если расчетное число циклов нагружений превышает 1000 или не выполняется какое-либо из требований п. 1.8 настоящего стандарта, то кроме расчета по данному стандарту следует выполнять проверку на усталостную прочность. При выполнении условий п. 1.8 настоящего стандарта и колебании нагрузки от действия давления, не превышающем 15 % расчетной, проверку на усталостную прочность не проводят.
Раздел 1 (Новая редакция, Изм. № 1).
2. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОДНОСЛОЙНЫХ ОБЕЧАЕК
2.1. Расчет применим для цилиндрических обечаек при условии
2.2. Толщину цилиндрической однослойной обечайки следует рассчитывать по формулам:
|
(2) |
|
|
S ³ SR + C. |
(3) |
2.3. Расчетный коэффициент толстостенности следует рассчитывать по формуле
|
|
(4) |
Значения βR выбирают по справочному приложению 1.
2.4. Допускаемое давление следует рассчитывать по формуле
|
|p| = |σ| φ1nβ, |
(5) |
где
|
|
(6) |
3. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПЛОСКИХ ДНИЩ
3.1. На черт. 1 - 3 приведены расчетные модели плоских днищ. Чертежи не определяют конструкцию плоских днищ и приведены для указания расчетных размеров.
Плоское днище с коническим переходом
Черт. 1
Плоское днище с радиусным переходом
Черт. 2
Плоское днище с проточкой
Черт. 3
3.2. Расчет применим для плоских днищ при условии
3.3. Толщину днищ с коническим и радиусным переходами следует рассчитывать по формулам:
|
|
(7) |
|
S1 ³ S1R + C. |
(8) |
3.4. Расчетный диаметр определяют по формулам
для днищ с коническим переходом (черт. 1)
|
DR = D - 1,3 S, |
(9) |
для днищ с радиусным переходом и днищ с проточкой (черт. 2 и 3)
|
DR = D - r |
(9а) |
(Новая редакция, Изм. № 1).
3.5. Допускаемое давление для днищ с коническим и радиусным переходами
|
|
(10) |
3.6. Коэффициент ослабления днища неукрепленными отверстиями для плоских днищ всех типов следует определять по формуле
|
(11) |
в случае одиночного центрального отверстия по формуле
|
(12) |
3.7. В случае несквозного отверстия в формулы (11) и (12) подставляют значение расчетного диаметра d3R, определяемого с учетом глубины отверстия.
|
|
(13) |
3.8. Расчет плоского днища с проточкой применим при соблюдении следующих условий:
|
r ³ 0,25 S1, |
(14) |
|
S2 £ S1 - r, |
(16) |
|
|
(16) |
3.9. Толщина плоского днища с проточкой должна быть рассчитана по формулам:
|
|
(17) |
|
S1 ³ S1R + C. |
(18) |
3.10. Допускаемое давление для плоского днища с проточкой следует рассчитывать по формуле
|
|
(19) |
4. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ВЫПУКЛЫХ ДНИЩ
4.1. На черт. 4, 5 приведены расчетные модели выпуклых днищ. Чертежи не определяют конструкцию выпуклых днищ и приведены для указания расчетных размеров.
4.2. Расчет применим для сферических и эллиптических днищ при соблюдении следующих условий:
|
1) |
|
2)
расстояние от края отверстия до внутренней цилиндрической поверхности t ³
0,1 D;
3) угол между нормалью к внутренней поверхности на краю днища и осью сосуда или аппарата Q ³ 75°.
4.3. Толщина выпуклого днища
|
|
20 |
|
S1 ³ S1R + C. |
21 |
Сферическое днище
Черт. 4
Эллиптическое днище
Черт. 5
Если длина цилиндрической отбортованной части
,
то толщина днища должна быть не меньше толщины обечайки, рассчитанной по формуле (2).
4.4. Допускаемое давление
|
|
(22) |
4.5. Расчетный радиус кривизны днища
|
|
(23) |
где R = D - для эллиптических днищ с H = 0,25 D;
R = 0,5D - для полусферических днищ с H = 0,5 D.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
Определение коэффициента βR
|
|
βR |
|
βR |
|
βR |
|
0,05 |
1,051 |
0,27 |
1,310 |
0,49 |
1,632 |
|
0,06 |
1,062 |
0,28 |
1,323 |
0,50 |
1,649 |
|
0,07 |
1,072 |
0,29 |
1,336 |
0,51 |
1,665 |
|
0,08 |
1,083 |
0,30 |
1,350 |
0,52 |
1,682 |
|
0,09 |
1,094 |
0,31 |
1,363 |
0,53 |
1,699 |
|
0,10 |
1,105 |
0,32 |
1,377 |
0,54 |
1,716 |
|
0,11 |
1,116 |
0,33 |
1,391 |
0,55 |
1,733 |
|
0,12 |
1,128 |
0,34 |
1,405 |
0,56 |
1,750 |
|
0,13 |
1,139 |
0,35 |
1,419 |
0,57 |
1,768 |
|
0,14 |
1,150 |
0,36 |
1,433 |
0,58 |
1,786 |
|
0,15 |
1,162 |
0,37 |
1,448 |
0,59 |
1,804 |
|
0,16 |
1,174 |
0,38 |
1,462 |
0,60 |
1,822 |
|
0,17 |
1,185 |
0,39 |
1,477 |
0,61 |
1,840 |
|
0,18 |
1,197 |
0,40 |
1,492 |
0,62 |
1,859 |
|
0,19 |
1,209 |
0,41 |
1,507 |
0,63 |
1,878 |
|
0,20 |
1,221 |
0,42 |
1,522 |
0,64 |
1,896 |
|
0,21 |
1,234 |
0,43 |
1,537 |
0,65 |
1,916 |
|
0,22 |
1,246 |
0,44 |
1,553 |
0,66 |
1,935 |
|
0,23 |
1,259 |
0,45 |
1,568 |
0,67 |
1,954 |
|
0,24 |
1,271 |
0,46 |
1,584 |
0,68 |
1,974 |
|
0,25 |
1,284 |
0,47 |
1,600 |
0,69 |
1,994 |
|
0,26 |
1,297 |
0,48 |
1,616 |
0,70 |
2,014 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное
УСЛОВНЫЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ
В РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛАХ
|
С |
- сумма прибавок к расчетной толщине обечайки или днища, мм (см); |
|
D |
- внутренний диаметр сосуда или аппарата, мм (см); |
|
D0 |
- внутренний диаметр проточки, мм (см); |
|
DR |
- расчетный диаметр плоского днища, мм (см); |
|
d1 |
- диаметр центрального отверстия, мм (см); |
|
d2 |
- диаметр сквозного отверстия, мм (см); |
|
d3 |
- диаметр несквозного отверстия или наружный диаметр резьбы несквозного отверстия, мм (см) |
|
d3R |
- расчетный диаметр несквозного отверстия, мм (см); |
|
|
- сумма диаметров отверстий для наиболее ослабленного диаметрального сечения, мм (см); |
|
Н |
- внутренняя высота сферической или эллиптической части днища, мм (см); |
|
h |
- длина цилиндрической отбортовки выпуклого днища, мм (см); |
|
К |
- коэффициент прочности днища; |
|
К0 |
- коэффициент ослабления днища отверстиями; |
|
li |
- глубина i-го отверстия, мм (см); |
|
nв |
- коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению (пределу прочности); |
|
nт |
- коэффициент запаса прочности по пределу текучести; |
|
p |
- расчетное давление в сосуде или аппарате, МПа (кгс/см2); |
|
|
- допускаемое давление, МПа (кгс/см2); |
|
R |
- расчетный радиус кривизны днища по внутренней поверхности, мм (см); |
|
r |
- радиус закругления, мм (см); |
|
S |
- исполнительная толщина цилиндрической обечайки, мм (см); |
|
SR |
- расчетная толщина цилиндрической обечайки, мм (см); |
|
S1 |
- исполнительная толщина днища, мм (см); |
|
S1R |
- расчетная толщина днища, мм (см); |
|
S2 |
- минимальная толщина днища в зоне проточки, мм (см); |
|
t |
- расстояние от края отверстия до внутренней стенки сосуда или аппарата, мм (см); |
|
β |
- коэффициент толстостенности; |
|
βR |
- расчетный коэффициент толстостенности; |
|
Q |
- угол между нормалью к внутренней поверхности на краю днища и осью сосуда или аппарата, градус; |
|
σв |
- минимальное значение временного сопротивления (предела прочности) при расчетной температуре, МПа (кгс/см2); |
|
σт |
- минимальное значение предела текучести при расчетной температуре, МПа (кгс/см2); |
|
σ0,2 |
- минимальное значение условного предела текучести при расчетной температуре (напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2 %), МПа (кгс/см2); |
|
[σ] |
- допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа (кгс/см2); |
|
[σ]20 |
- допускаемое напряжение при температуре 20 °С, МПа (кгс/см2); |
|
φ |
- коэффициент прочности сварных соединений. |
