Основные расчетные параметры

АППАРАТЫ. Нормы и методы расчета на прочность»
№ 1 – Общие

требования
№ 2 – Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек»
№ 3 – Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер
№ 4 – Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений и т.д.

сосудов, возникающих во время их эксплуатации, испытания, транспортировки, монтажа.
При

этом следует учитывать все нагрузки и внешние факторы:
внутреннее(внешнее)давление,
температуру окружающей среды и рабочую,
статическое давление
нагрузки от массы сосуда и содержимого
инерционные нагрузки при движении, остановках и колебаниях, от ветровых и сейсмических воздействий
реактивные усилия от опор, креплений, трубопроводов и т.д.
нагрузки от стеснённости температурных деформаций
усталость при переменных нагрузках, эрозию, коррозию и т.д.

в аппарате при нормальном протекании в нем технологического процесса.
Расчетная температура

tрас – это температура стен­ки для определения физико-механических характеристик конструкционного материала и допускаемых напряже­ний.

оC},

Расчетная температура опоры

t рас оп.=max{ tрас – ∆t; 20 оC},

напряжений принимают температуру 20 оС.
При обогреве открытым пламенем, отработанными газами,

отработанными газами или электронагревателями расчетную температуру принимают равной температуре среды, увеличенной на 20 0С при закрытом обогреве и на 50 0С при прямом обогреве, если нет более точных данных

среды в аппарате при нормальном протекании технологического процесса без учета

гидростатического давления и допускаемого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного устройства (клапана и др.).
Если технологический процесс в аппарате протекает при разрежении, то рабочим давлением является вакуум.
Расчетное давление Ррас – максимальное допускаемое рабочее давление, на которое производится расчет на прочность и устойчивость элементов аппарата при максимальной их температуре.
Для аппаратов, работающих под вакуумом, расчетное наружное давление pрас = 0,1 МПа

ρвghв

hв= (Н-hоп)+Ндн

давление рпр – избыточное давление, на которое аппарат испытывается на

прочность и плот­ность после его изготовления и периодически при экс­плуатации.

Пробное давление

при температуре элемента аппарата 20°С (без учета гидростатического давления).
Характеризует то

давление, которое выдержит изделие при 20 0С.
Применяется для стандартизации изделий (например фланцев и т.д.)

Условные и рабочие давления для изделий из углеродистых сталей при различных температурах среды

статических однократных нагрузках, МПа
– для углеродистых и низкоуглеродистых сталей


Допускаемые напряжения

для условий испытаний

– для углеродистых и низкоуглеродистых сталей

где σт -минимальное значение предела текучести;
σт0,2- минимальное значение условного предела текучести, при котором остаточное удлинение составляет 0,2%;
σт20 - минимальное значение предела текучести при температуре 20 °С;
σт0,220 – минимальное значение условного предела текучести при температуре 20°С, при которых остаточные удлинения составляет соответственно 0,2 %;
σД105 – среднее значение предела длительной прочности за 105 ч при расчетной температуре;
σв - минимальное значение временного сопротивления (предела прочности);
σп1,0/105 - среднее значение 1 %-го предела ползучести за 105 ч.

за исключени­ем стальных отливок, для которых коэффициент η име­ет следующие

значения:
0,8 – для отливок, подвергающихся индиви­дуальному контролю неразрушающими методами;
0,7 – для остальных отливок.

прочности шва к прочности основного материала. Коэффициент прочности сварного шва

показывает, равна или меньше прочность сварного шва по отношению к прочности основного металла.
Коэффициент (ϕ) может изменяться от 0,6 до 1.
Если φ = 1, то сварной шов равнопрочен основному металлу, если ϕ меньше 1, то прочность сварного шва меньше, чем прочность основного металла. В этом случае при расчете толщины стенки допускаемое напряжение уменьшается пропорционально значению коэффициента прочности сварного шва, т.е. в формуле для расчета толщины стенки допускаемое напряжение [σ] умножается на коэффициент ϕ.
Коэффициент прочности сварного шва (ϕ) зависит от:
вида сварного шва и способа сварки (таблица А.1) - стыковкой или тавровой с двухсторонним сплошным проваром, выполняемый автоматической, полуавтоматической сваркой или вручную и т.д.
длины контролируемых швов в процентах от общей длины (от 10 до 100 % от общей длины).
Способ выполнения сварного шва (выполняется автоматической, полуавтоматической или ручной сваркой) определяется категорией аппарата, которая выбирается в зависимости от возможности транспортировать аппарат целиком или соответствующими частями с соединением сваркой или на фланцах на монтажной площадке.
Длина контролируемых швов в % от общей длины сварных швов зависит от группы аппарата.
Для бесшовных элементов сосудов и аппаратов ϕ=1.

давления, температуры стенки (расчетной температуры) и свойств рабочей среды (взрывоопасная

или пожароопасная или 1-го, 2-го опасности, взрывобезопасная или пожаробезопасная или 4-го класса опасности и т.д.) подразделяются на пять групп. Пятая группа в свою очередь подразделяется на группы 5а и 5б . Сосуды, работающие под вакуумом или без давления (под наливом), независимо от расчетного давления следует отнести к группе 5а или 5б.
Длина контролируемых швов для аппаратов 1-й группы – 100 % всех сварных швов; 2-й и 3-й групп – 50 %; 4-й группы – 25 %; для остальных – 10 %.

категории допускаются аппараты, имеющие значения массы, диаметра и длины, не

превышающие, указанные в таблице.
Если аппарат допускается к перевозке по железной дороге целиком, то применяется стыковой или тавровый шов с двухсторонним сплошным проваром, выполняемый автоматической сваркой.
В случае, если хотя бы одно из значений m, D или L будет большим, чем указано в таблице, аппарат должен транспортироваться по железной дороге соответствующими частями. В этом случае обычно шов стыковкой с подваркой корня шва или тавровый с двухсторонним сплошным проваром, выполняемый вручную.