ГОСТ Р 52857.2-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек

Обозначение:
ГОСТ Р 52857.2-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек
Тип:
ГОСТ
Название:
Дата актуализации текста:
Дата актуализации описания:
71.120, 75.200
Дата последнего изменения:
Дата завершения срока действия:
gost34654
gost_r_52857.2-2007.docx PHPWord

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА
НА ПРОЧНОСТЬ

Расчет цилиндрических и конических обечаек,
выпуклых и плоских днищ и крышек

Издание официальное

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом
от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных
стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р1.0—2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Ос-
новные положения»

Сведения о стандарте

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется е ежегодно издаваемом ин-
формационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно
издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены)
или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежеме-
сячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая ин-
формация. уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользова-
ния — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метроло-
гии в сети Интернет

© Стандартинформ. 2009

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распро-
странен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому
регулированию и метрологии

Содержание

 

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых
и плоских днищ и крышек

Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation.
Calculation of cylindric and oonic. sheds convex and flat bottoms and covers

Дата введения —2008—04—01

Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность цилиндрических обечаек,
конических элементов, выпуклых днищ и плоских крышек сосудов и аппаратов, применяемых в химичес-
кой. нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в
условиях однократных’) статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или на-
ружным давлением, под действием осевых и полеречных усилий и изгибающих моментов. Нормы и мето-
ды расчета на прочность применимы, если отклонение от геометрической формы и неточности изготовле-
ния рассчитываемых элементов сосудов не превышают допусков, установленных нормативными доку-
ментами.

Настоящий стандарт применим совместно с Г ОСТ Р 52857.1.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52857.1—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требова-
ния

ГОСТ Р 52857.3—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление
отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и
днищ при внешних статических нагрузках на штуцер

ГОСТ Р 52857.6—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на проч-
ность при малоцикловых нагрузках

ГОСТ Р 52857.8—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппара-
ты с рубашками

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие
ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайге Федерально-
го агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому
информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января теку-
щего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в
текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует
руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то
положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

') Нормы и методы расчета применяются также при многократных нагрузках при условии, что количество
циклов и размах нагрузок не превышают значений, при которых по ГОСТ Р 52857.6 необходимо проводить расчет
на малоцикловую прочность.

Издание официальное

В настоящем стандарте применены следующие обозначения.

А<—площадь поперечного сечения кольца жесткости, мм2;

Ар—площадь поперечного сечения ребра жесткости, мм2;
а — ширина кольца жесткости у сферического днища или крышки, мм:
а. а—расчетные длины переходных частей обечаек, мм;

8,. В2. В3.8«. Вь. во. б, — безразмерные коэффициенты;

Ь — расстояние между двумя смежными кольцами жесткости, мм;

D — внутренний диаметр сосуда или аппарата, мм;

Dc „ — средний диаметр прокладки, мм (см);

De — эффективный диаметр конической обечайки при внешнем давлении, мм;

Df — эффективный диаметр конической обечайки при осевом сжатии и изгибе, мм;

— расчетный диаметр гладкой конической обечайки, мм:

Dp — расчетный диаметр днища (крышки) и конической обечайки, мм:

D,—наружный диаметр сосуда или аппарата, а также диаметр меньшего основания конической обечайки, мм:
D2—наименьший диаметр наружной утоненной части крышки, мм;

Оэ—диаметр болтовой окружности, мм;
d—диаметр отверстия в днище или крышке, мм;
d6—диаметр отверстия под болт (шпильку), мм;
d0—наружный диаметр центральной втулки, мм;

Е — модуль продольной упругости при расчетной температуре. МПа:

е—расстояние между центром тяжести поперечного сечения кольца жесткости и срединной поверхностью
обечайки, мм:

е0—расстояние от центра тяжести поперечного сечения ребра жесткости до его основания, мм:

тальнойоси. проходящей через центр тяжести кольца, мм;
е2— расстояние от окружности расположения болтов до внутреннего диаметра кольца, мм;
е3— расстояние от окружности расположения болтов до линии действия реакции прокладки, мм;
еА — расстояние от срединной поверхности пластины крышки с ребрами до нейтральной поверхности, мм;
F— расчетное осевое растягивающее или сжимающее усилие (без учета нагрузки, возникающей от внут-
реннего избыточного или наружного давления). Н;

(Я] — допускаемое растягивающее или сжимающее усилие. Н;

(Я)£ — допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости в пределах упругости. Н;

(Flo — допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности при <р = 1. Н:

(Я]е, — допускаемое осевое сжимающее усилие, определяемое из условия местной устойчивости в пре-
делах упругости. Н;

(Я]£2—допускаемое осевое сжимающее усилие, определяемое из условия общей устойчивости в преде-
лах упругости. Н;

Н—высота выпуклой части днища без учета цилиндрической части, мм;

расстояние от нижней поверхности крышки (днища) до нижнего торца втулки, мм;

W, — высота втулки, мм;
h — высота кольца, мм;

Л,—длина цилиндрической части отбортовки днищ, мм:

Лг—высота сечения кольца жесткости, измеряемая от срединной поверхности обечайки, мм;

Л2—расстояние от нижней поверхности крышки (днища) до нижнего торца втулки, мм;

/—эффективный момент инерции расчетного поперечного сечения кольца жесткости, мм4;

/, — момент инерции поперечного сечения кольца жесткости относительно оси. проходящей через центр
тяжести поперечного сечения кольца (относительно осиХ—X). мм4;

/р—расчетный эффективный момент инерции расчетного поперечного сечения кольца жесткости, мм4;

К—коэффициент конструкции плоских днищ и крышек;

К,. К2. К,. К<. К$6. К7 — безразмерные коэффициенты;

ft — коэффициент жесткости обечайки, подкрепленной кольцами жесткости;

К0 — коэффициент ослабления плоских днищ (крышек) отверстием:

Kg,—поправочный коэффициент:

К,—коэффициент приведения радиуса кривизны эллиптического днища;

Kt— коэффициент тонкостенности сферических днищ;

L — расчетная длина цилиндрической обечайки, укрепленной кольцами жесткости, мм;

/ — расчетная длина гладкой обечайки, мм;

/е — эффективная длина конической обечайки, мм;

/с—эффективная длина стенки обечайки, учитываемая при определении эффективного момента инер*
ции. мм;

Уф— приведенная длина, мм;

/, —расстояние между двумя кольцами жесткости по осям, проходящим через центр тяжести поперечного
сечения колец жесткости, мм;

/2 — расстояние между крайними кольцами жесткости и следующими эффективными элементами жестко*
сти. мм;

/}—длина примыкающего элемента, учитываемая при определении расчетной длины У или L, мм;

М — расчетный изгибающий момент. Н - мм;

[/Vf)—допускаемый изгибающий момент. Н мм;
п — число радиальных ребер;

[Mlg — допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости. Н мм;

Мл—допускаемый изгибающий момент из условия прочности при ф = 1. Н-мм;
пу — коэффициент запаса устойчивости;

р — расчетное внутреннее избыточное или наружное давление. МПа;
pf —эквивалентное давление при нагружении осевым усилием. МПа;
рм —эквивалентноедавление при нагружении изгибающим моментом. МПа;

[р] — допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление. МПа;

(p]f — допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругости, МПа;

(р]п —допускаемое наружное давление из условия прочности при <р = 1, МПа;

1р),—допускаемое внутреннее избыточное давление или наружное, определяемое из условия прочности
или устойчивости всей обечайки (с кольцами жесткости). МПа;

[р],6—допускаемое наружное давление из условия устойчивости всей обечайки (с кольцами жесткости)
в пределах упругости. МПа;

[р),п —допускаемое наружное давление из условия прочности всей обечайки при <р = 1, МПа;

(рЬ—допускаемое внутреннее избыточное давление или наружное, определяемое из условия прочности
или устойчивости обечайки между двумя соседними кольцами жесткости, МПа;

[Q)e—допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости в пределах упругости. Н;

(Q]n — допускаемое поперечное усилие из условия прочности при 1. Н;

Q — расчетное поперечное усилие. Н;

Q0—дополнительное усилие, действующее на центральную часть крышки с ребрами. Н;

IQ]—допускаемое поперечное усилие. Н:

R — радиус кривизны в вершине днища по внутренней поверхности, мм;

Rc — радиус кривизны сферического сегмента по внутренней поверхности, мм;
г—внутренний радиус отбортовки конической обечайки (днища), мм;

R6 — болтовая нагрузка. Н;

Rn — реакция прокладки. Н;
га— радиус выточки, мм;

г, — наружный радиус отбортовки торосферического днища, мм;
s—исполнительная толщина стенки обечайки, мм;

st — исполнительная толщина стенки конической обечайки, мм;
s„ — толщина крышки а месте уплотнения, мм;
sp — расчетная толщина стенки обечайки или днища, мм;
st р — расчетная толщина стенки конической обечайки, мм;

s,p—расчетная толщина стенки днища (крышки) или переходной части конической обечайки, мм;

s2p—расчетная толщина стенки переходной части обечайки, мм;

s, — исполнительная толщина стенки тороидального перехода конической обечайки, мм;

s’— исполнительная толщина стенки пологого конического днища, мм;

s, р — расчетная толщина стенки переходной части стороидальным переходом, мм;

sla; s2l — эффективные толщины стенок переходной части обечаек, мм;

s, — исполнительная толщина стенки днища (крышки) или переходной части конической обечайки, мм;
s2—исполнительная толщина стенки переходной части обечайки, мм;
s3толщина крышки вне уплотнения, мм;

—толщина утоненной части днища в месте кольцевой выточки, мм;
s5исполнительная толщина выступающей выше днища части обечайки, мм;
t—ширина поперечного сечения кольца жесткости в месте его приварки кобечайке, мм;
t„ — толщина втулки, мм;

tj— несущая ширина кольцевого сварного шва. мм;

а; а,: щ — половина угла раствора при вершине конической обечайки, град;

0ь Рг. Рэ. 04. Ps- Рв. 0т. Рв. Р. Рв. Pi. Р«. Ра — коэффициенты формы;

- [в] toll. loU (oj,,

X — отношение допускаемых напряжении щ1-.

X—гибкость элемента:

у — угол между касательной к сферическому сегменту в краевой зоне и вертикальной осью, град;

(о]—допускаемое напряжение при расчетной температуре. МПа:

|о]20—допускаемое напряжение при температуре 20 ®С, МПа;

(о],—допускаемое напряжение для ребра жесткости при расчетной температуре. МПа;

I<*]i < (аЬ- lo]s — допускаемое напряжение для частей сосуда (цилиндрических, конических, сферических)
при расчетной температуре. МПа;

(о]р—допускаемое напряжение для ребра жесткости. МПа;

]„—допускаемое напряжение для втулки. МПа;

IP, — максимальная сумма длин хорд отверстий в наиболее ослабленном диаметральном сечении дни*
ща или крышки, мм;

Ф— коэффициенты прочности сварных швое;

Ф, — коэффициент прочности сварных швов кольца жесткости;

Фр — коэффициент прочности продольного сварного шва;

Ф, — коэффициент прочности кольцевого сварного шва;

Ф, — коэффициент снижения допускаемых напряжений при расчете на устойчивость из условия местной
устойчивости при осевом сжатии;

Ф2 —коэффициент снижения допускаемых напряжений при расчете на устойчивость из условия общей
устойчивости при осевом сжатии;

Фэкоэффициент снижения допускаемых напряжений при расчете на устойчивость из условия местной
устойчивости при изгибе.

 

я

 

 

 

 

 

ю

 

 

 

 

 

 

[

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

1

 

<7 б

в — обечайка с фланцем или с плоским днищем:
б — обечайка с несшими перегородками

 

Рисунок 1 — Гладкие цилиндрические обечайки

Примечание — Рисунки 1—4 не определяют конструкцию и приведены только для указания расчетных
размеров.

< 0.1 Для обечаек и труб при D й 200 мм:

5 ~^с $ о.З Длл тРУб при D < 200 мм.

£ 2 1.0 или g 2 10.

Для обечаек, у которых ^ или g < 10. при отсутствии более точных расчетов, допускается пользо-
ваться формулами (15) и (17).

s 2 sp + с.

где расчетную толщину стенки вычисляют по формуле

2(o)<V>(»-c)

М" 0 + (е-с)

Толщину стенки предварительно вычисляют по формулам (4) и (5) с обязательной последующей
проверкой по формуле (7)

(4)

где расчетную толщину стенки вычисляют по формуле

Коэффициент 8 вычисляют по формуле (6)

где допускаемое давление из условия прочности вычисляют по формуле

При определении расчетной длины обечайки / или L длину примыкающего элемента (ъ следует
вычислять по формулам

/3 = й — для выпуклых днищ;

— Для конических обечаек (днищ) без отбортовки, но не более длины конического эле-
мента:

/3 = max|rsina; —для конических обечаек (днищ) сотбортоакой. но не более длины коничес-

кого элемента.

где расчетную толщину стенки вычисляют по формуле

^ = *0(с|фт' О2)

tF] = n(D + s - c){s - с)1о] (р,. (13)

(14)

где допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности вычисляют по формуле

[Fln = я (£> + s - c)(s - с)(о],

а допускаемое осевое сжимающее усилие в пределах упругости из условия устойчивости вычисляют по
формуле

И* = min{[FlE1:[flE2}. (16)

Примечание — В случае если ^ < 10. формула (16) принимает вид (F^ =

В формуле (16) допускаемое осевое сжимающее усилие вычисляют из условия местной устойчиво»
сти в пределах упругости по формуле

ЗЮ-Ю^Е^Гюо^-с)

[F]£'= у 0 [ О

а допускаемое осевое сжимающее усилие вычисляют из условия общей устойчивости в пределах упруго»
сти по формуле

£г=л1£±^м(-)2.

Гибкость к вычисляют по формуле

2-83 Ь,

О + 5 - С'

Приведенную расчетную длину /лр принимают по таблице 1. Для схем, не приведенных в таблице 1,
/яр определяют с помощью специальных методов расчета.

{F] = я(0 + s - с) <s - с) [о] min {«р,; <р2}.

Коэффициенты ф, иц^ следует определять по графикам, приведенным на рисунках 5 и 6.

где допускаемый изгибающий момент из условия прочности вычисляют по формуле

[М]„ - *D(D + s - c)(s - с)(о] - f IFI,. (22)

а допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости вычисляют по форму*
ле

(23)

муле

(М| » &D(D + s - c)(s - с)[<т]<р3.

Коэффициент ф} следует определять по графику, приведенному на рисунке 7.

(25)

где допускаемое поперечное усилие из условия прочности вычисляют по формуле

[Q}„ = 0,25 (я) я0 (s - с).

а допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости в пределах упругости вычисляют по формуле

Обечайки, работающие под совместным действием нагрузки, проверяют на устойчивость лофор*

муле

JL + JL + JML + < 10

(Р) [«I №) 5ги

где (р] — допускаемое наружное давление по формуле (7);

[F] — допускаемое осевое сжимающее усилие по формуле (14);
[М] — допускаемый изгибающий момент по формуле (21);

(Q) — допускаемое поперечное усилие по формуле (25).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S.4.1.10пределение размеров колец жесткости при внутреннем давлении

Для заданных расчетного давления р и толщины стенки s коэффициент К, следует вычислять по
формуле

к p(D + s-с) _ 1
Л4 2ф[а){$ - С)

Если К4*0. то укрепление кольцами жесткости не требуется. В диапазоне 0 < К4 < 2^- - 1 рассто*

яние между двумя кольцами жесткости вычисляют по формуле

(30)

площадь поперечного сечения кольца жесткости вычисляют по формуле

Л.г/,(5-с)^-К4.

Если к. > 2^l - 1 то толщину стенки необходимо увеличивать до такого размера, чтобы выполня-
4 %

лось следующее условие:

0 < К* < 2*L -1.

4 Ф0

При меча н и© — При определении площади поперечного сечения сольца жесткости At следует учитывать
прибавку с, для компенсации коррозии.

[р] = min {[р],: Ipb}. (32)

Допускаемое внутреннее избыточное давление, определяемое из условий прочности всей обечайки,
вычисляют по формуле

2l«J^(s - с> +

О + (s - с)

Допускаемое внутреннее избыточное давление, определяемое из условий прочности обечайки меж-
ду двумя соседними кольцами жесткости, вычисляют по формуле

Ini 2(g)pr (а - с) 2 + X*

1РЬ D+(s-c> 7^5’

гдв

Эффективную длину стенки обечайки, учитываемую при определении эффективного момента инер-
ции. определяют из условия

1в * min{/,;/ + 1.1 </£>(s-c)}. (35)

Эффективный момент инерции расчетного поперечного сечения кольца жесткости вычисляют по фор-
муле

/ = / , АС-с)3 , 0г

' '* + 10.9 в * /,(«-с)‘ (36)

коэффициент жесткости обечайки, подкрепленной кольцами жесткости, вычисляют по формуле

- с)? *

Примечание — При определении момента инерции кольца жесткости следует учитывать прибавку с, для
компенсации коррозии.

[р] = min {[р],; (р)г).

Допускаемое наружное давление [р]1п должно соответствовать величине [р](. определенной по
формуле (33) при значениях коэффициентов = 1.0 и <& = 1.0.

Допускаемое наружное давление [р]1£ из условий устойчивости в пределах упругости следует рас*
считывать по формуле

, 2.08-10'sEnfl0Ofc(s-c)12-5

|р|* - —isp^—L [—5—‘J

где e2 = min{W9.450i|^JL__j.

Допускаемое наружное давление {р^. определяемое исходя из условий устойчивости обечайки между

кольцами жесткости при значении длины / = max |б;/г - -£j. должно соответствовать давлению (р)

(см. 5.3.2.2). вместо [р]л. определенного по формуле (8), допускается принимать (р]2 по формуле (34) при
значении коэффициента <р,£ 1,0.

Допускаемые нагрузки следует рассчитывать по расчетным формулам (13). (14), (21), (25) при f-b.
При определении приведенной расчетной длины /пр по таблице 1 вместо I следует принимать общую
длину L.

следует определять по 5.4.2.2.

На рисунках 12— 17 приведены расчетные схемы сферических днищ и крышек.

• для эллиптических днищ

0,002 0.100.

0,2 6 g £ 0,5;

• для торосферических днищ

0.002 5 0.100.

Для торосферических днищ в зависимости от соотношения параметров R, О,, г, приняты следующие
типы днищ:

Для сферических неотбортованных днищ и крышек формулы следует применять при (s,-c)/RS0.1
и 0.85DZRZD.

Для неотбортованных днищ (см. рисунки 12—15). нагруженных внутренним избыточным давлением,
расчетные формулы следует применять при дополнительном условии (s, - с) / Я 2 0.002.

Формулы для неотбортованных днищ и крышек применяют при условии выполнения угловых швов с
двусторонним сплошным проваром.

Формулы не учитывают нагружение колец дополнительными нагрузками, например опорными эле*
ментами.

Если нет точных данных, то допускается формулы применять при условии, что расчетная температу*
ра стенки днища из углеродистой стали не превышает 380 ®С, из низколегированной не превышает 420 *С.
а из аустенитной не превышает 525 *С.

(42)

 

 

 

 

 

 

(44)

 

 

 

 

где R-D — для эллиптических днищ с Н. равным 0.25 О;

R г 0.5 О — для полусферических днищ с Н. равным 0.5 D.

и

 

 

6.3.1.4Еслидлинацилиндричесхойотбортованнойчастиднища/1,>0.8 ^D{s, - с) для эллиптичес-
кого днища или ft, > 0.3 - с) для полусферического днища, то толщина днища должна быть не

меньше толщины обечайки, рассчитанной е соответствии с 5.3.1 при <рр = 1.

6.3.1.5. Для днищ, изготовленных из одной заготовки, коэффициент <р = 1.

s,*s,p + ct

Для предварительного расчета К, принимают равным 0.9 для эллиптических днищ и 1.0 — для
полусферических днищ.

где допускаемое давление из условия прочности

(51)

Для сварных днищ следует дополнительно проверить толщину стенки в центральной зоне по фор-
муле

s, i s, р + с. (55)

где = 2ф)~ 0.5р‘ t56*

За расчетное значение принимают большее из значений, полученных по формулам (53) и (55).
6.4.1.2Допускаемое избыточное давление изусловия прочности краевойзоны вычисляют пофор-

муле

(57)

Для сварных днищ необходимо дополнительно проверить допускаемое избыточное давление из ус-
ловия прочности центральной зоны по формуле

За допускаемое давление принимается меньшее из давлений, определяемых по формулам (57).

(58).

Ы

цилиндрической части днища должна быть не меньше толщины обечайки, рассчитанной по форму-
лам (1). (2) при «р= 1.

Кроме того, наружное давление не должно превышать допускаемое давление, определяемое по
формуле (57).

а затем по формуле

«,* _ pop

** " 2[о)|0- Р'

Расчет проводят до тех лор. пока разница между полученным значением st* и принятым s, при
определении коэффициента р по формуле (66) не будет превышать 5%.

В качестве расчетной толщины стенки днища или крышки принимают большее из двух значений,
определяемых ло формулам (60) и (61).

Исполнительная толщина стенки

st*siP + c.

|pj = min (Ip,]; [p2D.

где [pi|— допускаемое избыточное давление из условия прочности краевой зоны

г] — допускаемое избыточное давление из условия прочности центральной зоны

Таблица 2

Расчетная модель

и

И

л.

Рисунок 12

Рисунок 13

p^e,tgv

яИа/)2

2

ah

Рисунок 14

0

 

(а + ss) Ь

Рисунок 15

 

nloUa-tfeV»2

2

(a-djh

 


Рисунок 12 — Сферические неогбортоеанкъге днища без укрепляющего кольца

Предварительно размеры кольца а и Л подбирают из условий:

для моделей по рисункам 13,14 А, = g^-tgv:

по рисунку 15 М < (М};

по рисунку 13 необходимо, чтобы е, имело минимальное значение.

При наружном давлении на крышку (см. рисунок 15) в формуле при определении М давление р
следует принимать со знаком минус.

Если прокладка лежит на всей приеалочной поверхности, в формуле при определении М для крыш-
ки (см. рисунок 15) е3 - 0.

(67)

где [р)р—допускаемое наружное давление из условия прочности в центральной зоне.

\Р\> -

[pk — допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругости:

(69)

Таблица 3

Расчетные
иодепи

Значение коэффициента Кс при отношении Rc 1 (s, - с)

 

25

50

75

100

ISO

200

250

300

350

и более

Днмще (рисунки 12 —14)

0.33

0.19

0.17

0.15

0.13

0.12

0.12

0.11

0.11

Крышка (рисунок 15)

0.46

0.30

0,25

0.22

0.19

0.17

0.16

0.13

0.12

 

 

 

 

 

 

 

 

Если при определении толщиныднища по 7.2.1 или 7.3.1 в результате расчета окажется, что
*1" с > 0,11,то необходимо дополнительно определять допускаемое давление по 7.2.7 или 7.3.8 и умно*
жать его на коэффициенту.

При Кр(р) < р толщину днища следует увеличивать так. чтобы было выполнено условие:

УМар.

 

 

 

 

с.

$, -KK0Dp

 

 

Таблица 4


Окончание таблицы 4

(74)

Коэффициент К0 определяют для наиболее ослабленного сечения. Максимальную сумму для длин
хорд отверстий в наиболее ослабленном диаметральном сечении днища или крышки определяют соглас-
но рисунку 19 по формуле Щ - max ((of, + d3): (b2 4 b3)}.

Основные расчетные размеры отверстий указаны на рисунках 16.17.

(75)

£ s1p с, (77)

me ®ip (78)

(79)

или по графику, приведенному на рисунке 19. в зависимости от отношений 05/ Ос п и у.

V»?#-. 0)

wa

где Оя = 0.785 р£>2СЛ, Р|, — определяют по ГОСТ Р 52587.4 для рабочих условий и условий монтажа.

Н * («к. j'

В формуле (82) при определении Ф индекс «р» указывает на то. что величина суммарного болтового
усилия Р и допускаемого напряжения для материала крышки относится к рабочему состоянию или
испытаниям, а индекс км» —состоянию монтажа.

К7=0.8^-Ч (83)

или определяют по графику, приведенному на рисунке 20 в зависимости от отношения диаметров.

Рисунок 23 Рисунок 24

• расчетное расстояние от поверхности пластинкидо нижнего торца втулки:

ftp - min{ft3; 027j(do - t,)t,}: (85)

Нр s min (Н,; (ft s, ftp)};

 

- расстояние от срединной поверхности пластины до нейтральной поверхности:

-«• -h° - f Г+ (e* 'V * *i J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ма - min {М,; Мг).

Ме ■■ М, (1 0) + М0р„.

Если центральная втулка отсутствует (р„ = 0). а ребра пересекаются в центре или вместо втулки
имеется сплошная бобышка, то суммарный изгибающий момент вычисляют ло формуле:

(94)

q>so,9fi^. (95)

(р) = min {(PiJ; 2)}. (96)

 

 

 

 

 

Если направление действия усилия О0 совпадает с направлением действия давления, то в форму-
ле для определения [р,} перед О надо поставить знак минус.

«(olto-cftl + ein*)?
Ш -j—^

агр = 0.7 JD{s2 - с):

• для конических и цилиндрических обечаек (см. рисунок 26):

 

а*, = 0- с):

• для цилиндрической обечайки или штуцера (см. рисунок 25е):

®2р = 1-25^0, (S2 - с).


£>, = £>- 1.4а,sin о,;

£>, = D - 2 (1 - cos а,) + 0.7а, sin а,];

для конических обечаек со ступенчатым изменением толщин стенки для второй и всех последующих
частей за расчетный диаметр О, данной части обечайки принимают внутренний диаметр большего основа-
ния.

0,001 o.OSO.

Выполнение такого условия для пологого конического днища (а, > 70е) не требуется.

В этом случае расчет проводят по ГОСТ Р 52857.8.

Если это условие не выполнено, нужно провести проверку допускаемого давления, причем вместо
5, и s2 подставляют:

- для соединения обечаек без тороидального перехода

• для соединения обечаек с тороидальным переходом при определении коэффициента р по форму-
ле (114)

s,. а — фактические толщины стенок присоединенных обечаек (см. рисунки 25.26).

Исполнительная толщина стенки цилиндрического элемента в месте соединения двух обечаек долж-
на быть не менее минимальной толщины стенки, определяемой по формулам раздела 5.

—Q— и iLli,

«2 - С Si - с

либо сразу с помощью диаграмм.

Если допускаемые напряжения материалов частей перехода отличаются друг от друга, то расчет по
диаграммам проводят при использовании меньшего из них.

За допускаемое давление, осевую силу и изгибающий момент для конической обечайки принимают
меньшее значение, полученное из условия прочности или устойчивости гладкой конической обечайки и из
условия прочности переходной части.

S. Z S* р + с.

При предварительном определении толщины стенки в качестве расчетных /е . De . в, принимают
величины, определяемые по формулам (107) — (109).

(104)

где допускаемое давление из условия прочности:

ML- l(^C)

Д+<^-с>

и допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости:

Эффективные размеры конической обечайки вычисляют по формулам

/ 0
Е 2sin<i,'

таХ{^: Д * j

Значение коэффициента в, вычисляют по формуле:

«ц£70в; (s, - с) a (s2 - с).

Если (s, - с) й (s2 - с), то при поверочном расчете следует принимать

s, - с - s2 — с.

S, - P°Pi

2 Иг^-р-

(110)

зг £ s3(t с.

(111)

При определении р, коэффициент р вычисляют по формуле (114) или определяют по диаграмме
(см. рисунок31).

Расчет толщины стенки конического элемента перехода проводят с помощью отношения толщин

 

 

 

(112)

8.3.3.3 Коэффициент формы вычисляют по формуле

 

Р, a max{0.5; Р),

(113)

 

 

где р определяют по формуле (114) или по рисункам 31 — 32 при s2 - с - s3p и допускаемом напряжении
[а] = min ((о),; [о)г).

Рисунок 31— Диаграмма для определения коэффициента 8 при расчете толщин стенок переходов обечаек

 

 

 

 

8.3.3.4 Допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление {р} из условия прочности пере*
ходкой части вычисляют ло формуле

fni 2Нг9Р(*г-с)
1Р,“ Ор| {s2 - с) '

где коэффициент р, определяют по 8.3.3.3.

а, й 70е

при соединении с цилиндрической обечайкой (см. рисунок 256):

Если (s, -с)< (s2 - с), то при поверочном расчете следует принимать s, - с - s2 - с.
Расчет применим только при отсутствии изгибающего момента на кольце.

 

n.-(a$b-i)lara- <117>

Коэффициент р определяют либо по формуле (114). либо по диаграмме (см. рисунок 32).

При А* й 0 укрепление кольцом жесткости не требуется;

• при соединении по рисунку 29:

А - РО*«9Ц1

ем,* •

В случаях действия нагрузки от наружного давления или осевой сжимающей силы, или изгибающе-
го момента сварной шов стыкового соединения кольца должен быть проварен непрерывным швом. При
определении площади поперечного сечения А, следует учитывать также сечение стенок обечаек, располо-
женное между наружными швами кольца и обечаек.

• при соединении по рисунку 256:

frtl ДМ2»р(*2-с).

• при соединении по рисунку 29:

(121)

(122)

В2 и В3 вычисляют по формулам:

г, 1-84к м.*

^ = 1^' В) = 0-25' (123)

(124)

где — сумма всех эффективных ширин несущих сварных швов между укрепляющим кольцом и
обечайкой (см. рисунок 256).

У прерывистого сварного шва действительная его ширина уменьшается в отношении длин сварного
шва и всего периметра обечайки. Расстояние между концами прерывистых сварных швов должно быть не
более восьми толщин стенки обечайки и сумма всех длин сварных швов не менее половины длины конту-
ра кольца.

л, й 70е; 0 5 £<0.3.

stss,p + c. (125)

™ (126)

рэ определяют no 8.3.5.4.

, - с)

lwОРз + (з, - с)'

Коэффициент Рэ вычисляют по формуле (128). р и р, — по формулам (114) и (129) или определяют по
диаграммам, приведенным на рисунках 32.34.

Рэ = max {0.5; р • PJ, (128)

где р вычисляют по формуле (114) или определяют по диаграмме, приведенной на рисунке 32.

Коэффициент р, вычисляют по формуле (129) или определяют по диаграмме, приведенной на ри-
сунке 34:

а, & 70е.

s22s,p + c. (130)

f 5гр = vN-p- <131)

Коэффициент р4 определяют no 8.3.6.4.

Расчет толщины стенки конического элемента переходной части проводят с помощью отношения
толщин стенок

Р вычисляют по формуле (114) с заменой D на О,:

\2

при х

p„ можно в обоих случаях определить также по диаграммам, приведенным на рисунках 35 и 36 при
D - D, и s2 - с - s2p.

s' г min {max{s,; s,); sp' с);

(137)

<.аз(о-г)й^.

(13В)

 

 

гдее* определяют по 8.3.1 при О* = D и s, по 8.3.5.

и меньшего из значений [р]. определяемых по 8.3.1 при s, - s' и 8.3.5 при s, = s'.

а, > 70е; s’-st.

s’ £ min {max{s4; s,}; se' + с}. (140)

sp'вычисляют no формуле (13d) при r= 0;

s, вычисляют no 8.3.1 при = D:

s, вычисляют по 8.3.3.

а, > 70*.

 

 

(141)

где

К = min{o,36; maxj0^*5; 0,12}J;

(142)

 

£ Si

^ 2(s'c)cosa1'

(143)

 

 

гдв S,p = |с] сова/ <145)

(F] - kD, {s* - с) ч», (о) cos а,. (146)

а, £70°.

8 4,2.2 Допускаемую осевую сжимающую силу [F] вычисляют по формуле

где допускаемую осевую силу из условия прочности вычисляют по формуле

(Я]п = яDf (s„ - c)Io] cos a, (148)

и допускаемую осевую силу из условия устойчивости в пределах упругости вычисляют по формуле

Ps

где р5 = шах (1.0; (2р 1.2)}.

Р вычисляют по формуле (114) или определяют по диаграмме, приведенной на рисунке 30.

где р**тах(1.О;2р0}.

Коэффициент рф определяют по формуле (122). в которой следует принять В3 - - 0.35.

[Я] = (155)

где р, = шах (1.0; р, (2р* 1.2)}. (156)

Коэффициенты р и р, вычисляют по формулам (114) и (129) или определяют по диаграммам, приве-
денным на рисунках 32 и 33.

где р, = max (1,0: (2р„- 1)}. (158)

р„ вычисляют по формулам (136) или (135) или определяют по диаграмме, приведенной на рисун-
ке 36.

8.5 Конические обечайки, нагруженные изгибающим моментом

 

Щ • ?~1Р].

(159)

где Dp - £>, для конического перехода (рисунок 27);
(F] вычисляют по формуле (146).

• из условия устойчивости

 

 

М-Т-ИЬ-у;

г га

(160)

где

 

(161)

 

 

(162)

 

 

и DP вычисляют по формуле (150).

Допускаемые осевые силы [F]n и [F]e вычисляют по 8.4.2.2.

(163)

где допускаемую осевую силу [F] вычисляют по формулам (151), (153), (155) и (157). При вычислении [F)
по формуле (157) в формуле (163) следует принять 0, вместо D.

Если коническая обечайка нагружена давлением, осевой силой и изгибающим моментом и сумма
эквивалентных давлений от этих нагрузок, вычисляемых по формулам:

* = < <>

составляет менее 10 % рабочего давления, то коническую обечайку рассчитывают только на действие
давления. Такую проверку следует проводить как для гладкой конической обечайки, так и для ее торои-
дальных переходных частей у большего или меньшего основания, если они есть.

Если условие 8.6.1 не выполнено для гладкой обечайки или хоть одной из переходных частей, то
производят расчет при совместном действии нагрузок по 8.6.2.1 и в.6.2.2. При проверке прочности или
устойчивости для совместного действия нагрузок в формулах (165) и (167) для расчетного наружного
давления подставляют минуср. а для осевой сжимающей силы минус F. Изгибающий момент М всегда
принимают со знаком плюс.

В случае совместного действия нагрузок необходимо проверять условия устойчивости по формуле

(Pi [Р) (MJ-1- <165>

Кроме того, должна быть выполнена проверка прочности и устойчивости от отдельных нагрузок

<1бв)

Допускаемые нагрузки [р]. [F]. (М] определяют по 8.3.2.3. в.4.2.2 и 8.5.1. Проверку проводят, если не
выполнено условие 8.6.1 хотя бы для одного из расчетных диаметров конической обечайки.

При внутреннем давлении в формуле (165) следует принять р = 0.

Кроме проверки у слови й от отдельных нагрузок по формулам (166). необходимо проверить выполне-
ние условия

где [р]. [F|. (М) — допускаемые нагрузки для переходной части обечайки. Проверку проводят, если не
выполнено условие 8.6.1 при Ор = D.

УДК 66.023:006.354 ОКС 71.120 Г02 ОКП 36 1500

75.200

Ключевые слова: сосуды и аппараты, нормы и методы расчета на прочность, цилиндрические, конические
обечайки, выпуклые, плоские днища и крышки

Редактор Р. Г. Говердоескзя
Технический редактор В. Н. Прусакова
Корректор Н. И. Гзврищук
Компьютерная верстка 3. И. Мартыновой

Подписано а печать 20.05.2009. Формат 00x64%. Бумага офсетная. Гарнитура Ариап.
Печать офсетная. Уел. печ. л. 5.12. Уч.-иэд. л. 4,10. Тирах 75 эм. Зак. 971.

ФГУП «СТЛНДАРТИНФОРМ*. 123995 Москва, Гранатный пер.. 4.
www.goslinfo. ru nlo@gostKi(o. ги

Набрано и отпечатано в Калужской типографии стандартов, 248021 Калуга, ул. Московская, 250.

Впервые эта аббревиатура появилась во времена СССР, и расшифровывается она как Государственный Стандарт. Со временем количество госстандартов увеличилось, и за их несоблюдение нарушителям грозила уголовная ответственность. Сегодня наблюдается тенденция к сокращению национальных стандартов.

ГОСТ - это государственный стандарт, свод сформулированных требований, предъявляемых государством к качеству и безопасности продукции, работ и услуг межотраслевого значения. Стандарты, подтверждающие, что они прошли проверку и отвечают всем требованиям безопасности, устанавливаются с учетом современных достижений науки, технологий и опыта.

Зачем нужен ГОСТ

ГОСТы призваны регламентировать, какие качества должны быть у продукции, вырабатываемой и продаваемой на территории конкретной страны. В наше время есть госстандарты, касающиеся любой отрасли промышленности и других сфер нашей жизни. Их задача – установить правила по изготовлению:

  • инструментов
  • продуктов питания
  • одежды и обуви
  • транспорта и всего того, без чего жизнь человека невозможна

В госстандартах указываются продукты, которые можно использовать, возможные методы производства, оборудование, на котором будет производиться изделие, технологии, по которым все это должно производиться, и т.д. Госстандарты, принятые в Российской Федерации, в своем названии, кроме аббревиатуры ГОСТ, имеют букву «Р». Это правила сертификации, на основании которых осуществляются самые разные процедуры, включая экспертизу, процессы и разные способы.

Обязательно ли соблюдать нормативы документа

Их соблюдение было обязательным до 1 сентября 2011 г. В то время считалось, что это поможет держать под контролем качество производимых товаров, а значит защищать здоровье и жизнь населения, животных, растений и пр. Однако с этого дня соблюдение ГОСТов не обязательно, оно носит добровольный характер.

Каждый может сам выбирать и покупать товары, по ГОСТу ли они выработаны или без них. И производитель может решить – изготавливать товар по ГОСТу или по ТУ. Но при этом придется учесть, что многие ГОСТы создавались в эпоху натуральной, а не модифицированной продукции. Но речь не о производственных и других сферах, напрямую касающихся жизни и здоровья людей, использовании стандартов для оборонной продукции или защиты данных, которые составляют государственную тайну или другой информации ограниченного доступа В РФ ГОСТы принимает Госстандарт России. В сфере строительства и промышленности, строительных материалов - Госстрой. Но современный мир пытается перейти на технические регламенты.

Отличие ГОСТ от других стандартов

  • ОСТ. Этот стандарт, который устанавливает требования к качеству продукта в конкретной сфере, разрабатывается там, где нет ГОСТов, или их требования нужно уточнять
  • ТУ. В ходе перехода экономики к рыночным отношениям в обиход вошли технические условия - ТУ. Их цель заключается в регламентировании производство продукции, не попадавшей под действие ГОСТа. Требования ТУ, создаваемых предпринимателями-производителями, не должны противоречить обязательным требованиям ГОСТов
  • Технический регламент. Он устанавливает обязательные условия хранения продукции, ее перевозки и продаж. Главное отличие ГОСТа от ТР заключается в том, что госстандарт характеризуется количественными параметрами выпускаемых изделий, а ТР – условиями применения готовой продукции

Похожие госты