ГОСТ Р 52857.9-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение напряжений в местах пересечений штуцеров с обечайками и днищами при воздействии давления и внешних нагрузок на штуцер

Обозначение:
ГОСТ Р 52857.9-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение напряжений в местах пересечений штуцеров с обечайками и днищами при воздействии давления и внешних нагрузок на штуцер
Тип:
ГОСТ
Название:
Дата актуализации текста:
Дата актуализации описания:
71.120, 75.200
Дата последнего изменения:
Дата завершения срока действия:
gost34674
gost_r_52857.9-2007.docx PHPWord

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА
НА ПРОЧНОСТЬ

Определение напряжений в местах пересечений
штуцеров с обечайками и днищами
при воздействии давления и внешних нагрузок
на штуцер

Издание официальное

Москва
Стамдартинформ
2009

ГОСТ Р 52857.9—2007

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 Р 1.0—2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Ос-
новные положения»

Сведения о стандарте

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом инфор-
мационном 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 ежемесяч-
но издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая инфор-
мация. уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования—
на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии 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 регу-
лированию и метрологии

Содержание

ГОСТ Р 52857.9—2007

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

Определение напряжений в местах пересечений штуцеров с обечайками и днищами
при воздействии давления и внешних нагрузок на штуцер

Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation.
Determination of stresses at nozzle-to-shell and head junctions under action
of pressure and external loads on the nozzle

Дата введения — 2008—04—01

Настоящий стандарт устанавливает методы расчета напряжений в местах пересечения штуцеров с
цилиндрическими обечайками и сферическими днищами при нагружении внутренним давлением и вне-
шними статическими нагрузками на штуцер. Методы расчета применимы при расположении штуцеров пер-
пендикулярно к стенке сосуда.

Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ Р 52857.1. ГОСТ Р 52857.3.

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 отвер-
стий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ
при внешних статических нагрузках на штуцер

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылоч-
ных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального аген-
тства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информаци-
онному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и
по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году.
Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководство-
ваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в
котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

С,; С2; С3коэффициенты;

Dc средний диаметр обечайки у отверстия, мм;
dc средний диаметр штуцера, мм;
L — ширина накладного кольца, мм;

/ —длина штуцера, мм;

F осевые усилия. Н;

Мхизгибающий момент в окружном направлении обечайки, Н - мм;
Му изгибающий момент в продольном направлении обечайки, Н мм;

Издание официальное

Мв изгибающий момент, действующий на штуцер сферического днища, Н мм;

Л/р —число циклов нагружения давлением;
Nf — число циклов нагружения от осевого усилия;
р — расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;
Rc средний радиус оболочки около отверстия, мм;
s—толщина стенки обечайки или днища, мм;

s1 — толщина стенки штуцера, мм;

$2 — толщина стенки накладного кольца, мм;

$э—эквивалентная расчетная толщина стенки, мм;

вр; о^; Ом — коэффициенты концентрации напряжений около штуцера;

Хс— геометрический параметр для цилиндрической обечайки;
Х3—геометрический параметр для сферического днища.

Приведенный 8 настоящем стандарте метод расчета по определению напряжений в месте пересече-
ния штуцеров с обечайками и днищами применяется в качестве дополнения к расчету по ГОСТ Р 52857.3,
когда по тем или иным условиям не применим метод расчета по предельным нагрузкам. Такие условия
возникают, когда сосуд работает при переменном режиме нагружения и возможно разрушение из-за накоп-
ления пластических деформаций или усталости металла либо под воздействием агрессивной среды в аппа-
рате снижаются пластические свойства материала.

В связи со сложностью расчета напряжений в местах пересечения штуцеров с корпусом сосуда
допускается применять другие методы расчета, например численные методы исследований напряжений,
основанные на методе конечных элементов или экспериментальные методы определения напряжений.

м.

Рисунок 1 — Схема нагружения штуцера внешними нагрузками

а) 0,001 < s/Dc<0,1;

б> х=ж510

в) штуцер расположен на расстоянии не менее yjRcs5 от других местных нагрузок;

г) толщина штуцера, равная s1t должна сохраняться на длине I £ Jdcs-t.

а) если накладного кольца нет, то

s3 = s;

б) если установлено накладное кольцо, то при L>^Rc(s+$2) s3 = s + S2.

если L<ylRc(s+$2),

Коэффициент С-! определяют по графику, приведенному на рисунке 2, или вычисляют по формуле

Рисунок 2 — График для определения С1

Коэффициенты а0 — а4 определяют по таблице 1.

Таблица 1 — Коэффициенты для определения С1

«0

ai

 

аз

а4

0.60072181

0,95196257

0.0051957881

-0,001406381

0

 

(3)

Коэффициент С2 определяют по графику, приведенному на рисунке 3, или вычисляют по формуле

С201А.с2Х2 +аз^с4^с-

Коэффициенты а0а4 определяют по таблице 2.

 

 

Таблица 2 — Коэффициенты для определения С2

ао

ai

а2

 

34

4,526315

0,064021889

0,15887638

-0,021419298

0,0010350407

 

Л _2.25рМу1
""" с,

Коэффициент С3 определяют по графику, приведенному на рисунке 4, или вычисляют по формуле

 

Коэффициенты а0—а4 определяют по таблице 3.

Таблица 3 — Коэффициенты для определения С3

 

ао

в.

а2

«а

«4

£0.2

4.8844124

-0.071389214

0.79991259

-0,024155709

0

а 0.5

6,3178075

-3.6618209

4,5145391

-0.83094839

0.050698494

 

Для пластичного в условиях эксплуатации материала условия прочности выполняются, если

+ S 3[ст]. (5)

При направлении Fz от поверхности стенки сосуда имеет знак плюс.

Если материал не обладает достаточной пластичностью (удлинение при разрыве стандартного образ-
ца составит менее 14 %, а ударная вязкость на образцах KCV менее 27 Дж/см*), то допускаемое напряже-
ние определяют на основании специальных исследований.

Условия прочности при циклическом нагружении давлением р, осевым усилием на штуцер Fz и
изгибающими моментами х, Му) проверяют по ГОСТ Р 52857.6.

Допускаемое число циклов определяют по ГОСТ Р 52857.6. Амплитуды напряжений, необходимые
для определения допускаемых чисел циклов, равны:

_ &Р • _ ^F _ Q«x . _ °МУ

а8р —2~- —2 • °аМх 2~’ у"•

Формулы применимы при следующих условиях:

а) 0,001 S s/Rcs0,1;

б) расстояние от штуцера до другого концентратора напряжений должно быть не менее s3;

в) толщина штуцера, равная должна сохраняться на длине l> Jd^;

г) штуцер расположен перпендикулярно к поверхности оболочки:

Эквивалентную толщину стенки днища около штуцера вычисляют:

а) если нет накладного кольца, то зэ = s;

б) если установлено накладное кольцо, то при L>Jrc(s+s2) s3 = s + s2,
если L<yjRc(s+s2),

 

 

 

 

где аркоэффициент концентрации, определяемый по графикам, приведенным на рисунках 5,6.

 

 

 


Рисунок 6 — Коэффициенты концентрации в месте пересечения проходящего штуцера
со сферической оболочкой при внутреннем давлении

 

Максимальное напряжение от осевого усилия вычисляют по формуле

<8>

где az коэффициент концентрации, определяемый по графикам, приведенным на рисунках 7,8.

Рисунок 7 — Коэффициенты концентрации в месте пересечения штуцера
со сферической оболочкой при осевом усилии на штуцер

 

Рисунок 8 — Коэффициенты концентрации в месте пересечения проходящего штуцера
со сферической оболочкой при осевом усилии на штуцер

Максимальное напряжение от изгибающего момента вычисляют по формуле

 

 

где ам коэффициент концентрации, определяемый по графикам, приведенным на рисунках 9.10.

 

 

6.4 Условия прочности при совместном действии статических нагрузок

Для пластичного в условиях эксплуатации материала условия прочности выполняются, если:

м)2 <3[о].

Если материал не обладает достаточной пластичностью (удлинение при разрыве стандартного образ-
ца составит менее 14 %, а ударная вязкость на образцах KCV менее 27 Дж/см2), то допускаемое напряже-
ние определяют на основании специальных исследований.

6.5 Условия прочности при малоцикловой нагрузке

Условия прочности при совместном действии малоцикловой нагрузок от давления р, осевого уси-
лия^ и изгибающего момента Мв выполняются по ГОСТ Р 52857.6.

Амплитуды напряжений, необходимые для определения допускаемых чисел циклов, равны

. gm

2 1 <^=-^О8М=-^-

Ключевые слова: сосуды и аппараты, штуцера, определение напряжений, нормы и методы расчета на
прочность

Редактор Р. Г. Говердовская
Технический редактор В. Н. Прусакова
Корректор Н. И. Гаврищук
Компьютерная верстка А. П. Финогеновой

Подписано в печать 20.05.2009. Формат 60х841/в. Бумага офсетная. Гарнитура Ариал
Печать офсетная. Усл. леч. л. 1.86. Уч.-иэд. л. 0.95. Тираж 73 экз. Зак. 978.

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ». 123995 Москва. Гранатный пер.. 4
www.gostinfo.ru info@gostinfo.ru

Набрано и отпечатано в Калужской типографии стандартов. 248021 Калуга, ул. Московская. 256.

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