Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Томский Политехнический Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

ГОСТ Р 52857.3-2007 Укрепление отверстий

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.05.2015

Размер:

1.24 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

ГОСТ Р 52857.3—2007

5.2.2.3 Расчет укрепления отверстия с помощью накладного кольца при необходимости определения площади этого кольца проводят по формуле

$ ≥

{ G

− G

V − O

V − V − F − O

V − V − F

− O

V − F

− F

}

(30)

где A2 = l2ps2 — площадь накладного кольца.

Если s2 > 2s, то накладные кольца рекомендуется устанавливать снаружи и изнутри сосуда или аппарата, причем толщина наружного кольца принимается 0,5s2, внутреннего — 0,5s2 + c.

5.2.3 Допускаемое внутреннее избыточное давление

Допускаемое внутреннее избыточное давление вычисляют по формуле

>S@ =	N. WV − FX ϕ >σ@
>S@ =	'S + WV − FX9 9 }	(31)

где К1= 1 — для цилиндрических и конических обечаек; К1=2 — для выпуклых днищ.

O +

OS WV − FV X χ + OS V χ + OS WV − FV − FV X χ

OS WV − FX

9 = PLQ

GS − GRS

G + NFV

(32)

O + PQ\

+ .

Для овального штуцера в этой формуле d = d1.

5.3 Учет взаимного влияния отверстий в сосудах и аппаратах, нагруженных внутренним давлением

Если не выполнено условие (25), то расчет таких взаимовлияющих отверстий [см. рисунки А.2 и А.3 (приложение А)] выполняется следующим образом: вначале рассчитывают укрепления для каждого из этих отверстий отдельно в соответствии с 5.2, затем проверяется достаточность укрепления перемычки между отверстиями, для чего вычисляют допускаемое давление для перемычки по формуле

>S@ =

N. WV −

FX ϕ >σ@

9 }

(33)

PQ\W'S′ + 'S′′X

+ WV −

FX 9

OS′

WV′ − FV′ X χ′ + O ′ S V′ χ′

+ OS′ WV′ − FV′ − FV′ X χ′ + OS′′ WV′′− FV′′X χ′′+ O ′′S V′′χ′′ + OS′′ WV′′ − FV′′ − FV X χ′′

O+

EWV − FX

где 9

(34)

=PLQ

G′ +

G′′

ϕ′

O ′

′′ + N

V′′ ϕ

O ′′

′ + N

V′

. PQ]

+ .

'S′

ϕ′

'S′′

ϕ′′

При совместном укреплении двух взаимовлияющих отверстий общим накладным кольцом [см. рису-

нок А.8 (приложение А)] коэффициент понижения прочности вычисляют по формуле

OS′

WV′ − FV′ X χ′ + OS′′ WV′′− FV X χ′′+ / V χ + OS′

WV′ − FV′

− FV′ X χ′

+ OS′′ WV′′ − FV′′ − FV′′ X χ′′

EWV − FX

O+

9 = PLQ

G′ +

G′′

′

+ N

O ′

′′ + N

V′′ ϕ

O ′′

(35)

. PQ]

+ .

ϕ′

'S′′

ϕ′′

где /

= PLQ{E O ′

+ O ′′ }

Для овального штуцера в формулах (34) и (35) d' = d1' и d" = d1" .

Если ось сварного шва обечайки (днища) удалена от наружных поверхностей обоих штуцеров более чем на три толщины стенки укрепляемого элемента (3s) и не пересекает перемычку, то коэффициент прочности этого сварного шва в формулах (33), (34) и (35) следует принимать ϕ = 1. В остальных случаях ϕ ≤ 1 в зависимости от вида и качества этого сварного шва.

11* 8

ГОСТ Р 52857.3—2007

Коэффициенты прочности продольных сварных швов штуцеров ϕ1' = 1 и ϕ1" = 1, если соответствующие сварные швы составляют на окружности штуцеров с линией, соединяющей центры отверстий [см. рисунок А.12 (приложение А)], центральные углы ψ' и ψ" не менее 60 °С.

В остальных случаях ϕ1' ≤ 1 и ϕ1" ≤ 1 в зависимости от вида и качества соответствующего сварного шва. Коэффициент К3 для цилиндрических и конических обечаек вычисляют по формуле

. =	+ FRV β		(36)

Угол β определяется в соответствии с рисунком А.3, приложение А. Для выпуклых днищ К3 = 1.

При укреплении двух близко расположенных отверстий другими способами нужно, чтобы половина площади, необходимой для укрепления в продольном сечении (см. рисунок А.2, приложение А), размещалась между этими отверстиями.

Для ряда отверстий [см. рисунок А.14 (приложение А)] коэффициент понижения прочности вычисляют по формуле

WV − FV X

NE + YOS

+ YOS

WV − FX

9 = PLQ gn

(37)

WG +

WO + FRV

β X WPQ] E + G + NFV X +

YOS

β X WPQ] E + G + NFV X +

YO S

WO + FRV

Расчет по 5.3. не применим, если имеются взаимовлияющие отверстия и одно из них выполнено в соответствии с рисунком А.10, приложение А.

5.4 Укрепление отверстий в сосудах и аппаратах, нагруженных наружным давлением

Допускаемое наружное давление вычисляют по формуле

>S@ =	>S@
		>S@
	O +		(38)
		>S@

где [p]п — допускаемое наружное давление в пределах пластичности, определяемое по формуле (31) как допускаемое внутреннее избыточное давление для сосуда или аппарата с отверстием при ϕ = 1,0; [p]E — допускаемое наружное давление в пределах упругости, определяемое по ГОСТ Р 52857.2—

для соответствующих обечайки и днища без отверстий.

При наличии взаимного влияния отверстий [p]п определяется аналогично [p] по 5.3 для каждого отверстия в отдельности и для перемычки, а затем из полученных значений принимается меньшее.

Для обечаек или днищ с кольцами жесткости расчет проводят отдельно для каждого участка с отверстиями между соседними кольцами.

6 Расчет на прочность цилиндрических обечаек и сферических днищ при внешних статических нагрузках на штуцер [см. рисунок А.15 (приложение А)]

6.1 Цилиндрическая обечайка 6.1.1 Условия применения расчетных формул

Расчетные формулы применимы при выполнении следующих условий: а) 0,001≤ s / Dc ≤ 0,1;

б) λ =	GF	≤
	'F V

где sэ — эквивалентная толщина обечайки и накладного кольца;

в) расстояние от края штуцера до любого другого конструктивного элемента, где возможна концентрация напряжений, должно быть не менее 5. V

г) исполнительная толщина штуцера s1 должна быть на длине не менее GF V i

ГОСТ Р 52857.3—2007

6.1.2 Определение эквивалентной толщины стенки обечайки около штуцера

Эквивалентную толщину обечайки около штуцера вычисляют по формулам: а) если накладного кольца нет, то sэ = s;

б) если установлено накладное кольцо, то при O ≥ 5. V + V

sэ = s + s2 χ2, если O < 5F uV + V v } то sэ = s + min V '	O	V χ
	V + V
F

6.1.3 Определение допускаемых нагрузок

Допустимые значения давления, осевой нагрузки и изгибающих моментов определяются независимо друг от друга. Для оценки прочности узла врезки штуцера при совместном действии нагрузок используется выпуклая кривая предельного состояния.

6.1.3.1Допускаемое давление для одиночного отверстия определяется по 5.2.3.

6.1.3.2Допускаемое осевое усилие на штуцер [Fz] при отсутствии накладного кольца вычисляют по

формуле

[Fz] = [σ] (s – c)2 max [C1; 1, 81].	(39)
C1 определяют по графику, приведенному на рисунке А.16 (приложение А), или вычисляют по фор-
муле
= D + D λF + D λF + D λF + D λF	(40)

Параметр λc определяют при sэ = (s – c). Коэффициенты a0 – a4 приведены в таблице 2.

6.1.3.3 Допускаемое осевое усилие на штуцер при наличии накладного кольца (при s1 / sэ ≥ 0,5 )

равно:
[Fz] = min {[Fz1]; [Fz2]},	(41)
где допускаемое осевое усилие [Fz1] из условия прочности в месте пересечения штуцера с обечайкой
[Fz1] = [σ] (s + χ2 s2 – c)2 max [C1; 1, 81].	(42)

λc вычисляют при sэ, определяемой по 6.1.2.
Допускаемое осевое усилие [Fz2] из условия прочности у внешней кромки накладного кольца при
s1 / sэ ≥ 0,5 вычисляют по формуле
[Fz2] = [σ] (s – c)2 max [C1; 1, 81].	(43)

λc определяют при dc = D2 и sэ = s – c.

С1 определяют по графику, приведенному на рисунке А.16 (приложение А), или вычисляют по фор-

муле

= D + D λF + D λF + D λF + D λF

(44)

a0 – a4 приведены в таблице 2.

6.1.3.4 Допускаемый изгибающий момент [Mx], действующий на штуцер в плоскости, перпендикулярной к оси сосуда, при отсутствии накладного кольца вычисляют по формуле

>0[	@ = >σ@uV − Fv	GF	PD[>& nm} @i	(45)

		Y

С2 определяют по графику, приведенному на рисунке А.17 (приложение А), или вычисляют по фор-

муле

= D + D λF + D λF + D λF + D λF

(46)

λc определяют при sэ = s – с.

ГОСТ Р 52857.3—2007

Коэффициенты a0 – a4 приведены в таблице 3.

6.1.3.5 Допускаемый изгибающий момент [Mx] при наличии накладного кольца (s1 / sэ ≥ 0,5 ) вычисля-

ют по формуле
[Mx] = min {[Mx1]; [Mx2]}.	(47)

Допускаемый изгибающий момент [Mx1] из условия прочности в месте пересечения штуцера с обечайкой вычисляют по формуле

>0[ @ = >σ@uV + χ V	− Fv	GF	PD[>& nm} @i	(48)

		Y

λc вычисляют при sэ, определяемой по 6.1.2.

Допускаемый изгибающий момент [Mx2] из условия прочности у внешней кромки накладного кольца
(при s1 / sэ ≥ 0,5) вычисляют по формуле
>0[	@ = >σ@uV − Fv	GF	PD[>& nm} @i	(49)

		Y

λc вычисляют при sэ = s – c и dc = D2.

C2 определяют по графику, приведенному на рисунке А.17 (приложение А), или вычисляют по фор-

муле

= D + D λF + D λF + D λF + D λF

(50)

a0 – a4 приведены в таблице 3.

6.1.3.6 Допускаемый изгибающий момент [My], действующий на штуцер в плоскости, совпадающей с осью сосуда, при отсутствии накладного кольца вычисляют по формуле

>0\	@ = >σ@uV − Fv	GF	PD[>& n m} @i	(51)

		Y

C3 определяют по графику, приведенному на рисунке А.18 (приложение А), в зависимости от λc или вычисляют по формуле:

= D + D λF + D λF + D λF + D λF

(52)

λc вычисляют при sэ = s – c. a0 – a4 приведены в таблице 4.

Если отношение s1 / sэ находится между 0,2 и 0,5, то коэффициент С3 определяют с помощью линейной интерполяции.

6.1.3.7 Допускаемый изгибающий момент [My] при наличии накладного кольца (при s1 / sэ ≥ 0,5) равен:

[My] = min {[My1]; [My2]}.

(53)

Допускаемый изгибающий момент [My1] из условия прочности в месте пересечения штуцера с обечайкой вычисляют по формуле

>0\ @ = >σ@uV + χ V	− Fv	GF	PD[>& nm} @i	(54)

		Y

С3 определяют по графику, приведенному на рисунке А.18 (приложение А), в зависимости от λc или вычисляют по формуле

= D + D λF + D λF + D λF + D λF

(55)

λc определяют при sэ = s + χ2s2 – с. a0 – a4 приведены в таблице 4.

ГОСТ Р 52857.3—2007

Допускаемый изгибающий момент [My2] из условия прочности у внешней кромки накладного кольца вычисляют по формуле

>0\	@ = >σ@uV − Fv	GF	PD[>& n m} @i	(56)

		Y

C3 определяют по графику, приведенному на рисунке А.18 (приложение А), в зависимости от λc или вычисляют по формуле

= D + D λF + D λF + D λF + D λF

(57)

λc определяется при dc = D2 и sэ = s – c. a0 – a4 приведены в таблице 4.

Если отношение толщин s1 / sэ находятся между 0,2 и 0,5 , то коэффициент С3 на рисунке А.18 (приложение А) определяют при помощи линейной интерполяции.

6.1.4 Совместное действие нагрузок

Предварительно проверяют выполнение условий прочности для каждой нагрузки в отдельности:

	Φ S =				S		≤ gn			(58)
	Φ S =			>S@			≤ gn			(58)
				>S@
	Φ]	=		)]			≤ gn			(59)
				)]
				>) @
					]
ΦE =		0						0\		(60)
ΦE =			[			+			≤ gi	(60)
	>0[ @							>0\ @

Кроме того, определяют выполнение условий прочности при совместном действии нагрузок

+ Φ

− Φ

≤

PD[

+ Φ

(61)

]

С4 принимают равным 1,1, если нагрузка определялась с учетом стесненности температурных деформаций. В остальных случаях С4 = 1.

Φz определяют с учетом направления осевой нагрузки. Если осевая нагрузка направлена наружу от стенки, то Φz следует принимать со знаком плюс. Если Φz направлена в противоположном направлении, то в формуле (61) Φz следует принимать со знаком минус.

6.1.5 Проверка прочности штуцера

Максимальные продольные растягивающие напряжения в штуцере должны удовлетворять усло-

вию:

S G + V	+		0[ + 0\			+	)	≤ >σ@	(62)
	+	π G + V V		−		+	]	≤ >σ@	(62)
V − FV		π G + V V		−	F		π G + V V − FV
					V

Fz следует принять равным нулю, если она создает сжимающее напряжение. Кроме расчета на прочность, проводят расчет на устойчивость штуцера по формуле

S	0 +	0		)
	[	\		]	(63)
>S@ +	>0@		+	>)@ ≤

где [M] и [F] — допускаемые изгибающий момент и сжимающая продольная сила соответственно;

[p] — допускаемое внешнее давление из условия устойчивости. [M], [F] и [p] определяют по ГОСТ Р 52857.2 для обечайки штуцера.

Если Fz растягивающая продольная сила, а p — внутреннее избыточное давление, то в формуле (63) Fz и p надо принять равной нулю.

ГОСТ Р 52857.3—2007

Т а б л и ц а 2

s1 / sэ

–

0,60072181

0,95196257

0,0051957881

–0,001406381

Т а б л и ц а 3

s1 / sэ

–

4,526315

0,064021889

0,15887638

–0,021419298

0,0010350407

Т а б л и ц а 4

s1 / sэ

≤ 0,2

4,8844124

–0,071389214

0,79991259

–0,024155709

≥ 0,5

6,3178075

–3,6618209

4,5145391

–0,83094839

0,050698494

6.2 Сферическое днище 1)

6.2.1 Условие применения расчетных формул

Формулы применимы при выполнении следующих условий:

а) 0,001 ≤ s / Rc ≤ 0,1.

Нижний предел тонкостенности			V	< следует выполнять, если толщина стенки днища не
Нижний предел тонкостенности			5	< следует выполнять, если толщина стенки днища не
			F
превышает половины толщины стенки обечайки.
б) λV =	GF	≤
б) λV =	5F V	≤
	5F V

где sэ — эквивалентная толщина днища и накладного кольца;

в) расстояние от края штуцера до любого другого конструктивного элемента, где возможна концен-

трация напряжений, не меньше, чем 5. V

г) исполнительная толщина штуцера s1 должна быть на длине не менее GV i

6.2.2 Определение эквивалентной толщины стенки обечайки около штуцера

Эквивалентную толщину обечайки около штуцера вычисляют по формулам: а) если накладного кольца нет, то sэ = s;

б) если установлено накладное кольцо, то при O ≥ 5. V + V sэ = s + s2 χ2, если O < 5. V + V

то V = V + PLQV '	O	V χ
	V + V
F

6.2.3 Определение допускаемых нагрузок

Допускаемые значения давления, осевой нагрузки и изгибающих моментов определяют независимо друг от друга. Для оценки прочности узла врезки штуцера при совместном действии нагрузок используется линейное суммирование повреждений.

6.2.3.1 Вспомогательные параметры

	G	F				V − F
λV =			. = PLQ	N>σ@ WV − F X
	5F V				>σ@V	GF	n g i

1) Расчет может быть применен для эллиптического днища, если расстояние от наружной кромки штуцера, измеренное по хорде, не более 0,4 наружного диаметра днища. Средний радиус днища Rc принимается равным радиусу в вершине эллиптического днища.

ГОСТ Р 52857.3—2007

6.2.3.2Допускаемое давление для одиночного отверстия определяют по 5.2.3.

6.2.3.3Допускаемое осевое усилие на штуцер [Fz] при отсутствии накладного кольца определяют по графику, приведенному на рисунке А.19 (приложение А), или вычисляют по формуле

>)] @ = >σ@uV − Fv ug} h + h}m g + . λV + } g. λV v}	(64)
где λs и К4 вычисляют при sэ = s – c.
6.2.3.4 Допускаемое осевое усилие на штуцер [Fz] при наличии накладного кольца
[Fz] = min {[Fz1]; [Fz2]},	(65)

где допускаемое осевое усилие [Fz1] из условия прочности в месте пересечения штуцера с оболочкой определяют по графику, приведенному на рисунке А.19 (приложение А), или вычисляют по формуле

>)] @ = >σ@V + χ V − F + + . λV + . λ V

(66)

λs и К4 вычисляют при sэ = s + χ2s2 – с, определяемой по 6.2.2.

Допускаемое осевое усилие из условия прочности у внешней кромки накладного кольца вычисляют по формуле

>)] @ = >σ@V − F + + . λV + . λ V

(67)

где λs вычисляют при sэ = s – c и dс = D2, а параметр К4 =1.

6.2.3.5 Допускаемый изгибающий момент [Mb] при отсутствии накладного кольца определяют по графику, приведенному на рисунке А.20 (приложение А), или вычисляют по формуле

>0E @ = >σ@uV − Fv GYF um} + h} g + . λV + } g. λV v ,

(68)

где λs и К4 вычисляют при sэ = s – c.

6.2.3.6 Допускаемый изгибающий момент [Mb] при наличии накладного кольца вычисляют по форму-

ле
[Mb] = min {[Mb1]; [Mb2]},	(69)

где [Mb1], допускаемый изгибающий момент из условия прочности в месте пересечения штуцера с днищем, определяют по графику, приведенному на рисунке А.20 (приложение А), или вычисляют по формуле

>0E @ = >σ@uV + χ V − Fv GYF um} + h} g + . λV + } g. λV vi

(70)

λs и К вычисляют при sэ, определяемой по 6.2.2.

Допускаемый изгибающий момент [Mb2] из условия прочности у внешней кромки накладного кольца определяют по графику, приведенному на рисунке А.20 (приложение А), или вычисляют по формуле

	G
>0E @ = >σ@uV − Fv	YF um} + h}						g + . λV + } g. λV vi		(71)
λs вычисляют при sэ = s – c и dс = D2, а параметр К4 = 1,0.
6.2.4 Совместное действие нагрузок
Предварительно проверяют условие прочности для каждой нагрузки в отдельности:
	ΦS	=		S		≤			(72)
				S
			>S@
	Φ]	=	)]				≤ gn		(73)
			)]
			>) @
			]
	ΦE	=		0E				≤ gi	(74)
				0E
				>0	E		@
				>0	E		@
12—1559									14

ГОСТ Р 52857.3—2007

Кроме того, определяют выполнение условий прочности при совместном действии нагрузок

max (|Φp + Φz|; |Φz|; |Φp – 0,2Φz|) + |Φb| ≤ 1,0.

(75)

6.2.5 Проверка прочности штуцера

Максимальные продольные растягивающие напряжения в штуцере должны удовлетворять условию

S G + V	+	0E		+	)]	≤ >σ@	(76)
V − FV		π G + V V			π G + V V − FV
			− F

			V

Если Fz создает сжимающее напряжение, то Fz следует принять равной нулю. Устойчивость штуцера при р = 0 должна быть проверена по формуле

0E	)]	(77)
>0@ +	>)@ ≤	(77)
>0@ +	>)@ ≤

Если Fz растягивающая продольная сила, а p — внутреннее избыточное давление, то в формуле (77) Fz и p надо принять равными нулю.

[M] и [F] — допускаемые изгибающий момент и сжимающая продольная сила соответственно, определяемые из условий устойчивости по ГОСТ Р 52857.2.

ГОСТ Р 52857.3—2007

Приложение А (обязательное)

Рисунки, поясняющие текст стандарта и расчетные размеры

Рисунок А.1 — Компенсация вырезанного сечения штуцером произвольной формы

12*

ГОСТ Р 52857.3—2007

Рисунок А.2 — Укрепление взаимовлияющих отверстий

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
28.04.2019541.7 Кб1ГОСТ 24846-81.doc
#
28.04.2019131.58 Кб0ГОСТ 28622-90.doc
#
29.05.20154.99 Mб10ГОСТ Р 50779.74-99.doc
#
29.05.2015384.28 Кб29ГОСТ Р 52857.1-2007 Общие требования.pdf
#
29.05.20151.69 Mб17ГОСТ Р 52857.2-2007 Элементы апп(взам.14249).pdf
#
29.05.20151.24 Mб17ГОСТ Р 52857.3-2007 Укрепление отверстий.pdf
#
29.05.20151.09 Mб52ГОСТ Р 52857.7-2007 Теплообменные аппараты.pdf
#
21.08.20193.22 Mб11ГОСТ Р 8.733-2011 ГСИ. Системы измерений количе...rtf
#
29.05.2015258.49 Кб14ГОСТ Р ИСO 9001-2008.pdf
#
29.05.2015965.63 Кб60ГОСТ Р ИСО 5479-2002.doc
#
02.08.2019231.41 Кб8Государственная поддержка аграрной сферы.docx