---

3. СОСУДЫ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ РУБАШКАМИ

3.1. Цилиндрические обечайки.

Цилиндрические обечайки рассчитывают в соответствии с пп. 2.1.1-2.1.3.

3.2. Сопряжение при помощи конуса (см. черт. 5 справочного приложения).

Конические сопряжения удовлетворяют требованиям прочности, если они выполнены с толщиной стенки, равной толщине стенки цилиндрической обечайки рубашки, и если они соответствуют требованиям п. 1.2.2 и формулы (39)

₍₃₉₎

3.3. Сопряжение при помощи кольца (см. черт. 6 справочного приложения).

3.3.1. Определение высоты кольца

₍₄₀₎

₍₄₁₎

3.3.2. Сварные швы

Размер сварного шва между сосудом и кольцом при сопряжениях по черт. 6 а, б, г справочного приложения определяют по формуле

₍₄₂₎

для колец при сопряжении по черт. 6 в справочного приложения

а = h₀.

3.4. Компенсаторы.

Если по результатам расчета на малоцикловую прочность необходимо встроить в рубашку компенсатор (см. п. 3.6.3), то допускаемое избыточное давление [р₂] в рубашке рассчитывают для сопряжений при помощи конуса по формуле (13) и для сопряжений при помощи кольца по формуле (29). При этом коэффициент осевого усилия A рассчитывают по формуле

₍₄₄₎

Компенсатор рассчитывают при нагружении давлением р₂ и силой реакции

3.5. Нагрузка от собственного веса сосуда или рубашки. Проверку несущей способности при нагружении конических или кольцевых сопряжений собственным весом сосуда или рубашки проводят по формуле

₍₄₅₎

где F - осевое усилие по п. 2.5;

[р₂] - допускаемое избыточное давление по формуле (13) для сопряжения при помощи конуса и по формуле (29) для сопряжения при помощи кольца;

А - коэффициент осевого усилия по формуле (5).

При наличии компенсатора на рубашке формула (45) применима при условии, что опорные элементы не расположены на рубашке.

3.6. Проверка на малоцикловую прочность

3.6.1. Сопряжение рубашки с корпусом сосуда при помощи конуса по черт. 5 справочного приложения

Относительное продольное удлинение в рубашке

₍₄₆₎

где _{- определяют согласно п. 2.6.1;}

₍₄₇₎

_{- по формуле (6).}

Относительное продольное удлинение рубашки должно удовлетворять условию

₍₄₈₎

Расчетный коэффициент прочности сварного шва

₍₄₉₎

где _{- коэффициент снижения допускаемых напряжений при расчете на устойчивость по черт. 8 ГОСТ 14249-80, определенный для рубашки.}

Размах напряжений в сварном шве между сосудом и конусом

₍₅₀₎

Размах напряжений в сварном шве между рубашкой и конусом по черт. 5 а, б справочного приложения

₍₅₁₎

где b_к1, b_к2, g_к - см. табл. 1;

₍₅₂₎

где

₍₅₃₎

₍₅₄₎

Проверку на малоцикловую прочность проводят по формуле (55), а для конусов по черт. 5 а, б справочного приложения - дополнительно по формуле (56)

₍₅₅₎

₍₅₆₎

Допускаемые размахи напряжений _{или допускаемое число рабочих циклов [N]1 и [N]2 определяют согласно п. 2.6.3. Индекс 1 относится к сварному шву между корпусом сосуда и сопряжением при помощи конуса, а индекс 2 к сварному шву между рубашкой и сопряжением при помощи конуса.}

3.6.2. Сопряжение рубашки с корпусом сосуда при помощи кольца по черт. 6 справочного приложения. Относительное продольное удлинение в рубашке

₍₅₇₎

где _{- см. п. 2.6.1.}

Относительное продольное удлинение рубашки должно удовлетворять условию

₍₅₈₎

Расчетный коэффициент прочности сварного шва

₍₅₉₎

где _{- коэффициент снижения допускаемых напряжений при расчете на устойчивость по черт. 8 ГОСТ 14249-80, определенный для рубашки;}

_{- по табл. 2.}

Таблица 2

Погонный момент инерции и коэффициент прочности сварного шва

Размах напряжений в сварном шве между сосудом и кольцом

₍₆₀₎

Размах напряжений в сварном шве между рубашкой и кольцом

₍₆₁₎

где W₁, W₂ - по табл. 2;

_{- по табл. 1.}

Проверку на малоцикловую прочность проводят по формулам (55) и (56), при этом допускаемые размахи напряжений _{или допускаемое число рабочих циклов [N]1 и [N]2 определяют согласно п. 2.6.3. Индекс 1 относится к сварному шву между корпусом сосуда и кольцом, а индекс 2 к сварному шву между рубашкой и кольцом.}

3.6.3. Если не удовлетворяются требования малоцикловой прочности по пп. 3.6.1 или 3.6.2, необходимо произвести конструктивные изменения, например, предусмотреть компенсатор.

В этом случае он должен воспринимать температурное удлинение, равное _{при рабочем числе циклов. Дальнейший расчет следует выполнять по п. 3.4.}

3.6.4. Допускается определять уточненное значение размаха напряжений, а также допускаемую амплитуду или допускаемое число циклов в соответствии с ГОСТ 25859-83.

4. СОСУДЫ, ЧАСТИЧНО ОХВАЧЕННЫЕ РУБАШКАМИ, СОПРЯЖЕННЫМИ С КОРПУСОМ АНКЕРНЫМИ ТРУБАМИ И ОТБОРТОВКАМИ

4.1. Цилиндрическая обечайка

4.1.1. Цилиндрическую обечайку сосуда рассчитывают по ГОСТ 14249-80 на внутреннее избыточное давление с расчетным давлением р₁, если p₁ > 0.

4.1.2. Если p₁ < 0, то цилиндрическую обечайку сосуда рассчитывают по ГОСТ 14249-80 на наружное давление с расчетным давлением _.

4.1.3. Части цилиндрической обечайки сосуда, охваченные рубашкой, и цилиндрические части рубашки при нагружении давлением р₂ рассчитывают по п. 4.3 как плоские участки.

Если p₁ < 0, следует дополнительно выполнять условие по формуле (62) и требование п. 1.3.1, чтобы исключить появление вмятин на цилиндрической обечайке сосуда:

₍₆₂₎

4.2. Днища

4.2.1. Выпуклые днища рассчитывают по ГОСТ 14249-80 на внутреннее избыточное давление с расчетным давлением p₁, если p₁ > 0, и на наружное давление с расчетным давлением p₁, если p₁ < 0.

4.2.2. Части днища сосуда, охваченные рубашкой, и части рубашки в зоне днища при нагружении давлением р₂ рассчитывают по п. 4.3 как плоские участки. При этом в формулы вместо толщины стенки цилиндрической обечайки s₁ подставляют толщину днища сосуда s₃ и вместо толщины стенки цилиндрической обечайки s₂ толщину днища рубашки s₄.

4.3. Плоские участки

4.3.1. Допускаемое избыточное давление в рубашке:

для стенки сосуда

₍₆₃₎

для стенки рубашки

₍₆₄₎

Коэффициенты прочности f₅ и f₆ определяют по черт. 5 настоящего стандарта в зависимости от отношения d₀/t₀ и от относительного реактивного момента т по формуле (66)

₍₆₅₎

₍₆₆₎

Коэффициенты прочности f₅и f₆

Черт. 5

4.3.2. Определение размеров плоских участков

Определение шага:

₍₆₇₎

₍₆₈₎

₍₆₉₎

Для заданного отношения d₀/to и т по черт. 5 определяют коэффициенты прочности f₅ и f₆. Если задаться диаметром do, то t₁ и t₂ можно получить методом итерации. При определении t_p и t_т по формулам (69) и (65) необходимо учитывать требование п. 1.3.2.

Определение толщин стенок

₍₇₀₎

₍₇₁₎

₍₇₂₎

₍₇₃₎

Шаг t₀ определяют по формуле (65), коэффициенты прочности f₅ и f₆ по черт. 5. Для сосудов с рубашками на анкерных трубах значение s₂ определяют методом последовательных приближений с учетом зависимости s₂ от m по формуле (66).

4.3.3. Краевые зоны рубашек, сопряженных с корпусом анкерными трубами или отбортовками.

Размеры сопряжений при помощи конуса определяют по п. 3.2 и размеры сопряжений при помощи кольца - по п. 3.3.

Расстояния от края рубашки до первого ряда анкерных труб или отбортовок должны удовлетворять условиям:

₍₇₄₎

₍₇₅₎

где t₀ - по черт. 5 при m по формуле (66).

4.4. Определение толщины отбортовок (см. черт. 9 справочного приложения)

₍₇₆₎

где

_{; (77)}

₍₇₈₎

t₀ - по формуле (65).

4.5. Определение толщины анкерных труб (см. черт. 10 справочного приложения)

₍₇₉₎

где h - по формуле (78)

_{; (80)}

₍₈₁₎

Определяемые по формулам (80) и (81) размеры угловых швов и анкерных труб должны отвечать требованию п. 1.3.4.

4.6. Проверка на малоцикловую прочность

4.6.1. Размах напряжений в сварных швах:

а) сопряжение отбортовкой

₍₈₂₎

б) сопряжение анкерными трубами

₍₈₃₎

где _{- см. п. 2.6.1;}

К₅ - по черт. 6;

t₀ - определяют по формуле (65);

_{- по табл. 1;}

Коэффициент K₅

при

Черт. 6

для рубашки на цилиндрической обечайке:

₍₈₄₎

₍₈₅₎

для рубашки на выпуклом днище:

₍₈₆₎

₍₈₇₎

4.6.2. Размах напряжений в плоских участках

₍₈₈₎

где К₆ - по черт. 7; t_o - определяют по формуле (65)

Коэффициент K₆

Черт. 7

₍₈₉₎

Коэффициент K₁

Черт. 8

4.6.3. Проверку на малоцикловую прочность проводят по формулам:

₍₉₀₎

₍₉₁₎

Допускаемые размахи напряжений _{или допускаемое число рабочих циклов [N]3 и [N]4 определяют согласно п. 2.6.3. Индекс 3 относится к сварному шву между корпусом сосуда и сопряжением отбортовкой или к сварному шву между рубашкой и анкерной трубой, индекс 4 относится к рубашке.}

4.7. Допускается применение методики, указанной в разд. 2 для приближенного расчета сосудов, полностью охваченных рубашками.

5. СОСУДЫ С КАНАЛАМИ

5.1. Цилиндрическая обечайка

5.1.1. Цилиндрическую обечайку сосуда рассчитывают по ГОСТ 14249-80 на внутреннее избыточное давление с расчетным давлением p₁, если p₁ > 0.

5.1.2. Если p₁ < 0, то цилиндрическую обечайку сосуда рассчитывают по ГОСТ 14249-80 на наружное давление с расчетным давлением /p₁/.

5.1.3. В сосудах со змеевиковым каналом (черт. 4а справочного приложения) его можно рассматривать как кольцо жесткости и цилиндрическую обечайку рассчитывать как укрепленную кольцами жесткости по ГОСТ 14249-80 при условии, что учитываются следующие особенности:

а) шаг змеевикового канала t_s должен быть не более 0,3 D₁. Если _{, то цилиндрическую обечайку рассчитывают как гладкую обечайку;}

б) расчетную длину l₂ при расчете по ГОСТ 14249-80 определяют как осевое расстояние от начала или конца расчетной длины (см. черт. 4 а справочного приложения) до места окончания первого витка змеевикового канала, охватывающего всю окружность рубашки;

в) расчетные значения b, l₁ и l_е при расчете по ГОСТ 14249-80 определяют по формулам:

₍₉₂₎

₍₉₃₎

_{; (94)}

г) используемые в ГОСТ 14249-80 величины е, I_к и А_к определяют по формулам:

₍₉₅₎

₍₉₆₎

₍₉₇₎

5.1.4. Цилиндрическую обечайку сосуда при нагружении давлением р₂ в каналах рассчитывают как полосу обечайки шириной b₂ по п. 5.3.

5.2. Днища

5.2.1. Выпуклые днища рассчитывают по ГОСТ 14249-80 на внутреннее избыточное давление с расчетным давлением p₁, если p₁ > 0, и на наружное давление с расчетным давлением p₁, если p₁ < 0.

5.2.2. Выпуклые днища при нагружении давлением р₂ в каналах рассчитывают как полосу обечайки шириной b₂ по п. 5.3.2.

5.3. Полоса обечайки под каналами

5.3.1. Каналы по окружности цилиндрической обечайки

₍₉₈₎

Если p₁ > 0, то должно дополнительно выполняться условие

₍₉₉₎

Если p₂ > p₁ > 0, то должно дополнительно выполняться условие

₍₁₀₀₎

5.3.2. Каналы вдоль оси цилиндрической обечайки и каналы на днище

₍₁₀₁₎

5.4. Каналы

5.4.1. Вспомогательные параметры

Коэффициент понижения прочности V в зоне сопряжения штуцера с каналом рассчитывают по ГОСТ 24755-81. Если канал и штуцер выполнены из трубы одинаковых размеров и материала, то коэффициент V рассчитывают по формуле

₍₁₀₂₎

Расчетное значение коэффициента прочности сварного шва: для V-образного шва (см. черт. 11 а, в справочного приложения)

₍₁₀₃₎

для углового шва (см. черт. 11 б справочного приложения)

_{; (104)}

₍₁₀₅₎

Коэффициенты понижения прочности _{каналов рассчитывают по формулам:}

₍₁₀₆₎

₍₁₀₇₎

5.4.2. Допускаемое избыточное давление в канале

₍₁₀₈₎

5.4.3. Определение толщины стенки канала

₍₁₀₉₎

₍₁₁₀₎

при этом размер сварного шва для угловых швов

5.5. Распределительные каналы в сосудах с регистровыми каналами (см. черт. 4 б справочного приложения). Расчет производят в соответствии с п. 5.4, причем следует использовать величины V, _{по формулам:}