Страница 5: ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность (64008)

Коэффициент b_н можно в обоих случаях определить также по диаграммам (черт. 31 и 32).

Диаграмма для определения коэффициента b_нпри расчете толщин стенок переходов обечаек

Черт. 31

5.3.7. Пологое коническое днище с тороидальным переходом (cм. черт. 26а)

5.3.7.1. Расчетные формулы применимы для действия внутреннего избыточного давления при выполнении условия

a₁ > 70°.

5.3.7.2. Толщину стенки принимают

s¢ ³ min {max{s_к; s_T}; S_p¢ + c}; (120)

_{, (121)}

где s_к определяют по п. 5.3.1 при D_к = D и s_T определяют по п. 5.3.5.

Диаграмма для определения коэффициента b_нпри выполнении поверочного расчета

Черт. 32

5.3.7.3. Допускаемое внутреннее избыточное давление принимают как большее из значения

₍₁₂₂₎

и меньшего из значений [р], определяемых по пп. 5.3.1 при s_к = s¢ и 5.3.5 при s_Т = s¢.

5.3.8. Пологое коническое днище с укрепляющим кольцом (см. черт. 26б)

5.3.8.1. Расчетные формулы применимы для действия внутреннего избыточного давления при выполнении условий:

a₁ > 70°; s¢ = s_к.

5.3.8.2. Толщину стенки конического днища определяют по п. 5.3.1.1 при D_к = D.

5.3.8.3. Площадь поперечного сечения укрепляющего кольца определяют по п. 5.3.4.2, в котором при определении b следует принять (s₁ - с) = 0.

5.3.8.4. Допускаемое внутреннее избыточное давление определяют для конического днища по п. 5.3.1.2 при D_к = D и для укрепляющего кольца по п. 5.3.4.3, в котором при определении b₂ следует принять (s₁ - с) = 0. Расчет применим при соблюдении требований п. 5.3.4.5.

5.3.9. Пологое коническое днище без тороидального перехода и без укрепляющего кольца (см. черт. 26в)

5.3.9.1. Расчетные формулы применимы для действия внутреннего избыточного давления при выполнении условия

a₁ > 70^°.

5.3.9.2. Толщину стенки принимают

s¢ ³ min {max{s_к; s₁}; S_p¢ + c}; (123)

s_p¢ определяют по формуле (119) при r = 0;

s_к определяют по п. 5.3.1 при D_к = D;

s₁ определяют по п. 5.3.3.

5.3.9.3. Допускаемое внутреннее избыточное давление принимают как большее из значения [р], определяемого по формуле (120) при r = 0, и меньшее из значений [р], определяемых по п. 5.3.1 при s_к = s¢ и D_к = D и по п. 5.3.3.

5.3.10. Пологое коническое днище, нагруженное наружным давлением

5.3.10.1. Расчетные формулы применимы для действия наружного давления при условии

a₁ > 70^°.

5.3.10.2. Допускаемое наружное давление определяют по формуле (86), допускаемое давление в пределах пластичности по формуле (87) и допускаемое давление в пределах упругости по формуле

_{, (124)}

где _{; (125)}

_{. (126)}

5.4. Конические обечайки, нагруженные осевыми усилиями

5.4.1. Гладкие конические обечайки, нагруженные осевой растягивающей силой

5.4.1.1. Толщину стенки определяют по формуле

s_к ³ s_к.p+ c, (127)

где _{. (128)}

5.4.1.2. Допускаемая растягивающая сила

[F] = pD₁(s_к- c)j_т[s] cos a₁. (129)

5.4.2. Гладкие конические обечайки, нагруженные осевой сжимающей силой

5.4.2.1. Расчетные формулы применимы при условии

a₁£ 70^°.

5.4.2.2. Допускаемую осевую сжимающую силу [F] определяют по формуле

_{, (130)}

где допускаемая осевая сила из условия прочности

[F]_п= pD_F(s_к- c)[s] cos a₁ (131)

и допускаемая осевая сила из условия устойчивости в пределах упругости

[F]_Е = _{; (132)}

₍₁₃₃₎

5.4.3. Соединение обечаек без тороидального перехода (черт. 21а, 21б)

5.4.3.1. Расчетные формулы применимы при выполнении условий п. 5.3.3.1.

5.4.3.2. Допускаемую осевую растягивающую или сжимающую силу [F] из условия прочности переходной части определяют по формуле

_{, (134)}

где коэффициент формы b₅ = max {1,0; (2b+1,2)}. (135)

Коэффициент b определяют по формуле (98) или по диаграмме (см. черт. 28).

5.4.4. Соединение конической и цилиндрической обечаек с укрепляющим кольцом (черт. 21в).

5.4.4.1. Расчетные формулы применимы при выполнении условий п. 5.3.4.1.

5.4.4.2. Допускаемую осевую растягивающую или сжимающую силу [F] из условия прочности переходной части определяют по формуле

_{, (136)}

где b₆ = max {1,0; 2b₀}. (135)

Коэффициент b₀ определяют по формуле (106), в которой следует принять В₃= -0,35.

5.4.4.3. Проверку сварного шва укрепляющего кольца выполняют по п. 5.3.4.5.

5.4.5. Соединение обечаек с тороидальным переходом (черт. 22а, 22б).

5.4.5.1. Расчетные формулы применимы при выполнении условий п. 5.3.5.1.

5.4.5.2. Допускаемую осевую растягивающую или сжимающую силу [F] из условия прочности переходной части определяют по формуле

_{, (138)}

где b₇ = max {1,0; b_т(2b+1,2)}. (139)

Коэффициенты b и b_т определяют по формулам (98) и (112) или по диаграммам (черт. 28 и 30).

5.4.6. Соединение штуцера или внутреннего цилиндрического корпуса с конической обечайкой (черт. 21г)

5.4.6.1. Расчетные формулы применимы при выполнении условия п. 5.3.6.1.

5.4.6.2. Допускаемую осевую растягивающую или сжимающую силу [F] из условия прочности переходной части определяют по формуле

_{, (140)}

где b₈ = max {1,0; (2b_н-1)}. (141)

Коэффициент формы b_н определяют по формулам (118) или (117), или по диаграмме (черт. 32).

5.5. Конические обечайки, нагруженные изгибающим моментом

5.5.1. Допускаемый изгибающий момент рассчитывают по формулам из условия прочности

_{, (142)}

где расчетный диаметр D_p = D₁ для конического перехода (черт. 23) и [F] определяют по (129).

из условия устойчивости

_{, (143)}

где _{, (144)}

где _{, (145)}

и D_F определяют по формуле (133).

Допускаемые осевые силы определяют [F] по п. 5.4.1.2;

[F]_п и [F]_e по п. 5.4.2.2.

5.5.2. Соединения обечаек

5.5.2.1. Допускаемый изгибающий момент из условия прочности переходной части определяют по формуле

_{, (146)}

где допускаемую осевую силу [F] определяют по формулам пп. 5.4.3.2, 5.4.4.2, 5.4.5.2 и 5.4.6.2.

5.6. Сочетания нагрузок

5.6.1. Условия применения формул

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

_{; , (147)}

составляет для соответствующего расчетного диаметра менее 10% рабочего давления, то коническую обечайку рассчитывают только на действие давления.

5.6.2. Совместное действие нагрузок

При проверке прочности или устойчивости для совместного действия нагрузок в формулах (148) и (150) для расчетного наружного давления подставляют минус р, а для осевой сжимающей силы минус F. Изгибающий момент М всегда принимают со знаком плюс.

5.6.2.1. Гладкие конические обечайки.

В случае действия наружного давления необходимо проверить условия устойчивости по формуле

-_{-+£ 1. (148)}

Кроме того, должна быть выполнена проверка устойчивости от отдельных нагрузок

ïрï £ [p]; ïFï £ [F]; M £ [M]. (149)

Допускаемые нагрузки [р], [F], [М] определяют по пп. 5.3.2.3, 5.4.2.2 и 5.5.1. Проверку проводят, если не выполнено условие п. 5.6.1 хотя бы для одного из расчетных диаметров конической обечайки.

При внутреннем давлении в формуле (148) следует принять р = 0.

5.6.2.2. Переходные части конических обечаек

Кроме проверки условий прочности от отдельных нагрузок по формулам (149), необходимо проверить выполнение условия

_{++£ 1, (150)}

где [р], [F], [М] - допускаемые нагрузки для переходной части обечайки. Проверку проводят, если не выполнено условие п. 5.6.1 при D_p= D.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

Таблица 5

Допускаемые напряжения для углеродистых и низколегированных сталей

* Для расчетной температуры стенки 425°С.

** Для расчетной температуры стенки 475°С.

Примечания:

1. При расчетных температурах ниже 20°С допускаемые напряжения принимают такими же, как при 20°С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.

2. Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,5 МПа (5 кгс/см²) в сторону меньшего значения.

3. Для стали марки 20 при _{< 220 МПа (2200 кгс/см²) допускаемые напряжения, указанные в табл. 1, умножают на отношение /220 (/2200).}

4. Для стали марки 10Г2 при _{<270 МПа (2700 кгс/см²) допускаемые напряжения, указанные в табл. 1, умножают на отношение /270 (/2700).}

Таблица 6

Допускаемые напряжения для теплоустойчивых хромистых сталей