ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СОСУДЫ И АППАРАТЫ.
ДНИЩА И КРЫШКИ СФЕРИЧЕСКИЕ НЕОТБОРТОВАННЫЕ
НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ
ГОСТ 25221-82
(СТ СЭВ 3028-81)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
РАЗРАБОТАН Министерством химического и нефтяного машиностроения
ИСПОЛНИТЕЛИ
В.И. Рачков, канд. техн. наук (руководитель темы); В.Г. Морозов
ВНЕСЕН Министерством химического и нефтяного машиностроения
Член Коллегии А.М. Васильев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 апреля 1982 г. № 1618
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
|
СОСУДЫ И АППАРАТЫ. Нормы и методы расчета на прочность Vessels and apparatuses. Spherical non-sided heads and bottoms. Norms and methods of strength calculation |
ГОСТ (СТ СЭВ 3028-81) |
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 апреля 1982 г. № 1618 срок введения установлен
с 01.07 1983 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на сферические неотбортованные днища и крышки сосудов и аппаратов, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, отвечающих требованиям ГОСТ 24306-80, и устанавливает нормы и методы расчета на прочность и устойчивость днищ и крышек с различным конструктивным исполнением элементов приварки, используемых в условиях статических нагрузок.
Стандарт действителен при соблюдении требований ГОСТ 14249-80.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3028-81.
1. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛ
1.1. Расчетные формулы следует применять при s1 - c/R £ 0,1 и 0,85 D £ R £ D.
Для днищ (черт. 1-3), нагруженных внутренним избыточным давлением, расчетные формулы следует применять при дополнительном условии s1 - c/R ³ 0,002.
1.2. Расчетные формулы, приведенные в разд. 3, применяют при условии, что расчетные температуры не превышают значений, при которых учитывается ползучесть материалов, т.е. при таких температурах, когда допускаемое напряжение определяют по ГОСТ 14249-80 только по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу прочности).
Черт. 1
Черт. 2
Черт. 3
Примечание. Черт. 1-6 не определяют конструкцию.
Если нет точных данных, то формулы применяют при условии, что расчетная температура стенки днища или крышки из углеродистой стали не превышает 380 °С, из низколегированной - 420 °С, а из аустенитной - 525 °С.
1.3. Расчетные формулы применяют при условии выполнения угловых швов с двусторонним сплошным проваром.
1.4. Расчетные формулы не учитывают нагружение колец дополнительными нагрузками, например опорными элементами.
1.5. Расчет укрепления отверстий - по ГОСТ 24755-81.
2. СФЕРИЧЕСКИЕ НЕОТБОРТОВАННЫЕ ДНИЩА И КРЫШКИ, НАГРУЖЕННЫЕ ВНУТРЕННИМ ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ
2.1. Толщину стенок крышек и днищ определяют методом последовательных приближений. Предварительно толщину стенки следует определять по формуле
, (1)
а затем по формуле
, (2)
Расчет проводят
до тех пор, пока разница между полученным значением 
и принятым s1, при определении
коэффициента b
по формуле (7) не будет превышать 5 %.
В качестве расчетной толщины стенки днища или крышки принимают большее из двух значений, определяемых по формулам (1) и (2).
Исполнительная толщина стенки
s ³ s1R + c. (3)
2.2. Допускаемое избыточное давление
[p] = min {[p1]; [p2]}, (4)
где [p1] - допускаемое избыточное давление из условия прочности краевой зоны
[p1] = 
; (5)
[p2] - допускаемое избыточное давление из условия прочности центральной зоны
[p2] = 
. (6)
2.3. Коэффициент b определяют по формуле
b = 0,5 + 
. (7)
2.3.1. При заданных геометрических размерах днищ тригонометрические функции определяют по формулам:
cos y = 
;
tg y = 
.
2.3.2. Отношение допускаемых напряжений:
cK
= 
;
c = 
;
c2 = 
.
2.3.3. Величины AK, M, [M] определяют по табл. 1.
Таблица 1
Предварительно размеры кольца b и h подбирают из условий:
AK 
;
» » » черт. 6 М < [М];
» » » черт. 4 необходимо, чтобы e1 имело минимальное значение.
При наружном давлении на крышку (черт. 6) в формуле при определении М давление р следует принимать со знаком минус.
Если прокладка лежит на всей привалочной поверхности, в формуле при определении М для крышки (черт. 6) е3 = 0.
Черт. 4
Черт. 5
Черт. 6
3. СФЕРИЧЕСКИЕ НЕОТБОРТОВАННЫЕ ДНИЩА И КРЫШКИ, НАГРУЖЕННЫЕ НАРУЖНЫМ ДАВЛЕНИЕМ
3.1. Толщину стенки сферического сегмента днища или крышки предварительно определяют по формулам (1) и (2) с последующей проверкой по формуле (8).
3.2. Допускаемое наружное давление определяют по формуле
[p] = 
, (8)
где [p]p - допускаемое наружное давление из условия прочности в центральной зоне
[p]p
= 
; (9)
[p]E - допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругости
[p]E
= 
. (10)
3.3. Коэффициент K определяют по табл. 2 в зависимости от параметра R/s1 - c.
Таблица 2
|
Значение коэффициента K при отношении R / s1 - c |
|||||||||
|
25 |
50 |
75 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 и выше |
|
|
0,33 |
0,19 |
0,17 |
0,15 |
0,13 |
0,12 |
0,12 |
0,11 |
0,11 |
|
|
Крышка (черт. 6) |
0,46 |
0,30 |
0,25 |
0,22 |
0,19 |
0,17 |
0,16 |
0,13 |
0,12 |
3.4. Условные обозначения, применяемые в расчетных формулах, даны в справочном приложении.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
b - ширина кольца, мм;
c - сумма прибавок к расчетной толщине стенки, мм;
d - диаметр отверстия под болт (шпильку), мм;
e1 - расстояние от точки пересечения средней линии стенки сферического сегмента с кольцом до горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести кольца, мм;
e2 - расстояние от окружности расположения болтов до внутреннего диаметра кольца, мм;
e3 - расстояние от окружности расположения болтов до линии действия реакции прокладки, мм;
h - высота кольца, мм;
K - коэффициент;
ny - коэффициент запаса устойчивости;
p - расчетное внутреннее избыточное или наружное давление, МПа;
[p] - допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление, МПа;
s - исполнительная толщина стенки обечайки, мм;
s1 - исполнительная толщина стенки сферического сегмента, мм;
s2 - исполнительная толщина стенки выступающей части обечайки, мм;
s1R - расчетная толщина сферического сегмента, мм;
AK - площадь поперечного сечения кольца, мм2;
D - внутренний диаметр обечайки, мм;
E - модуль продольной упругости материала сферического сегмента при расчетной температуре, МПа;
М - расчетный момент, действующий на кольце, Н×мм;
[M] - допускаемый момент для кольца, Н×мм;
R - радиус кривизны сферического сегмента по внутренней поверхности, мм;
Fp - реакция прокладки, H;
b - коэффициент;
[s]1, [s]2 - допускаемое напряжение для материала цилиндрических обечаек соответственно толщиной s и s2 при расчетной температуре, МПа;
[s]1 - допускаемое напряжение для материала сферического сегмента при расчетной температуре, МПа;
[s]K - допускаемое напряжение для материала кольца при расчетной температуре, МПа;
cK - отношение допускаемого напряжения кольца к допускаемому напряжению сферического сегмента при расчетной температуре;
c - отношение допускаемого напряжения обечайки толщиной 5 к допускаемому напряжению сферического сегмента при расчетной температуре;
c2 - отношение допускаемого напряжения обечайки толщиной s2 к допускаемому напряжению сферического сегмента при расчетной температуре;
j - коэффициент прочности сварного шва для сферических сегментов, соединенных сваркой из двух или нескольких частей;
jK - коэффициент прочности кольцевого сварного шва по краю днища;
f - угол между касательной к сферическому сегменту в краевой зоне и вертикальной осью, град.
Величины с, nу, р, j, jK, [s] и [s]K определяют по ГОСТ 14249-80.
СОДЕРЖАНИЕ