Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

Сосуды и аппараты, работающие с сероводородными средами

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. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения» (ОАО НИИХИММАШ); Закрытым акционерным обществом «Петрохим Инжиниринг» (ЗАО Петрохим Инжиниринг); Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения» (ОАО ВНИИНЕФТЕМАШ); Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 260 «Оборудование химическое и нефтегазоперерабатывающее»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. № 503-ст

4 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных и европейских стандартов: Директивы 97/23 ЕС Европейского Парламента и Совета от 29 мая 1997 г. по сближению законодательств государств-членов, касающейся оборудования, работающего под давлением; ЕН 13445-3:2002 «Сосуды, работающие под давлением. Часть 3. Расчет» (EN 13445-3:2002 «Unfired pressure vessel - Part 3: Design»)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном 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 ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Содержание

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

Сосуды и аппараты, работающие с сероводородными средами

Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation.
Vessels and apparatus involving hydrogen sulphide media

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность сосудов и аппаратов из углеродистых и низколегированных сталей, работающих в условиях воздействия статических и повторно-статических нагрузок под избыточным давлением при температурах не выше 200 °С в коррозионно-активных сероводородосодержащих влажных средах.

Общий принцип подхода к расчету, использованный в настоящем стандарте, состоит в ограничении растягивающих напряжений (мембранных, изгибных - общих и местных), контактирующих с коррозионно-активными сероводородосодержащими средами, в дополнение к обычному расчету по предельному состоянию, выполняемому в соответствии с нормативными документами.

Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ Р 52857.1.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52857.1-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования

ГОСТ Р 52857.2-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек

ГОСТ Р 52857.3-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлении. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер

ГОСТ Р 52857.4-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений

ГОСТ Р 52857.5-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок

ГОСТ Р 52857.7-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Теплообменные аппараты

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному 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 руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

 -парциальное давление сероводорода, МПа;

рН - кислотность среды;

[σ] - допускаемое напряжение в рабочих условиях, МПа;

п_т - коэффициент запаса прочности по пределу текучести;

п_в - коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению (пределу прочности);

R_e/t - минимальный предел текучести при расчетной температуре, МПа;

R_p0,2/t - минимальный условный предел текучести при остаточном удлинении 0,2 % при расчетной температуре, МПа;

R_m/t - минимальное временное сопротивление (предел прочности) при расчетной температуре, МПа;

с - прибавка для компенсации коррозии, мм.

4 Общие положения

Сосуды и аппараты, работающие в контакте с коррозионно-активными водородосодержащими средами, в зависимости от парциального давления сероводорода  и кислотности рН подразделяют на пять групп в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1

5 Допускаемые напряжения, коэффициенты запаса прочности

5.1 Допускаемые напряжения в рабочих условиях [σ] при расчете по предельным нагрузкам элементов сосудов и аппаратов из углеродистых и низколегированных сталей, работающих при статических и повторно-статических нагрузках и температурах не выше 200 °С в коррозионно-активных сероводородосодержащих средах, вычисляют по формулам:

где n_т и n_в определяются в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

Коэффициенты запасов прочности для условий испытаний и монтажа определяют по ГОСТ Р 52857.1.

Предел текучести, временное сопротивление сталей марок 20ЮЧ, 20КА и 09ГСНБЦ, используемых для изготовления сосудов и аппаратов I, II и IV групп, принимают такими же как для сталей марок Ст.20 и 09Г2С, соответственно, по таблицам Б.1 и Б.2 ГОСТ Р 52857.1.

5.2 При проверке условий статической прочности элементов сосудов и аппаратов из углеродистых и низколегированных сталей, работающих при статических и повторно-статических нагрузках и температурах не выше 200 °С в коррозионно-активных сероводородосодержащих средах, и рассчитываемых не по предельным нагрузкам, а по допускаемым напряжениям, отдельно оценивают напряжения на поверхностях, контактирующих и не контактирующих с сероводородосодержащей средой.

Для оценки растягивающих общих мембранных напряжений на поверхности, контактирующей с сероводородосодержащей средой, используют допускаемые напряжения [σ], определенные в соответствии с 5.1. При расчете значений [σ]_м и [σ]_р, применяемых в соответствии с ГОСТ Р 52857.1 и другими стандартами при оценке растягивающих местных мембранных, общих и местных изгибных напряжений и их комбинаций на поверхности, контактирующей с сероводородосодержащей средой, используют величины допускаемых напряжений [σ], определенные в соответствии с 5.1.

Оценку сжимающих напряжений на поверхности, контактирующей с сероводородосодержащей средой, а также напряжений на остальных поверхностях проводят так же, как для обычных сосудов и аппаратов, работающих в тех же условиях, но не подверженных воздействию коррозионно-активных сероводородосодержащих сред.

6 Прибавки к расчетным толщинам элементов, работающих под внутренним давлением в контакте с коррозионно-активными сероводородосодержащими средами

6.1 При расчете корпусов сосудов и аппаратов, работающих под внутренним давлением в контакте с коррозионно-активными сероводородосодержащими средами, необходимо учитывать прибавку для компенсации коррозии не менее с = 3 мм. Остальные прибавки принимают в соответствии с разделом 12 ГОСТ Р 52857.1.

Ключевые слова: сосуды и аппараты, нормы и методы расчета на прочность, сероводород