«УТВЕРЖДАЮ»

Начальник ВПО «Союзнефтехиммаш»

_________________ В.В. Плещевский

«____» ________________ 1983 г.

 

 

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Расчет на прочность элементов
аппаратов воздушного охлаждения
высокого давления

РТМ 26-02-65-83

Настоящий РТМ устанавливает нормы и методы расчета на прочность коллекторов продукта и коллекторов секций (рис. 1, 2) аппаратов воздушного охлаждения, работающих в условиях однократных или многократных статических нагрузок под давлением от 16 МПа до 40 МПа.

РТМ применим при соблюдении требований к материалам, конструкции, изготовлению и контролю, содержащихся в нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Допускается использовать РТМ для расчета аналогичных конструкций, работающих под внутренним давлением меньше 16 МПа.

Расчет продуктовых и теплообменных труб (поз. 9, 4 рис. 1, 2), колен (поз. 8, рис. 1) и заглушек (поз. 6, 10 рис. 1, 2) должен выполняться по РД РТМ 26-01-44-78 «Детали трубопроводов на давления свыше 100 до 1000 кгс/см2 (свыше 9,81 до 98,10 МПа). Нормы и методы расчета на прочность».

Элемента аппарата воздушного охлаждения высокого давления

Рис. 1.

1, 2 - коллекторы продукта, 3, 5 - коллекторы секций, 4 - теплообменные трубы,
6 - заглушки, 7 - штуцера, 8 - колена, 9 - продуктовые трубы.

 

Коллектор секции

Рис. 2

1 - коллектор секции, 2, 3 - гребенки, 4 - теплообменные трубы,
5 - штуцера, 6 - заглушки.

1. Условные обозначения

С - сумма прибавок к расчетной толщине стенки, мм (см)

Dн - наружный диаметр коллектора, мм (см)

dн - наружный диаметр штуцера, мм (см)

di - диаметр i-го участка ступенчатого отверстия, мм (см)

dR - расчетный диаметр отверстия, мм (см)

 - расчетные диаметры двух рядом расположенных отверстий, мм (см)

Σf - сумма компенсирующих площадей укрепляющих деталей, мм2 (см2)

fсв. - компенсирующая площадь сварного шва, мм2 (см2)

fш - компенсирующая площадь штуцера, мм2 (см2)

Σf1, Σf2 - суммы компенсирующих площадей укрепляющих деталей двух рядом расположенных штуцеров, мм2 (см2)

hш - высота компенсирующей зоны штуцера, мм (см)

l1 - высота штуцера, мм (см)

l1R - расчетная высота штуцера, мм (см)

m - коэффициент

Р - расчетное давление, МПа (кгс/см2)

S - толщина стенки коллектора, мм (см)

Sгр - ширина гребенки, мм (см)

Sα - глубина i-го участка ступенчатого отверстия, мм (см)

SR - расчетная толщина стенки коллектора, мм (см)

SR0 - расчетная толщина стенки коллектора без учета ослабления, мм (см)

S1 - толщина стенки штуцера, мм (см)

S1R - расчетная толщина стенки штуцера, мм (см)

t1, t2 - шаги размещения отверстий в продольном и поперечном направлениях, соответственно, мм (см)

У - безразмерный коэффициент

Δ - минимальный размер сечения сварного шва, мм (см)

[σ] - допускаемое напряжение для материала коллектора при расчетной температуре, МПа (кгс/см2)

[σ]1 - допускаемое напряжение для материала штуцера при расчетной температуре, МПа (кгс/см2)

η - коэффициент прочности коллектора

η' - коэффициент прочности неукрепленного коллектора, ослабленного одиночным отверстием

η'', η''р - коэффициенты прочности неукрепленного коллектора, ослабленного рядом (группой) отверстий

à - безразмерный коэффициент

Величины С, Р, [σ] и [σ]1 определяются по ГОСТ 14249-80.

2. Условия применения расчетных формул

Расчетные формулы применены при отношении толщины стенки к наружному диаметру

3. Толщина стенки коллектора

Толщина стенки коллектора должна отвечать условию

S ≥ SR + С

Коэффициент прочности коллекторов, ослабленных отверстиями η определяется по п. 4.3. - для одиночных отверстий и по п. 5.1. - для группы (ряда) отверстий. В расчет принимается наименьшее из полученных значений η.

4. Укрепление одиночного отверстия в стенке коллектора

4.1. Одиночным считается отверстие, кромка которого удалена от кромки ближайшего отверстия на расстояние не менее

4.2. Расчетный диаметр отверстия определяется по формулам

Рис. 3

- для гладких отверстий

dR = dн - 2S1 + 2С

- для ступенчатых отверстий (рис. 3)

4.3. Коэффициент прочности коллектора, ослабленного одиночным отверстием, определяется по формуле

где

Σf = fш + fсв.

fш = 2hш(S1 - S1R - C)

hш = min{l1; l1R}

5. Укрепление группы (ряда) отверстий в стенке коллектора

5.1. Коэффициент прочности коллектора, ослабленного рядом отверстий, определяется по формуле

где

η" - определяется по пп. 5.2., 5.3.

SR0 - определяется по п. 3 при η = 1 и С = 0

dR - определяется по п. 4.2.

Для двух радом расположенных отверстий различных диаметров

dR = 0,5 · (dR1 + dR2)

dR1 и dR2 - определяются по п. 4.2.

 - определяется по п. 4.3.

Σf - для штуцеров, приваренных непосредственно к стенке коллектора определяется по п. 4.3.

Для двух рядом расположенных штуцеров различных диаметров

Σf = 0,5 · (Σf1 + Σf2)

Σf1 и Σf2 - определяются по п. 4.3.

Для штуцеров, приваренных к гребенке, при определении коэффициента прочности продольного ряда отверстий, Σf принимается равной площади сечения гребенки между отверстиями.

При определении коэффициента прочности для поперечного или косого ряда отверстий, укрепленных гребенками, идущими в продольном направлении, Σf определяется по п. 4.3. При этом, S1 принимается равным;

Si = 0,5 · (Sгр - dR)

5.2. Коэффициент прочности коллектора, ослабленного рядом из более чем 2-х неукрепленных отверстий

5.2.1. В случае продольного ряда:

5.2.2. В случае поперечного ряда:

5.2.3. В случае косого ряда

где

5.2.4. При шахматном расположении отверстий принимают меньшее из значений η", определенных по п.п. 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3.

5.3. Коэффициент прочности коллектора, ослабленного двумя неукрепленными отверстиями диаметром d1 и d2, определяется по формуле

где η" - определяется по п. 5.2., как для ряда отверстий

dR - определяется как в п. 5.1.

б. Минимальный размер сечения сварного шва, приварки штуцера к коллектору (рис. 4) должен удовлетворять условию:

Рис. 4

7. Проверка на усталостную прочность

7.1. Для аппаратов, работающих при многократных нагрузках с количеством циклов нагружения более 103 за весь срок эксплуатации, кроме расчета по настоящему РТМ, следует выполнять проверку на усталостную прочность.

7.2. Если колебания нагрузки не превышают 15 % от расчетной, то проверки на усталостную прочность выполнять не следует.

Замдиректора ВНИИНефтемаша                                                     Г.В. Мамонтов

Зав. отделом № 41                                                                             Э.Г. Стамбулян

Зав. отделом № 19                                                                             А.И. Шапиро

Зав. лабораторией № 19Л1                                                               С.И. Зусмановская

Гл. конструктор проекта                                                                   И.Е. Зейде

Мл. научный сотрудник                                                                   Б.С. Вольфсон