Недействующий
Профессиональное решение
для специалистов строительной отрасли


     ГОСТ Р 52857.9-2007

Группа Г02

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

Определение напряжений в местах пересечений штуцеров с обечайками и днищами при воздействии давления и внешних нагрузок на штуцер

Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. Determination of stresses at nozzle-to-shell and head junctions under action of pressure and external loads on the nozzle



ОКС 71.120

        75.200

ОКП 36 1500

Дата введения 2008-04-01

     

Предисловие


Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 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. N 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")

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

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

     1 Область применения


Настоящий стандарт устанавливает методы расчета напряжений в местах пересечения штуцеров с цилиндрическими обечайками и сферическими днищами при нагружении внутренним давлением и внешними статическими нагрузками на штуцер. Методы расчета применимы при расположении штуцеров перпендикулярно к стенке сосуда.

Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ Р 52857.1, ГОСТ Р 52857.3.

     2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

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

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

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:

     ; ; - коэффициенты;


- средний диаметр обечайки у отверстия, мм;

- средний диаметр штуцера, мм;

- ширина накладного кольца, мм;

- длина штуцера, мм;

- осевые усилия, Н;

- изгибающий момент в окружном направлении обечайки, Н·мм;

- изгибающий момент в продольном направлении обечайки, Н·мм;

- изгибающий момент, действующий на штуцер сферического днища, Н·мм;

- число циклов нагружения давлением;

- число циклов нагружения от осевого усилия;

- расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;

- средний радиус оболочки около отверстия, мм;

- толщина стенки обечайки или днища, мм;

- толщина стенки штуцера, мм;

- толщина стенки накладного кольца, мм;

- эквивалентная расчетная толщина стенки, мм;

; ; - коэффициенты концентрации напряжений около штуцера;

- геометрический параметр для цилиндрической обечайки;

- геометрический параметр для сферического днища.

     4 Общие положения


Приведенный в настоящем стандарте метод расчета по определению напряжений в месте пересечения штуцеров с обечайками и днищами применяется в качестве дополнения к расчету по ГОСТ Р 52857.3, когда по тем или иным условиям не применим метод расчета по предельным нагрузкам. Такие условия возникают, когда сосуд работает при переменном режиме нагружения и возможно разрушение из-за накопления пластических деформаций или усталости металла либо под воздействием агрессивной среды в аппарате снижаются пластические свойства материала.

В связи со сложностью расчета напряжений в местах пересечения штуцеров с корпусом сосуда допускается применять другие методы расчета, например численные методы исследований напряжений, основанные на методе конечных элементов или экспериментальные методы определения напряжений.     


     5 Расчет напряжений в цилиндрической обечайке (см. рисунок 1)

     

          
Рисунок 1 - Схема нагружения штуцера внешними нагрузками

5.1 Условия применения расчетных формул

Формулы применимы при следующих условиях:

а) 0,0010,1;

б) ;

в) штуцер расположен на расстоянии не менее от других местных нагрузок;

г) толщина штуцера, равная , должна сохраняться на длине .

5.2 Определение эквивалентной толщины стенки обечайки около штуцера

Эквивалентную толщину стенки обечайки около штуцера вычисляют по формулам:

а) если накладного кольца нет, то

;

б) если установлено накладное кольцо, то при ,

если ,

     
.

5.3 Определение максимальных напряжений
     


    5.3.1 Определение максимального напряжения от внутреннего давления

Максимальное напряжение от внутреннего давления вычисляют по формуле

.                                  (1)

5.3.2 Определение максимального напряжения от осевого усилия

Максимальное напряжение от осевого усилия вычисляют по формуле

.                                                                 (2)


Коэффициент определяют по графику, приведенному на рисунке 2, или вычисляют по формуле

.

     

          

     
Рисунок 2 - График для определения