ГОСТ 34484-2018 Турбины паровые стационарные. Нормы расчета на прочность корпусов цилиндров и клапанов

     6 Методика расчета на статическую прочность

6.1 Расчет по выбору основных размеров

6.1.1 Расчет по выбору основных размеров корпусов выполняется на стадии эскизного проекта путем решения осесимметричной задачи теории упругости без учета патрубков, фланцев горизонтального разъема цилиндров, приливов.

При расчетах учитываются нагрузки на корпус от внутреннего давления, осевых усилий, передающихся от диафрагм, обойм, а также температурное поле корпуса при номинальном режиме эксплуатации.

6.1.2 Значения пределов текучести и прочности материала при рабочей температуре принимаются по нижнему значению механических свойств, приводимых в ТУ на отливки. Для корпусов, отливаемых из легированных сталей, при температурах более 420°С следует учитывать снижение предела текучести материала из-за влияния длительной наработки при сроке эксплуатации свыше 100 тыс. ч.

Значительное уменьшение пределов текучести и прочности наблюдается при температурах 510°С-540°С. Оно может быть оценено путем испытания образцов из вырезок металла корпусов после длительной наработки. Если такие данные отсутствуют, то допускается использовать результаты испытаний из банка данных для литых корпусов, представленные в таблице 1.

Таблица 1 - Снижение пределов текучести и прочности корпусных сталей по отношению к исходному состоянию после длительной наработки

6.2 Поверочный расчет на прочность

6.2.1 Поверочный расчет корпуса выполняется при проектировании и наличии отклонений геометрических размеров корпуса от требований конструкторской документации, возникших при изготовлении, вследствие эрозионного размыва или выполненных ремонтных работ (например, выборки трещин), а также при продлении срока службы турбины для обоснования допускаемого времени дополнительной эксплуатации.

При поверочном расчете прочности следует использовать исполнительные размеры корпуса с учетом местных утонений стенок, размывов металла на внутренних поверхностях, выборок металла в зоне дефектов, трещин.

6.2.2 При расчете на прочность учитываются все возможные нагрузки. Весовые нагрузки допускается не учитывать из-за их незначительного влияния на напряженное состояние корпуса.

6.2.3 При расчете на прочность в соответствии с особенностями эксплуатации должны быть учтены все возможные механизмы разрушения:

- кратковременное вязкое или хрупкое разрушение;

- разрушение вследствие ползучести материалов;

- разрушение вследствие усталости материалов.

6.2.4 При оценке прочности должны быть выполнены следующие виды расчетов:

- расчет на статическую кратковременную и длительную прочность;

- расчет на сопротивляемость малоцикловому нагружению;

- расчет на сопротивляемость хрупкому разрушению;

- оценка плотности фланцев разъемных соединений корпусов цилиндров и клапанов и прочности шпилек, обеспечивающих герметичность корпусов.

6.3 Напряжения и запасы прочности

6.3.1 Упругое напряженное состояние

Механические свойства металла в упругом состоянии и модуль нормальной упругости при эксплуатационных температурах принимаются по справочным данным.

В качестве критерия напряженного состояния для упругой стадии применяется эквивалентное растягивающее напряжение

,                                                              (6.1)