Рекомендации по определению Рпр

Условное (номинальное) давление Р_у − максимально возможное давление в корпусе аппарата при 20С (без учета гидростатического давления). Для более высоких температур элементов аппарата условное давление снижается соответственно уменьшению прочности конструкционного материала.

Разрешенное давление − максимально допустимое избыточное давление, воздействующее на аппарат, разрешенное по результатам технического освидетельствования или диагностирования.

21 Вопрос

Важнейшим вопросом конструирования является правильный выбор допускаемого напряжения, при котором обеспечивается безопасная работа аппарата и не происходит перерасхода конструкционного материала.

Величина допускаемого напряжения зависит от следующих факторов:

1) от механических свойств материала − его прочности и пластичности (или хрупкости);

2) от характера силовой нагрузки и постоянства ее во времени;

3) от температуры, поскольку она влияет на прочность и пластичность материала;

4) от метода расчета, принятой расчетной схемы и верности отражения в ней действительных условий работы и нагружения конструкции.

Основным критерием для установления допускаемых напряжений при расчете стенок аппаратов, работающих в области умеренных температур, является предел прочности _В. Предел прочности (временного сопротивления)  это отношение наибольшей нагрузки, которую способен выдержать образец, к первоначальной площади его поперечного сечения. Предел прочности является условным напряжением, характеризующим сопротивление образца максимальной равномерной деформации.

С изменением температуры в стенках аппарата возникают явления ползучести и релаксации, что учитывается пределом текучести и пределам длительной прочности.

Явление ползучести материала заключается в изменении во времени напряжений и деформаций в нагруженной детали. В зависимости от величины напряжения и температуры деформация в результате ползучести может прекратиться или продолжаться до разрушения детали. С увеличением напряжения скорость ползучести возрастает.

Частными случаями ползучести являются последействие и релаксация.

Последствие представляет собой явление необратимого роста во времени деформаций при постоянном напряжении.

Релаксация  явление изменения во времени напряжений при постоянной обшей деформации. У большинства металлов релаксация наблюдается лишь при высоких температурах.

Предел текучести _Т  это напряжение, при котором происходит полный переход материала к пластической деформации. При напряжении, соответствующем пределу текучести, возникает рост деформации без заметного увеличения напряжения. Например, для мягкой стали, это увеличение деформации может достигать 2% и более.

Пределом длительной прочности _Д называется напряжение, действие которого в течение заданного времени при постоянной температуре вызывает разрушение растянутого образца. Таким образом, предел длительной прочности зависит от заданного времени до момента разрушения и температуры.

Допускаемые напряжения конструкционных материалов определяют в зависимости от температурных условий (рис. 4.1).

Так при работе сталей в интервале температур t = 0 ÷ 125C допускаемое напряжение определяется по формуле

. (4.3)

В уравнениях (4.3)(4.6)   поправочный коэффициент, зависящий от условий эксплуатации и способа изготовления аппарата ( = 1  для аппаратов изготовленных из стального проката;  = 0,8  для отливок, подвергающихся индивидуальному контролю неразрушающими методами;  = 0,7  для остальных отливок);   предел прочности при нормальных условиях;   предел прочности при заданной температуре;   предел текучести при заданной температуре;   предел длительной прочности при заданной температуре; , ,  коэффициенты запаса прочности по пределам соответственно прочности, текучести и длительной прочности.

В реальной практике значения допускаемых напряжений можно выбрать из приложений к ГОСТ 14249−89 или ГОСТ Р 52857.1−2007.

Значения допускаемых напряжений при расчете сосудов и аппаратов, работающих при статических однократных нагрузках, определяют по стандартным уравнениям из ГОСТ 14249−89 или ГОСТ Р 52857.1−2007. Например, для углеродистых и низколегированных сталей оно имеет вид

, (4.7)

где   предел ползучести;   коэффициенты запаса прочности по пределу ползучести.

Сварные швы подлежат контролю качества соединения (внешним осмотром, измерением, механическими испытаниями, металлографическим исследованием, стилоскопированием, ультразвуковой дефектоскопией, просвечиванием рентгеновскими или -лучами, замером твердости, в ряде случаев испытанием на межкристаллитную коррозию и гидравлическим или пневматическим испытанием).

).Стыковой сварной шов с двухсторонним или односторонним проваром применяется для изготовления обечаек, крышек и днищ сварных сосудов и аппаратов. Данный сварной шов самый прочный, хорошо работает на растяжение (сжатие). В нем по месту стыка не возникает дополнительных перерезывающих сил и моментов.

Объем контроля сварных швов определяется техническими требованиями на изготовления машин и аппаратов.

Сварной шов внахлест с двухсторонним сплошным проваром менее прочен, чем стыковой и применяется, например, для приварки к корпусу аппарата накладных листов под опоры или для усиления мест крепления штуцеров к корпусу аппарата. Для избегания прогара внахлест можно сваривать только те детали машин и аппаратов толщина, который более 6 мм. В данном сварном шве по месту стыка могут возникать дополнительные перерезывающие силы и моменты. Поэтому шов внахлест не применяется для изготовления обечаек, днищ и крышек сварных сосудов и аппаратов, работающих под внутренним избыточным давлением.Тавровый сварной шов не менее прочен, чем стыковой. Однако из-за возможности появления в зоне сопряжения деталей дополнительных перерезывающих сил и моментов, данный сварной шов применяется в основном при изготовлении цилиндрических или конических опор высоких вертикальных аппаратов (с укреплением ребрами жесткости), а также при сопряжении «обечайка  плоское днище»

Угловой сварной шов самый не прочный из выше рассмотренных. В зоне сопряжения деталей возможно появление дополнительных перерезывающих сил и моментов. Область применения ограниченна, например, сопряжение обечайки и опор-лап.