7.2.1. Определение допускаемого числа циклов нагружения давлением [Np]

Рассмотрим, как определяются величины, входящие в эти комплексы.

Комплекс {ξ, η, [σ]}

Коэффициент ξ зависит от типа сварного шва или соединения элементов и определяется по ГОСТ 25859- (см. приложение А.1).

Коэффициент η зависит от типа расчетного элемента, играющего самостоятельную роль или входящего в какой-либо узел (например: оболочка, днище, обечайка с кольцом жесткости и др.), определяется по ГОСТ 25859-83 (см. приложение А.2).

Допускаемое напряжение [σ] материала элемента сосуда при расчетной температуре, МПа, принимается по ГОСТ 14249-89 (см. приложение А.3).

Комплекс {ΔР/[Р]}

Размах колебания рабочего давления ΔР, МПа, определяется как разница между давлением в сосуде в состоянии эксплуатации Р (или испытания Р при учете циклов при испытаниях давлением) и атмосферным Р_атм. При этом:

- если абсолютное давление больше атмосферного Р_атм=0,1 МПа, то:

ΔР = Р, . (7.3 а)

- если абсолютное давление меньше атмосферного Р_атм, то:

ΔР = Р_атм - Р_ост = Р_нар. (7.3 б)

Допускаемое внутреннее избыточное или допускаемое наружное давление [Р], МПа, определяется в зависимости от вида элемента (обечайка, днище, крышка и др.) и давления (внутреннее или наружное) по ГОСТ 14249-89 следующим образом.

7.2.1.1. Определение допускаемого давления [р] для гладкой цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним давлением

Для гладкой цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним давлением, допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитывается по формуле:

(7.4)

где D - внутренний диаметр сосуда; мм;

φ_p - коэффициент прочности продольного шва цилиндрической обечайки выбирается по ГОСТ 14249-89 (см. приложение А.4);

S - исполнительная толщина стенки, определяемая из технической документации или в результате измерения; мм;

С - величина прибавки к расчетной толщине (на коррозию, эрозию, технологическая и др.), мм:

С = С₁ + С₂+С₃. (7.5)

7.2.1.2. Определение допускаемого давления [р] для гладкой цилиндрической обечайки, нагруженной наружным давлением

Допускаемое наружное давление определяется по формуле:

(7.6)

где [P]_p - допускаемое давление из условия прочности определяется по формуле:

(7.7)

[P]_E - допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости определяется по формуле:

(7.8)

где n_y - коэффициент запаса устойчивости n_y = 2,4;

Е - модуль продольной упругости при расчетной температуре, МПа, ГОСТ 14249-89 (см. приложение А.5).

(7.9)

l - расчетная длина гладкой обечайки, мм.

7.2.1.3. Определение допускаемого давления [р] для цилиндрической обечайки с кольцами жесткости, нагруженной внутренним избыточным давлением

Допускаемое давление определяется из условия:

[Р]=min{[Р]₁;[Р]₂}. (7.10)

Допускаемое внутреннее избыточное давление, определяемое из условий прочности всей обечайки, рассчитывается по формуле:

(7.11)

где A_к - площадь поперечного сечения кольца жесткости

(7.12)

где l₁ - расстояние между двумя кольцами жесткости по осям, проходящим через центр тяжести поперечного сечения колец жесткости, мм;

[σ]_к - допускаемое напряжение для кольца жесткости при расчетной температуре, МПа, принимается по ГОСТ 14249 (см. приложение А.3);

φ_к - коэффициент прочности сварных швов кольца жесткости выбирается по ГОСТ 14249-89 (см. приложение А.4) - безразмерный коэффициент

(7.13)

где φ_т - коэффициент прочности кольцевого сварного шва выбирается по ГОСТ 14249 (см. приложение А.4).

Допускаемое внутреннее избыточное давление, определяемое из условий прочности обечайки между двумя соседними кольцами жесткости, рассчитывается по формуле:

(7.14)

где

(7.15)

в - расстояние между двумя смежными кольцами жесткости, мм.