8.1. Определение циклов от осевых усилий f, изгибающих моментов м и от температурных деформаций

Проверим условие (7.1):

.

После изучения чертежа общего вида аппарата и пояснительной записки убеждаемся, что в аппарате отсутствуют зоны или две точки на расстоянии менее 200 мм, различающиеся по температуре больше чем 15 °С. Следовательно, при расчете на малоцикловую усталость циклы от стесненности температурных деформаций не учитываются.

Таким же путем устанавливаем, что отсутствуют циклы от осевых усилий F и изгибающих моментов М, а также от температурных деформаций при соединении разных материалов.

8.2 Определение циклов нагружения давлением

Произведем расчет с учетом циклов нагружения давлением, условие (7.2):

N_p ≤ [N_p].

8.2.1 Определение допускаемого числа циклов нагружения давлением [Np]

Определим [N_p] аппарата в целом при наибольших значениях ξ, η, [σ] и наименьшем [Р].

Комплекс {ξ·η·[σ]}

Коэффициент ξ зависит от типа сварного шва или соединения элементов.

Поскольку по чертежу общего вида установлено, что имеются узлы со сварными швами плоских приварных фланцев, приварка штуцеров с двухсторонним проваром, укрепление отверстий, то для всех этих случаев (выбираем наибольшее значение) коэффициент ξ, принимает значение (см. приложение А.1)

ξ =1,5.

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.). По чертежу общего вида установлено, что имеются узлы вварки штуцеров с укрепляющими накладками. Для этих случаев значение коэффициента (приложение А.2)

η = 4,0.

Допускаемое напряжение [σ] материала элемента сосуда при расчетной температуре, МПа, принимается для материала сосуда Ст 3 при расчетной температуре Т_расч. = 100 °С по приложению А.3:

[σ] = 134,0 МПа.

Определяем комплекс {ξ·η·[σ]}:

ξ ∙ η ∙ [σ] = 1,5 ∙ 4,0 ∙ 134 = 804.

Комплекс {ΔР/[Р]}

Размах колебания рабочего давления ΔР, МПа, определяется как разница между давлением в сосуде в состоянии эксплуатации или испытания и атмосферным.

Так как Р_раб. = 0,8 МПа > Р_атм.. = 0,1 МПа, то

- при эксплуатации размах принимаем

ΔР_эксп = Р_раб. = 0,8 МПа.

- при испытании

ΔР_исп = 1,25 ∙ Р_раб. · = 1,25 ∙ 0,8 _. · = 1,0 МПа.

Полагая, что перед каждым новым пуском будут испытания, определим ΔР как среднее

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.

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

Допускаемое внутреннее избыточное давление для гладкой цилиндрической обечайки, формула (7.4):

Коэффициент прочности сварного шва φ_р. Шов стыковой, выполняемый автоматической сваркой с одной стороны с флюсовой подкладкой (приложение А.4)

φ_р = 0,9.

Величина прибавки С, по формуле (7.5). Эта прибавка составляет С = 2 мм.