2. Определение отбраковочных толщин сосудов, работающих под давлением ниже 0,07 мПа и вакуумом

Отбраковка элементов сосудов (аппаратов) работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом производится согласно РУА-93 «Руководящие указания по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа (0,7 кгс/см²) и вакуумом».

Элементы сосудов и аппаратов (в том числе и литых), определяющие их прочность, должны отбраковываться если при толщинометрии выявится, что под действием коррозии и эрозии уменьшилась толщина металла стенки (обечаек корпуса, днищ, крышек, заглушек, штуцеров и др.) до значений, определенных расчетами по действующим методикам (ГОСТ Р 52857.112-2007. и др.) или по паспорту, с учетом всех действующих нагрузок (внутреннего или наружного давления, весовых, ветровых, сейсмических, температурных и пр.) без учета прибавки на коррозию (отбраковочный размер);

Если расчетная толщина стенки (без учета прибавки на коррозию) оказалась меньше величины, указанной ниже, то за отбраковочный размер принимается величина:

- для обечаек и днищ сосудов и аппаратов при диаметре 2000 мм и ниже - 3 мм, а при диаметре более 2000 мм - 4 мм;

- для патрубков - в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4 - Минимальный отбраковочный размер для толщины стенки патрубка

Наружный диаметр, мм	£ 25	£ 57	£ 108(114)	£ 219	³ 325
Наименьшая допустимая толщина стенки, мм	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0

Расчетные толщины стенок элементов теплообменных аппаратов и сосудов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом, определяются по ГОСТ Р 52857.1-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.», ГОСТ Р 52857.2-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек», 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».

Для цилиндрических обечаек расчетная толщина стенки определяется по формуле (1):

(1)

где p – расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;

D – внутренний диаметр, мм;

[] – допускаемое напряжение для материала, из которого изготовлен элемент, МПа. Выбирается в зависимости от материала и расчетной температуры из приложения А;

 - коэффициент сварного шва, который выбирается по таблице 5.

Таблица 5 - Коэффициенты прочности сварных швов

Вид сварного шва	Значение коэффициентов прочности сварных швов
	Длина контролируемых швов от общей длины составляет 100%	Длина контролируемых швов от общей длины составляет от 10 до 50%
Стыковой или тавровый с двусторонним сплошным проваром, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой	1,0	0,9
Стыковой с подваркой корня шва или тавровый с двусторонним сплошным проваром, выполняемый вручную	1,0	0,9
Продолжение таблицы 5
Стыковой, доступный сварке только с одной стороны и имеющий в процессе сварки металлическую подкладку со стороны корня шва, прилегающую по всей длине шва к основному металлу	0,9	0,8
Втавр, с конструктивным зазором свариваемых деталей	0,8	0,65
Стыковой, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой с одной стороны с флюсовой или керамической подкладкой	0,9	0,8
Стыковой, выполняемый вручную с одной стороны	0,9	0,65

Для эллиптических и полусферических днищ расчетная толщина стенки определяется по формуле (2):

(2)

где R - радиус кривизны в вершине днища, который равен:

R = D - для эллиптических днищ с Н = 0,25 D;

R = 0,5 D - для полусферических днищ с Н = 0,5 D.

Для плоских днищ расчетная толщина стенки определяется по формуле (3):

(3)

где К- коэффициент, который в зависимости от конструкции днищ и крышек определяют по таблице 4 ГОСТ Р 52857.2-2007 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек» (в данной работе принимаем К=0,53).

К₀ – коэффициент, который равен 1 для днищ (крышек) без отверстий; для днищ и крышек, имеющих одно отверстие коэффициент К₀ определяется по формуле (4):

(4)

где d_p – диаметр отверстия в днище или крышке;

D_р – расчетный диаметр днища (крышки), мм

В рассматриваемых вариантах D_р=D, где D – внутренний диаметр сосуда, мм.

Для штуцеров расчетная толщина стенки определяется по формуле (5):

(5)

где p – расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;

d – внутренний диаметр штуцера, мм;

c_s – прибавка на коррозию к расчетной толщине стенки штуцера, мм. Зависит от коррозионности среды. В работе принимаем c_s=1;

[]₁ – допускаемое напряжение для материала, из которого изготовлен штуцер, МПа. Выбирается в зависимости от материала и расчетной температуры из приложения А;

₁ - коэффициент сварного шва. Если ось сварного шва обечайки (днища) удалена от наружной поверхности штуцера на расстояние более чем три толщины укрепляемого элемента (3s, рисунок 2б), то коэффициент прочности этого сварного соединения при расчете укрепления отверстий следует принимать ₁ = 1. В исключительных случаях, когда сварной шов пересекает отверстие или удален от наружной поверхности штуцера на расстояние менее 3s, принимают ₁  1в зависимости от вида и качества сварного шва.

Если плоскость, проходящая через продольный шов вальцованного штуцера и ось этого штуцера, образует угол не менее 60⁰ с плоскостью продольного осевого сечения цилиндрической или конической обечайки (рисунок 3), то принимают ₁ = 1. В остальных случаях ₁  1 в зависимости от вида и качества сварного шва.

Рисунок 2

Рисунок 3