2.3. Расчет на механическую прочность. Допускаемое напряжение.

Расчету на механическую прочность должны подвергаться все основные элементы аппарата, за исключением стандартных, выбранных на ближайшее большее условное давление для рабочей температуры.

Если количество циклов нагружения не превышает 1000, то нагрузка в

расчетах на прочность условно считается однократной. При определении

числа циклов нагружения не учитывается колебание нагрузки в пределах

15% от расчетной. В противном случае следует вести расчет на усталостную

прочность. Важным этапом при расчете оборудования на механическую прочность является выбор допускаемых напряжений. Для некоторых марок сталей ГОСТ 14249-80 дает значения номинальных допускаемых напряжений при различных расчетных температурах. Значения номинального допускаемого напряжения приводятся в таблицах этого стандарта.

Расчетное допускаемое напряжение в рабочих условиях определяется по формуле

[σ] =ησ*,

где [σ] – расчетное допускаемое напряжение, МПа;

σ* (ном) – номинальное допускаемое напряжение, МПа;

η - коэффициент, значение которого приведено в табл. 1.5.

При отсутствии значений номинальных допускаемых напряжений их

расчет определяется следующими условиями:

- для углеродистых сталей при t_R ≤ 389 °C и для низколегированных ста-

лей при t_R ≤ 420°С по меньшему из двух значений:

где σ_Т и σ_В – предел текучести и предел прочности материала, соответственно;

n_T и n_B – коэффициенты запаса прочности по пределу текучести и пределу прочности соответственно;

- для высоколегированной (аустенитной) стали при t_R≤525 °С по меньшему из трех значений, полученных по уравнениям (1.2), (1.3) и (1.4),

где σ_0,2 – условный предел текучести.

При больших значениях температур допускаемые напряжения для лю-

бой стали принимаются по меньшему значению из двух:

где σ_D – среднее значение предела длительной прочности за 105 часов при

расчетной температуре;

σ _1% – средний 1%-ный предел ползучести за 105 часов при расчетной темп

Значения коэффициентов запаса прочности приведены в табл. 1.6.

Допускаемое напряжение в условиях испытаний определяется по формуле

а) гидравлические испытания

[σ_и] =σ_т²⁰/1.1,

Где [σ_и] – допускаемое напряжение при испытании

σ_т²⁰ – предел текучести при температуре 20

1. – коэф. запаса прочности при гидроиспытании

б) пневматические испытания

[σ_и] =σ_т²⁰/1.2,

2. – коэф. запаса прочности при пневмат. испытании

Пневматические испытания более опасные в силу сжимаемости газа.

Если в аппарате среда токсичная или пожароопасная, то допускаемое напряжение уменьшают на величину 0,8-0,9

2.4. Коэффициенты прочности сварных соединений.

Коэффициент прочности сварного шва () показывает прочность сварного шва по отношению к основному металлу.

Требования к сварным швам:

1. Сварные швы должны быть только стыковыми, такой шов выдерживает напряжения растяжения-сжатия, а так же напряжения изгиба.

2. П родольные швы цилиндрических обечаек и выпуклых днищ не должны являться продолжением один другого. Швы смещают на величину 100 мм или не менее 3-х кратной толщины толстого листа

3. Если разница толщин стыкуемых листов составляет более 5 мм или превышает 30% тонкого листа, то предусматривается специальное утонение, равное 5 (S₁-S₂)

4. Смещение кромок стыкуемых листов не должно превышать 3 мм или составлять 10% толщины тонкого листа