Коэффициенты прочности сварных швов

- стыковой с двухсторонним проваром

- тавровый с двухсторонним проваром

- стыковой на подложке

2.5. Прибавки к расчетной толщине.

Исполнительные, или принимаемые, размеры рассчитываемых элементов, как правило, должны быть больше расчетных на значение прибавки с:

S ≥ S_R +c, (1.7)

где S – исполнительный размер рассчитываемого элемента;

S_R – его расчетный размер;

с – прибавка к расчетному размеру.

Общее значение прибавки с складывается из трех составляющих

с=с₁+с₂+с₃. (1.8)

Первая из них (с₁) – это прибавка для компенсации коррозии и эрозии:

с₁=Пτ+с_э,

где П – проницаемость среды в материал (скорость коррозии), мм/год;

τ - срок службы аппарата, лет;

с_э – прибавка на эрозию, учитывающаяся в следующих случаях:

- при больших скоростях среды (жидкость более 20 м/с, газ более 100 м/с);

- при наличии в движущейся среде абразивных частиц;

- при ударном действии среды на рассчитываемый элемент.

При значениях П≤0,05 мм/год прибавку на коррозию принимают равной 1 мм. При отсутствии данных о проницаемости, но если известно, что материал достаточно стоек в данной среде, Пτ=2 мм.

с₂– это прибавка на компенсацию минусового допуска при прокате.

с₂ = 0,4 мм при S=4 мм

с₂ = 0,5 мм при S=5 мм

с₂ = 0,6 мм при S=6 мм

с₂ = 0,7 мм при S=7 мм

с₂ = 0,8 мм при S=8-24 мм

с₂ не учитывается при S > 24 мм

с₃ – это технологическая прибавка (учитывает штамповку, гибку труб)

Если с₂+с₃<0,05S_R (менее 5%), то они не учитываются.

Для цилиндрических обечаек из листовой стали принимают с₃=1 мм

Лекция 3. Основные конструкционные материалы

Конструкционные материалы, используемые в химическом машиностроении, условно делятся на четыре класса: стали; чугуны; цветные металлы и сплавы; неметаллические материалы.

Стали. Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 1-2 %. Кроме того, в состав стали входят примеси кремния, марганца, а также серы и фосфора.

Классификация сталей

1. По назначению:

- конструкционные

- инструментальные

2. По содержанию углерода:

- низкоуглеродные С < 0,3%

- среднеуглеродные С = 0,3-0,6%

- высокоуглеродные С = 0,6-1,4%

3. По качеству:

- обыкновенного качества S ≤ 0,04% P ≤ 0,07%

- качественные S ≤ 0,03% P ≤ 0,04%

- высококачественные S ≤ 0,025% P ≤ 0,025%

Сталь углеродистая обыкновенного качества

изготавливают 20 марок химического состава, приведенных в ГОСТ 380-88, ГОСТ 16523-88.

Различают 3 группы

Группа А – поставка по механическим свойствам

Б – поставка по химическому составу

В – поставка по механическим свойствам и химическому составу

А пластические стали

Б стали для горячей обработки

В для сварных конструкций

Марки по группам:

А = Ст1, Ст0, Ст3, Ст4,Ст5, Ст6

Б= БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6

В = ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4,ВСт5

Категории по группам:

А=1,2,3 Б=1,2 В=1,2,3,4,5,6

По степени раскисления различают

«КП» кипящее наименее раскисленные и дешевые

«ПС» полуспокойные

«СП» спокойные наиболее раскисленные и дорогие

Раскислением называется понижение содержания кислорода в металле или связывание его в прочные соединения. Раскисление – это связывание кислорода в расплаве с ферромарганцем, алюминием.

Марки стали по степени раскисления.

Для всех групп: «КП» Ст1…Ст4

«ПС» и «СП» Ст1…Ст6

Маркировка стали:

ВСт3 Сп 2-категория

Марка степень

раскисления

В табл. 1.1 приведены примеры использования углеродистой стали

обыкновенного качества в химическом машиностроении.

Пределы применяемых температур и давлений.

P до 5МПа, t = -30+425С

Углеродистые качественные стали.

Пределы применяемых температур и давлений.

t = -20+475С, P до 10 МПа

качественные S ≤ 0,03% P ≤ 0,04%

Классификация

а) с нормальным содержанием марганца Mn

Mn = 0,25-0,7%

Марки: 05; 08; 10; 15; 20; 25…80; 85.

По степени раскисления:

«КП» - 5 марок 05КП,08КП, 10КП, 15КП, 20КП.

«ПС» - 08ПС, 10ПС, 15ПС, 20ПС.

Если позади марки не указана степень раскисления, то это сталь спокойная.

Цифра показывает содержание углерода в сотых долях процента.

б) с повышенным содержанием Mn

Mn = 0,7-1%

Марки: 15Г, 20Г, 25Г, 65Г, 70Г.

Марганец придает стали большую прокаливаемость.

Из марок 60Г, 65Г, 70Г изготавливают пружины и рессоры.

Цифра указывает содержание углерода в сотых долях процента.

Автоматные стали.

Из них изготавливают приборы и другие небольшие устройства.

S = 0,15-0,3%, P = 0,05-0,15%

Марки: А11, А12, А20, А30, А35, А40Г, АС14

А –автоматная сталь

11,12,14, 20,30,35,40 – содержание углерода в сотых долях процента

АС14 – автоматная сталь легированная свинцовая используется для изготовления деталей и узлов к двигателям.

Инструментальные стали для изготовления инструментов.

Содержание S и P 0,03-0,04%

Марки: У8, У9, У10, У11, У12, У13, У7А…У8А

напильники зубила, молотки

У – углеродистая

А – высокое качество стали.

Цифры указывают содержание углерода в десятых долях процента.

Сталь двухслойная.

Состоит из гомогенных слоев: основного и плакирующего. Толщина слоя 4-160мм

Расчет аппарата на прочность ведут по основному слою.

Легированные стали. Классификация легированных сталей

По назначению:

- конструкционные

- инструментальные

- сплавы с особыми свойствами

По содержанию легирующих компонентов:

- низколегированные до 3% лег.комп. (Р до 10МПа, t = -70+500С)

- среднелегированные от 3 до 10% лег.комп. (Р до 10МПа, t = -40+560С)

- высоколегированные более 10% лег.комп. (Р до 10МПа, t = -253+600С)

По структуре после охлаждения на воздухе:

- мартенситные

- перлитные

- аустенитные