Султангулово-Заглядинского месторождения 2
.pdf
где
Q E
Q = |
|
Q п |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
Q |
2 |
||
|
1 + |
п |
|
|||
|
|
|||||
|
|
|
Q E |
|||
|
|
|
|
|
||
Q |
– допускаемое поперечное усилие из условия прочности; |
п |
– допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости.
Найдем |
Q |
п : |
Q |
= 0,25 D (s − c) |
п |
|
98
(3.84)
(3.85)
Q |
6 |
= 0,25 3400 (10 −2,8) 186,5 = 3,58 10 Н |
|
п |
|
Найдем
Q E
:
где
l |
2 |
|
s |
||
|
|
|
|
2,4 E (s − c) |
2 |
|
D (s − c) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
E |
= |
n y |
|
0,18 + 3,3 |
l |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
s |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– расчетная длина между седловыми опорами.
(3.86)
Q |
|
2,4 1,95 105 |
(10 − 2,8)2 |
|
|
3400 (10 − 2,8) |
|
6 |
|
|
= |
|
|
0,18 |
+ 3,3 |
|
|
=1,82 10 |
|
Н |
|
|
|
(2,1 104 )2 |
|
|||||||
E |
|
2,4 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом:
Консорциум « Н е д р а »
99
Q = |
|
3,58 106 |
|
|
|
= 1,62 106 Н |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
3,58 106 |
2 |
|||
|
1 + |
|
|
|
|||
|
|
6 |
|||||
|
|
|
1,82 10 |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
Расчет днища эллиптического
Исходные данные: |
|
Материал: |
09Г2С |
Внутр. диаметр, D: |
3,4∙103 мм |
Толщина стенки днища, s1: |
10 мм |
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1: |
2 мм |
Прибавка для компенсации минусового допуска, c2: |
0,8 мм |
Прибавка технологическая, c3: |
0 мм |
Суммарная прибавка к толщине стенки, c: |
2,8 мм |
Высота днища, H: |
850 мм |
Длина отбортовки, h1: |
0 мм |
Коэффициент прочности сварного шва: |
|
|
φ=1; |
Консорциум « Н е д р а »
100
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 45oC (рабочие условия):
[σ]45= 186,5 МПа
Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре 45oC:
E45= 1,95∙105 МПа
Найдем радиус кривизны в вершине эллиптического днища по формуле:
|
D |
2 |
|
R = |
|
||
4H |
|||
|
|||
(3.87)
|
3400 |
2 |
|
||
R = |
|
= 3400 мм |
|||
4 |
850 |
||||
|
|
||||
Проведем расчет на прочность и устойчивость днища эллиптического по ГОСТ 14249-89 [7].
Днища, нагруженные внутренним избыточным давлением Расчетную толщину стенки днища с учетом прибавок рассчитаем по формуле:
s1 р |
+ c = |
pR |
+ c , |
|
2 − |
||||
|
|
0,5 p |
где R – радиус кривизны в вершине эллиптического днища.
(3.88)
s |
+ c = |
0,6 3400 |
+ 2,8 |
= 8,27 мм |
|
||||
1 р |
2 |
186,5 1 − 0,5 0,6 |
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
101
Принимаем толщину стенки для эллиптической поверхности s1=10мм согласно сортамента листового проката по ГОСТ 5520-79. Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитаем по формуле:
p = |
2 (s |
− c) |
, |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
(3.89) |
||
R |
+ 0,5(s |
− c) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
где s1 – исполнительная толщина стенки днища. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
p = |
2 186 ,5 1 |
(10 − 2,8) |
= 0,78 МПа |
|
|
|
|
|
3400 |
+ 0,5 |
(10 − 2,8) |
||
|
|
|
|
|
|
|||
0,78МПа 0,6МПа – условие прочности выполняется.
Расчет укреплений одиночных отверстий Расчёт прочности узла врезки штуцера Б2
Исходные данные:
Элемент: |
Б2 |
Элемент, несущий штуцер: |
Обечайка цилиндрическая |
Тип штуцера: |
Проходящий без укрепления |
Материал несущего элемента: |
09Г2С |
Толщина стенки несущего элемента, s: |
10 мм |
Сумма прибавок к стенке несущего элемента, c: |
2,8 мм |
Консорциум « Н е д р а »
102
Материал штуцера: |
09Г2С |
Внутренний диаметр штуцера, d: |
250 мм |
Толщина стенки штуцера, s1: |
8 мм |
Сумма прибавок к толщине стенки штуцера (включая коррозию), cs: 2 мм |
|
Длина штуцера, l1: |
220 мм |
Смещение штуцера, Lш: |
1,575∙104 мм |
Угол поворота штуцера, θ: |
0 градус |
Длина внутр. части штуцера, l3: |
50 мм |
Прибавка на коррозию, cs1: |
0 мм |
Минимальный размер сварного шва, Δ: |
6 мм |
Расчётные параметры размещения штуцера: |
|
Ближайший штуцер |
|
Название штуцера: |
М2 |
Расстояние до стенки ближайшего штуцера, b: |
|
(для наклонных штуцеров |
2850 мм |
определяется приближенно) |
|
Консорциум « Н е д р а »
103
Угол β: |
0 градус |
Коэффициенты прочности сварных швов: |
|
Продольный шов штуцера: |
|
φl |
= 1 |
Шов обечайки в зоне врезки штуцера: |
|
φ = 1
Расчётный диаметр цилиндрической обечайки:
|
|
D |
р |
= D = 3400мм |
|
|
|
|
|
Условия нагружения: |
|
|
|
|
Расчётная температура, T: |
45 |
oC |
||
Расчётное внутреннее избыточное давление, p: |
0,6 |
МПа |
||
Свойства материала элемента, несущего штуцер Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 45oC (рабочие условия):
[σ]45= 186,5 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 45oC:
Консорциум « Н е д р а »
104
E45= 1,95∙105 МПа
Свойства материала штуцера
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t =45oC (рабочие условия):
[σ]451= 186,5 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 45oC:
E451= 1,95∙105 МПа
Расчетную толщину стенки штуцера с учетом прибавок рассчитаем по формуле:
s |
= |
p(d |
+ 2c |
s |
) |
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 р |
|
2 |
|
|
− p |
||
|
|
1 |
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
(3.90)
s |
= |
0,6 (250 |
+ 2 2) |
= 0,4мм |
|
|
|||
1 р |
|
2 186 ,5 1 − 0,6 |
|
|
|
|
|
||
Принимаем толщину стенки штуцера s1=8мм согласно АТК 24.218.06-90.
Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитаем по формуле:
p = |
2 |
|
|
(s |
− c |
|
) |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
1 |
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
d |
1 |
+ s |
+ c |
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
p = |
2 186,5 1 |
(10 − 2) |
= 8,6МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
+ 8 |
+ 2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
(3.91)
8,6МПа 0,6МПа – условие прочности и устойчивости выполняется.
Консорциум « Н е д р а »
105
Проведем расчет укрепления отверстия по ГОСТ 24755-89.
Условный расчетный диаметр отверстия: |
|
d = d = 250 мм |
(3.92) |
Расчётный диаметр отверстия (ось штуцера совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия)
рассчитывается по формуле:
d |
р |
= d + 2 c |
s |
|
(3.93) |
|
|
|
|||
|
|
|
d |
р |
= 250+ 2 2 = 254мм |
|
|
|
|
|
Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления рассчитывается по формуле:
где
D |
р |
|
s |
р |
|
|
= D |
|
d |
|
s − c |
|
D |
|
(s − c) |
|
||
0 |
= 2 |
|
|
− 0,8 |
р |
, |
|||
|
|
s |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
–расчетная толщина стенки обечайки;
–расчетный диаметр обечайки равный диаметру обечайки.
(3.94)
d |
|
10 − 2,8 |
|
|
3400 (10 − 2,8) =160,95мм |
|
0 |
= 2 |
5,47 |
− 0,8 |
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
Расчетная длина внешней части штуцера рассчитывается по формуле:
l |
= min l |
;1,25 |
(d + 2c |
s |
) (s |
− c |
s |
) |
1р |
1 |
|
|
1 |
|
|
(3.95)
l |
= min 250;1,25 |
(250 + 4) (8 − 2) = 48,79мм |
1р |
|
|
Для внешней части штуцера:
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
|
|
|
1 |
= min 1.0; |
1 |
|
(3.96) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
= min |
|
186,5 |
= 1 |
|
1 |
1.0; |
|
|
|||
|
|
|
186,5 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Ширина зоны укрепления рассчитывается по формуле:
|
L |
0 |
= |
|
D |
р |
(s − c) |
|
|
(3.97) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = |
3400 (10 −2,8) =156,46мм |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
Расчетная ширина зоны укрепления: |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
l |
р |
= L |
|
|
|
|
(3.98) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
р |
= L =156,46мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
Расчетный диаметр: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
0 р |
= 0,4 |
|
|
D |
р |
(s − c) |
|
|
(3.99) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d0 р = 0,4 |
|
3400 (10 − 2,8) = 62,58мм |
||
Найдем коэффициент понижения прочности по формуле:
|
1 |
+ |
l |
(s − c ) |
|
1 |
+ l |
2 р |
s |
2 |
|
2 |
+ l |
3 р |
|
(s |
3 |
− c |
s |
− c |
s1 |
) |
3 |
|
|
|
|||||||
|
1 р |
1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l р (s − c) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
V = min 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.100) |
|
|
|
|
|
|
d р − d0 р |
|
|
|
|
d + 2cs |
|
|
|
|
|
l1 р |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
1 + 0,5 |
|
+ K1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
l р |
|
D р |
|
|
1 |
|
l р |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
106
Консорциум « Н е д р а »
|
1 |
+ |
48,79 (8 − 2) 1 + 0 0 0 +19,51 (8 − 2 − 0) 1 |
|
|
|||||||
|
|
156,46 (10 − 2,8) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,83 |
|||
V = min 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,83 |
|
|
|
|
|
254 − 62,58 |
|
250 + 2 2 |
|
1 |
|
48,79 |
|
|
|
|
1+ 0,5 |
+1 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
156,46 |
|
3400 |
|
1 156,46 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетное внутреннее избыточное давление определим по формуле:
p |
|
= |
2 K |
1 |
(s − c) |
|
V |
|
|
|
(3.101) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
р |
|
D |
|
+ (s − c) V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
= |
2 1 (10 − 2,8) 1 186 ,5 |
1 |
= 0,65МПа |
|
|
|
|
|
|
р |
3400 |
+ (10 − 2,8) 0,83 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
107
Отверстие считается одиночным, если ближайшее к нему отверстие Д1 не оказывает на него влияния, т.е. расстояние
между наружными поверхностями соответствующих штуцеров удовлетворяет условию:
|
|
|
|
b |
D |
|
(s − c) + |
|
(s − c), |
(3.102) |
|
|
|
|
р |
Dр |
|||||
где |
|
и |
|
– расчетные внутренние диаметры укрепляемых элементов, т.е. в данном случае внутренний диаметр |
||||||
Dр |
Dр |
|||||||||
обечайки. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
3400 (10 − 2,8)+ |
3400 (10 − 2,8) = 312,9мм |
2850мм>312,9мм – условие выполняется. Следовательно дальнейших расчетов укреплений не требуется. Допускаемое давление p р =0,65МПа > 0,6МПа. Условие прочности и устойчивости выполнено.
Площадь, необходимая для укрепления отверстия рассчитывается по формуле:
Ar = 0,5 (d р − d0 р ) s р |
(3.103) |
Консорциум « Н е д р а »