Кинель-Черкасского месторождения
.pdf
сп |
= |
1289 +1235 |
= 1262 |
мм |
|
||||
D |
2 |
|
||
|
|
|
|
Полная ширина прокладки:
в = |
D |
− D |
, |
|
Н |
В |
|||
|
|
|||
|
|
2 |
|
в = |
1289 −1235 |
= 27,0 |
мм |
|
2 |
||||
|
||||
|
|
|
Расчетная ширина уплотнения:
в |
= 0,6 |
в, |
0 |
|
|
в0 |
= 0,6 |
27 = 3,12 |
мм |
Прокладочный коэффициент, m=2,5;
Удельное давление смятия прокладки ПОН, ГОСТ 481-80, q=20,0 МПа;
Диаметр болтовой окружности, Dб=1385 мм.
Равнодействующая внутреннего давления:
Qд = 0,785 Dсп2 РТ ,
Qд = 0,785 12622 4,0 = 5000902Н
Реакция прокладки в рабочих условиях
|
R |
= 2 |
m b |
0 |
p |
D |
, |
|
|
п |
|
|
|
Т |
сп |
|
|
Rп |
= 2 3,14 2,5 3,12 4,0 1262 = 247271 |
Н |
|
|
|
|
|
|
119
(8.20)
(8.21)
(8.22)
(8.23)
Консорциум « Н е д р а »
Болтовая нагрузка в рабочих условиях:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
= Q |
|
+ R |
, |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
д |
|
n |
|
|
|
|
Рб |
= 5000902 |
+ 247271 = 5248173 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Площадь поперечного сечения шпильки по внутреннему диаметру резьбы, б |
|
|
|
2 |
; |
|
||||||||||||
|
=160мм |
|
||||||||||||||||
Допускаемое напряжение для материала шпилек при t=100 0С. Материал: Сталь 35Х, = 230 |
МПа; |
|||||||||||||||||
Принятое количество шпилек, n=48. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условие прочности шпилек: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
Р |
|
|
, |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
5248173 |
= 143,9 |
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
р |
48 160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
р |
=143,9 < 230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
Р |
, |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
= |
5248173 |
= 1,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
5000902 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Коэффициент:
120
(8.24)
(8.25)
(8.26)
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
D |
|
|
К |
|
= 0,8 |
|
б |
−1, |
2 |
D |
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
cп |
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
= 0,8 |
1385 |
−1 |
= 0,25 |
|
2 |
1262 |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Коэффициент ослабления, К0=1,0.
Расчетная толщина в сечении «а-б». Материал: Сталь 16ГС, Сталь 09Г2С:
S |
I |
= K |
K |
|
D |
|
Р |
+ С |
, |
|
Т |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
R |
1 |
|
0 |
сп |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
I |
= 0,447 1,0 1262 |
4,0 |
+ 5,0 = 94,2 |
мм |
SR |
160 |
|||
|
|
|
|
Расчетная толщина в месте уплотнения. Материал: Сталь 16ГС, Сталь 09Г2С:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pб |
|
|
Рб |
|
+ С , |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
SnR = max K2 |
|
|
|
;0,6 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сп |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
5248173 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
5248173 |
|
|
|
= 48,1 мм |
|
|
|
|
||||||||
SnR |
= max 0,25 |
|
|
;0,6 |
|
|
|
+ 2,8 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
230 |
|
|
|
230 1262 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная толщина вне зоны уплотнения. Материал: Сталь 16ГС, Сталь 09Г2С:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
Р |
|
||
S1R |
= max K2 |
|
б |
|
;0,6 |
б |
|
+ С , |
||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
D |
|
||||
121
(8.27)
(8.28)
(8.29)
(8.30)
Консорциум « Н е д р а »
1R |
|
|
5248173 |
;0,6 |
5248173 |
|
+ 2,8 |
= 48,1 |
мм |
|
|
|
|
||||||
S |
= max 0,25 |
230 |
230 1262 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная расчетная толщина крышки:
|
S |
|
= max S |
I |
;S |
|
+ C ; S |
+ C , |
||
|
R |
R |
nR |
|||||||
|
|
|
|
|
1 |
1R |
1 |
|||
SR |
= max 94,2;48,1 + 5,0;48,1 + 5,0 = 94,2 |
мм |
|
|
|
|
||||
Принятая толщина крышки, S=95,0 мм.
Расчет узла плавающей головки
Узел плавающей головки изображен на рис. 8.3.
122
(8.31)
Консорциум « Н е д р а »
Узел плавающей головки
Рис. 8.3
Расчет фланца крышки
Средний диаметр прокладки:
D |
= |
D |
I |
+ D |
, |
|
|
|
|||||
Н |
В |
|||||
|
|
|
||||
сп |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
где DНI – наружный диаметр прокладки, мм;
DВ – внутренний диаметр прокладки, мм.
сп |
= |
1189 +1162 |
= 1175,5 |
мм |
|
||||
D |
2 |
|
||
|
|
|
|
123
(8.32)
Консорциум « Н е д р а »
124
Полная ширина прокладки:
b = |
D |
− D |
, |
|
Н |
В |
|||
|
|
|||
|
|
2 |
|
b = |
1189 −1162 |
= 13,5 |
мм |
|
2 |
||||
|
||||
|
|
|
(8.33)
Внутренний диаметр фланца, D=1100 мм;
Диаметр болтовой окружности, Dб=1280 мм;
Наружный диаметр фланца, DН=1340 мм;
Плечи: l1=0мм, l2=90,0мм, l3=52,25 мм;
Прокладочный коэффициент, m=2,5;
Необходимое удельное давление на прокладку, q=20,0 МПа;
Принятое количество и диаметр шпилек, n=44, d=40 мм;
Площадь поперечного сечения шпильки, fб=760 мм2;
Допускаемое напряжение для шпилек при t=100 oC. Материал: Сталь 18Х12ВМБФР, Сталь 35Х0,19, [σ]б=230 МПа.
Равнодействующая внутреннего давления:
|
Q = 0,785 D2 |
P , |
(8.34) |
|
|
q |
сп |
T |
|
Q = 0,785 1175,52 |
4,0 = 4338853Н |
|
|
|
q |
|
|
|
|
Реакция прокладки в рабочих условиях:
R |
= 2 D |
b |
m P |
, |
n |
cn |
0 |
T |
|
(8.35)
Консорциум « Н е д р а »
125
Rn
= 2 3,14 1175 ,5 6,75 2,5 4,0 = 498294
,5
Н
Расчетное болтовое усилие в условиях монтажа:
P |
= Q + R |
, |
|
б1 |
q |
n |
|
Pб1 = 1,157 4338853 + 498294 ,5 = 5518347 |
Н |
|
|
Расчетное болтовое усилие в рабочих условиях:
Рб2=Qg+Rn,
(8.36)
(8.37)
Рб2=4338853+498294,5=4837148Н
Все геометрические размеры назначаются с учетом снятия прибавок на коррозию со стороны трубного и межтрубного пространства.
Расчет высоты стяжного полукольца
Диаметр расчетный, DZ=1177мм;
Плечи: r=7,5мм, r1=50,0мм, r2=51,5мм.
Коэффициент:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
0,9 max |
|
P ; |
|
|
; P |
|
|
|
б |
|
б2 |
|
|||
|
20 |
|
|||||
Х = |
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
||
(D |
+ 2r) |
доп |
|
|
|||
Z |
|
|
|
|
|
||
(8.38)
|
|
|
|
160 |
;4837148 |
|
|
|
0,9 max 5518347; |
|
|
|
|||
|
|
|
|
183 |
|
|
|
Х = |
|
|
|
|
|
= 22,8 |
|
(1177 |
+ 2 |
7,5) 160 |
|
||||
|
|
|
|||||
Консорциум « Н е д р а »
Высота опасного сечения «б» полукольца. Материал: Сталь 16ГС, Сталь 09Г2С:
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
r |
|
|
||
|
|
|
|
h = X |
|
2 |
+1,2 tg +1,6 |
|
|
, |
|||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
1 |
|
r |
|
|
X |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||
1 |
|
51,5 |
+1,2 0,21256 +1,6 |
7,5 |
|
= |
50,2 |
мм |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
h |
= 22,8 |
50,5 |
22,8 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Полная высота полукольца:
hR=h1+h2+2C,
hR=50,2+62+2·2,0=116,2мм
Принята h=120мм.
Расчет днища крышки
Высота эллиптической части днища, Нвн=1100мм.
Радиус кривизны в вершине днища:
|
D |
2 |
|
R = |
|
, |
|
|
|
||
4 |
H |
вн |
|
|
|
|
|
|
1100 |
2 |
|
|
||
R = |
|
= 1100 |
мм |
|||
4 |
275 |
|||||
|
|
|
||||
Коэффициент, Кэ=0,9;
Коэффициент запаса устойчивости, nу=2,4;
126
(8.39)
(8.40)
(8.41)
Консорциум « Н е д р а »
Модуль упругости при расчетной температуре, Е=1,91·105 МПа.
Расчетная толщина стенки от действия внутреннего давления:
|
|
|
S |
|
= |
|
P |
R |
+ 2 |
С, |
|
|
|
|
|
T |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
2 |
|
− Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
доп |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
SR |
= |
4,0 1100 |
+ 2 2,8 = 17,4 |
мм |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||||
|
2 |
177 1,0 − |
4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная толщина стенки от действия наружного давления:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
nу РМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
э |
|
|
|
|
Р R |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SR = max |
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
М |
|
|
|
+ 2 |
С, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
510 |
|
−6 |
Е |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
2 |
доп |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
R |
= max |
|
0,9 1100 |
|
2,4 4,0 |
; |
4,0 1100 |
|
+ 2 2,8 = 18,6 |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
510 |
|
|
−6 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
10 |
|
1,91 10 |
|
2 |
177 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Принята толщина днища равная 25,0 мм. Материал: Сталь 16ГС, |
|
|
Сталь 09Г2С. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Допускаемое избыточное внутреннее давление: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
= |
2 (S − 2 C) доп |
Р |
|
, |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
R |
+ 0,5 (S- 2 C) |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Р /Р = |
|
2 (25 − 2 2,8) 177 |
|
= 6,44 МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
1100 + 0,5 (25 − 2 − 2,8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Допускаемое давление из условия устойчивости:
127
(8.42)
(8.43)
(8.44)
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
|
|
|
|
Р |
= |
|
|
|
|
|
|
|
доп |
|
|
|
26 10 |
−6 |
5 |
|
100 (25 − 2 2,8) |
||
Р |
= |
|
1,91 10 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
доп |
|
|
2,4 |
|
0,9 1100 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
26 10 |
−5 |
Е |
100 |
(S − 2 C) |
2 |
|||||
|
||||||||||
|
|
|||||||||
|
n |
|
|
|
|
К |
|
R |
|
, |
|
у |
|
|
э |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 8,61МПа |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемое давление из условия прочности:
|
|
Р = |
2 (S − 2 С) |
, |
|
|
|
||
|
|
Р |
R + (S- 2 C) 0,5 |
|
|
|
|
|
|
Р Р = |
2 230 (25 − 2 2,8) |
= 6,44 МПа |
|
|
1100 |
|
|
||
|
+ (25- 2 2,8) 0,5 |
|
||
128
(8.45)
(8.46)
Консорциум « Н е д р а »