Красноярского месторождения
.pdf75
Расчётные параметры размещения штуцера: |
|
Ближайший штуцер |
|
Название штуцера: |
Р |
Расстояние до стенки ближайшего штуцера, b: |
|
(для наклонных штуцеров |
257 мм |
определяется приближенно) |
|
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 = 3200мм |
|
|
|
|
|
Условия нагружения: |
|
|
|
|
Расчётная температура, T: |
25 |
oC |
|
|
Расчётное внутреннее избыточное давление, p: |
1 |
МПа |
||
Свойства материала элемента, несущего штуцер
Консорциум « Н е д р а »
76
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 25 oC (рабочие условия): [σ]25= 194,5 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 25 oC:
E25= 1,985∙105 МПа
Свойства материала штуцера
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 25 oC (рабочие условия): [σ]251= 194,5 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 25 oC:
E251= 1,985∙105 МПа
Свойства материала кольца
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 25 oC (рабочие условия): [σ]252= 194,5 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 25 oC:
E252= 1,985∙105 МПа
Расчетную толщину стенки штуцера с учетом прибавок рассчитаем по формуле:
s |
= |
p(d + 2c |
s |
) |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 р |
|
2 |
|
|
− p |
||
|
|
1 |
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7.21) |
s |
= |
1,0 (250 |
+ 2 |
2) |
= 0,65 мм |
|
|
|
|||
1 р |
|
2 194 ,5 |
1 − |
1,0 |
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
77
Принимаем толщину стенки штуцера s1=8мм согласно АТК 24.218.06-90. Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитаем по формуле:
p = |
2 1 |
1 (s1 − cs ) |
|
|
|
(7.22) |
|
d1 |
+ s1 + cs |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
p = |
2 194,5 1 (8 − 2) |
= 8,97МПа |
||
|
|
|
250 |
+ 8 |
+ 2 |
||
|
|
|
|
|
|||
8,97МПа 1,0МПа – условие прочности и устойчивости выполняется.Проведем расчет укрепления отверстия по
ГОСТ 24755-89.
Отношения допускаемых напряжений
Условный расчетный диаметр отверстия: |
|
d = d = 250 мм |
(7.23) |
Расчётный диаметр отверстия (ось штуцера совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия)
рассчитывается по формуле:
d |
р |
= d + 2 c |
s |
|
|
(7.24)
d |
р |
= 250+ 2 2 = 254мм |
|
|
Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления рассчитывается по формуле:
|
s − c |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||
d 0 |
= 2 |
|
|
− 0,8 |
|
|
D р (s − c) , |
(7.25) |
|
s |
|
||||||||
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
78
где
D |
р |
|
s |
р |
|
|
= D |
|
–расчетная толщина стенки обечайки;
–расчетный диаметр обечайки равный диаметру обечайки.
|
12 − 2,8 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||||
d0 |
= 2 |
|
− 0,8 |
|
3200 (12 − 2,8) =108,26мм |
||
8,24 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Расчетная длина внешней части штуцера рассчитывается по формуле:
l |
= min l |
;1,25 |
(d + 2c |
s |
) (s |
− c |
s |
) |
1р |
1 |
|
|
1 |
|
|
(7.26)
l |
= min 220;1,25 |
(250 + 4) (8 −2) = 48,79мм |
1р |
|
|
Для внешней части штуцера:
|
|
|
|
|
1 |
= min 1.0; |
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
(7.27)
1 = min 1.0;194,5 =1194,5
Расчетная ширина кольца:
l |
2 р |
= min l |
2 |
; |
D |
р |
(s |
2 |
|
|
|
|
|
Для накладного кольца:
+s − l2 р
c)
=min 60;
(7.28) 3200 (8 +12 −2.8) = 60мм
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
|
|
|
|
|
|
2 |
= min 1.0; |
2 |
|
(7.29) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
194,5 |
=1 |
|
2 |
= min 1.0; |
|
|
||
|
|
194,5 |
|
||
|
|
|
|
|
|
Ширина зоны укрепления рассчитывается по формуле:
|
L |
0 |
= |
|
D |
р |
(s − c) |
|
|
|
|
|
(7.30) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = |
3200 (12 −2,8) =171,58мм |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
Расчетная ширина зоны укрепления: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
l |
р |
= L |
|
|
|
|
|
|
|
(7.31) |
||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
р |
= L |
=171,58мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
Расчетный диаметр: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
0 р |
= 0,4 |
|
|
D |
р |
(s − c) |
|
|
|
|
|
(7.32) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
0 р |
= 0,4 |
|
3200 (12 −2,8) = 68,63мм |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найдем коэффициент понижения прочности по формуле:
|
|
l |
(s |
− c |
) |
|
1 |
+ l |
2 р |
s |
2 |
|
2 |
+ l |
3 р |
|
(s |
3 |
− c |
s |
− c |
s1 |
) |
3 |
|
||||||
|
1 + |
1 р |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l р (s − c) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
V = min 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d р |
− d 0 р |
|
|
|
|
|
|
d + 2cs |
|
|
|
l1 р |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
1 + 0,5 |
+ K |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
l |
|
|
D |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
1 |
|
|
р |
|
|
|
|
79
(7.33)
Консорциум « Н е д р а »
80
|
1 + |
48,79 (8 − 2) 1 + 60 8 1 + 0 (0 − 2 − 0) 1 |
|
|
|||||||
|
|
171,58 (12 − 2,8) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,95 |
|||
V = min 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,95 |
|
|
|
|
254 − 68,63 |
|
250 + 2 2 |
|
1 |
|
48,79 |
|
|
|
1 + |
0,5 |
+1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
171,58 |
|
3200 |
|
1 171,58 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетное внутреннее избыточное давление определим по формуле:
p р |
= |
2 K1 |
(s − c) |
|
V |
|
DР |
+ (s − c) V |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
p |
р |
= |
|
|
|
|
(7.34) |
|
2 1 (12 − 2,8) 1 194 ,5 |
1 |
= 1,06 МПа |
|
3200 + (12 − 2,8) 1 |
|||
|
|
Отверстие считается одиночным, если ближайшее к нему отверстие Р не оказывает на него влияния, т.е. расстояние
между наружными поверхностями соответствующих штуцеров удовлетворяет условию: b 
Dр (s − c) + 
Dр (s − c), (7.35)
где Dр
обечайки.
и |
|
– расчетные внутренние диаметры укрепляемых элементов, т.е. в данном случае внутренний диаметр |
Dр |
||
|
|
b 3200 (12 −2,8)+ 3200 (12 −2,8) = 262,9мм |
257мм<262,9мм – условие не выполняется, т.е. отверстие Б и отверстие Р не считаются одиночными, следовательно отверстие укрепляем накладным кольцом.
Допускаемое давление p =1,06МПа > 1,0МПа. Условие прочности и устойчивости выполнено.
Консорциум « Н е д р а »
81
Площадь, необходимая для укрепления отверстия рассчитывается по формуле:
A |
= 0,5 (d |
р |
− d |
0 р |
) s |
р |
r |
|
|
|
(7.36)
A |
= 0,5 (254 − 68,63) 8,24 = 0,76 10 |
−3 |
м |
2 |
|
|
|||
r |
|
|
|
|
Располагаемая площадь укрепления отверстия рассчитывается по формуле:
A = l |
(s |
− s |
−c |
) +l |
2 р |
s |
2 |
+l |
3 р |
(s |
−c |
s |
−c |
s1 |
) |
3 |
+l |
р |
(s − s |
р |
−c) |
|
a |
1р |
1 |
1р |
s |
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
(7.37)
A = 48,79 (8 −0,65−2) 1+60 0 1+0 (0 −2 −0) 1+171,58 (12 −8,24 −2,8)= 0,90 10−3 м2 0,76·10-3м2<0,90·10-3м2 |
– |
условие |
||
a |
|
|
|
|
прочности выполнено. |
|
|
|
|
Расчёт прочности узла врезки штуцера Р |
|
|
|
|
Исходные данные: |
|
|
|
|
Элемент: |
Р |
|
|
|
Элемент, |
несущий |
|
|
|
штуцер: |
Обечайка цилиндрическая |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип штуцера: |
Проходящий без укрепления |
|
|
|
Материал несущего элемента: |
09Г2С |
|
|
|
Толщина стенки несущего элемента, s: |
12 мм |
|
|
|
Сумма прибавок к стенке несущего элемента, c: |
2,8 мм |
|
|
|
Материал штуцера: |
09Г2С |
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
82
Внутренний диаметр штуцера, d: |
200 мм |
||
Толщина стенки штуцера, s1: |
10 мм |
||
Сумма прибавок к толщине стенки штуцера (включая |
|||
коррозию), cs: |
|
|
2 мм |
|
|
|
|
Длина штуцера, l1: |
200 мм |
||
Смещение |
штуцера, |
|
|
Lш: |
|
6∙103 мм |
|
|
|
|
|
Угол |
поворота |
|
|
штуцера, θ: |
|
0 градус |
|
|
|
|
|
Длина внутр. |
части |
|
|
штуцера, l3: |
|
25 мм |
|
|
|
|
|
Прибавка на коррозию, |
|
||
cs1: |
|
0 мм |
|
|
|
|
|
Минимальный |
размер |
|
|
|
|
6 мм |
|
сварного шва, Δ: |
|
||
Расчётные параметры размещения штуцера: |
|
||
Ближайший штуцер |
|
||
Название штуцера: |
Б |
||
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»