Красноармейского месторождения
.pdf
Расчетное внутреннее избыточное давление определим по формуле:
p |
|
= |
2 K |
1 |
(s − c) |
|
V |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
D |
|
+ (s − c) V |
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(12.32) |
|
= |
2 1 (10 − 2,8) 1 190 |
1 |
=1,13МПа |
||
2400 |
+ (10 − 2,8) 1 |
||||
|
|
|
|||
Рис. 12.6
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) + |
D |
|
(s − c), |
(12.33) |
|
|
|
|
р |
р |
||||||
где |
|
и |
|
– расчетные внутренние диаметры укрепляемых элементов, т.е. в данном случае внутренний диаметр |
|||||||
Dр |
Dр |
||||||||||
обечайки.
Консорциум « Н е д р а »
b 
2400 (10 − 2,8) + 
2400 (10 − 2,8) = 262,9мм
84мм<262,9мм – условие не выполняется, т.е. отверстие А2 и отверстие А1 не считаются одиночными,
следовательно отверстия укрепляем накладными кольцами.
Допускаемое давление p =1,13МПа > 1,0МПа. Условие прочности и устойчивости выполнено. Площадь, необходимая для укрепления отверстия рассчитывается по формуле:
A = 0,5 (d |
р |
− d |
0 р |
) s |
р |
|
(12.34) |
|
||
r |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
A |
= 0,5 (204 |
− 52,58) 6,33 = 0,47 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) |
(12.35) |
|
a |
1р |
1 |
1р |
s |
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Aa
= 43,73 (8 − 0,53 − 2) 1 + 50 8 1 + 0 (0 − 2 − 0) 1 +131,45 (10 − 6,33 − 2,8)= 0,75 10 |
−3 |
|
м |
2 |
|
0,47·10-3м2 <0,75·10-3м2 – условие
прочности выполнено.
Исходные данные для расчёта прочности узла врезки штуцера А2:
Элемент: |
А2 |
Элемент, несущий штуцер: |
Обечайка цилиндрическая №1 |
Тип штуцера: |
Непроходящий с накладным кольцом |
|
Штуцер А2 |
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»
Рис. 12.7 |
|
|
Материал несущего элемента: |
16ГС |
|
Толщина стенки несущего элемента, s: |
10 |
мм |
Сумма прибавок к стенке несущего элемента, c: |
2,8 |
мм |
Материал штуцера: |
16ГС |
|
Внутренний диаметр штуцера, d: |
200 |
мм |
Толщина стенки штуцера, s1: |
8 |
мм |
Сумма прибавок к толщине стенки штуцера |
(включая |
|
коррозию), cs: |
2 |
мм |
|
|
|
Длина штуцера, l1: |
240 |
мм |
Консорциум « Н е д р а »
Рис. 12.8 |
|
|
|
Смещение штуцера, Lш: |
|
1,76∙104 мм |
|
Угол поворота штуцера, θ: |
|
0 |
градус |
Длина внутр. части штуцера, l3: |
|
0 |
мм |
Прибавка на коррозию, cs1: |
|
0 |
мм |
Материал кольца: |
|
16ГС |
|
Ширина кольца, l2: |
|
50 мм |
|
Толщина кольца, s2: |
|
8 |
мм |
Минимальный размер сварного шва, Δ: |
6 |
мм |
|
Минимальный размер сварного шва, |
1: |
6 |
мм |
Минимальный размер сварного шва, |
2: |
6 |
мм |
Расчётные параметры размещения штуцера:
Ближайший штуцер
Консорциум « Н е д р а »
|
|
Рис. 12.9 |
Название штуцера: |
|
А1 |
Расстояние до стенки ближайшего штуцера, b: |
||
(для наклонных штуцеров |
|
84 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 =1200мм |
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
vk.com/id446425943
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»
Условия нагружения: |
|
|
Расчётная температура, T: |
5 |
oC |
Расчётное внутреннее избыточное давление, p: |
1 |
МПа |
Свойства материала элемента, несущего штуцер
Допускаемые напряжения для материала 16ГС при температуре t = 45 oC (рабочие условия): [σ]45= 190 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 45 oC:
E45= 1,965∙105 МПа Свойства материала штуцера
Допускаемые напряжения для материала 16ГС при температуре t = 45 oC (рабочие условия): [σ]451= 190 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 45 oC:
E451= 1,965∙105 МПа Свойства материала кольца
Допускаемые напряжения для материала 16ГС при температуре t = 45 oC (рабочие условия): [σ]452= 190 МПа
Консорциум « Н е д р а »
Модуль продольной упругости при температуре 45 oC:
E452= 1,965∙105 МПа
Расчетную толщину стенки штуцера с учетом прибавок рассчитаем по формуле:
s1 р |
= |
p(d + 2cs ) |
|
|
|
|
|
|
|
(12.36) |
||
2 1 |
1 |
− p |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
s |
|
= |
1,0 (200 |
+ 2 2) |
= 0,53 мм |
||
|
|
|
|
|
1 р |
2 |
190 |
1 −1,0 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
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 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
(12.37) |
|
p = |
2 190 1 (8 |
− 2) |
=10,85МПа |
|||
200 |
+ 8 |
+ |
2 |
|||
|
|
|||||
10,85МПа 1,0МПа
Проведем расчет
– условие прочности и устойчивости выполняется.
укрепления отверстия по ГОСТ 24755-89.
Отношения допускаемых напряжений
Условный расчетный диаметр отверстия:
d = d = 200 мм
(12.38)
Консорциум « Н е д р а »
Расчётный диаметр отверстия (ось штуцера совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия)
рассчитывается по формуле:
|
|
d |
р |
= d + 2 c |
s |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
d р = d + 2 cs |
|
|
(12.39) |
||
d р = 200 + 2 2 = 204мм
Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления рассчитывается по формуле:
где
D |
р |
|
s р = D
|
|
s − c |
|
|
|
|
|
|
||
d 0 |
= 2 |
|
|
|
− 0,8 |
|
|
D р |
(s − c) , |
(12.40) |
|
s |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
–расчетная толщина стенки обечайки;
–расчетный диаметр обечайки равный диаметру обечайки.
d |
|
|
10 − 2,8 |
|
|
2400 (10 − 2,8) = 88,59мм |
|
|
||||||
0 |
= 2 |
6,33 |
− 0,8 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчетная длина внешней части штуцера рассчитывается по формуле: |
||||||||||||||
|
|
|
|
1р |
|
1 |
|
s |
|
1 |
|
s |
) |
(12.41) |
|
|
|
|
l |
= min l ;1,25 (d + 2c |
|
) (s |
− c |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1р |
= min 240;1,25 |
(200 + 4) (8 − 2) = 43,73мм |
||
Для внешней части штуцера: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
(12.42) |
||
|
|
|
|
|
|
1 = min 1.0; |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Консорциум « Н е д р а »