- •Основы конструирования оборудования Содержание
- •1. Основные параметры для выбора конструкционного материала и расчета элементов оборудования на прочность
- •2. Конструкционные материалы
- •2.1. Требования к конструкционным материалам
- •2.2. Обозначения сталей
- •2.3. Подразделение сталей на типы, классы
- •2.4. Требования к применению материалов
- •3. Стандартные изделия для изготовления сварных аппаратов
- •3.1. Листовая сталь
- •3.2. Сортовая сталь
- •3.3. Стальные трубы
- •3.4.Поковки стальные
- •3.5. Стальные отливки
- •3.6. Крепежные изделия
- •3.7. Сварочные материалы
- •3.8. Прокладочные и набивочные материалы
- •4. Требования к конструированию основных элементов аппаратов и расчет их на прочность
- •4.1. Общие вопросы прочности
- •4.2. Выбор допускаемых напряжений и коэффициентов запаса прочности и устойчивости
- •4.3. Выбор расчетных значений модуля продольной упругости и коэффициента температурного линейного расширения
- •4.4. Выбор коэффициентов прочности сварных швов
- •4.5 Выбор прибавок к расчетным толщинам стенки элементов аппаратов
- •4.5 Проверка на усталостную прочность
- •4.6. Обечайки цилиндрические (гост 14249-89)
- •8. Требования к конструкции (пб 03-584-03)
- •7.1. Общие требования
- •7.2. Прибавки для компенсации коррозии (эрозии)
- •7.3. Днища, крышки, переходы
- •7.4. Люки, лючки, бобышки и штуцера
- •7.5. Расположение отверстий
- •7.6. Требования к опорам
- •7.7. Требования к внутренним и наружным устройствам
- •9. Требования к изготовлению
- •8.1. Общие требования
- •8.2. Корпуса
- •8.3. Днища
- •Днища эллиптические
- •Днища полусферические
- •Конические днища (переходы)
- •Днища плоские
- •8.4. Фланцы
- •8.5. Штуцера, люки, укрепляющие кольца
- •8.6. Змеевики
- •8.7. Отводы и трубы гнутые
- •8.8. Сварка
- •8.9. Сварные соединения
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 3
- •Приложение 4
- •Приложение 5
- •Приложение 6
- •Приложение 7
- •Приложение 8
3.7. Сварочные материалы
Сварочные материалы следует выбирать в зависимости от условий применения и с учетом требований проекта и таблицы 4.1.
Сварочные материалы, не указанные в документации, могут применяться по заключению специализированной (экспертной) организации.
Сварочные материалы, применяемые для изготовления сосудов (сборочных единиц, деталей), должны удовлетворять требованиям стандартов или технических условий.
Качество и характеристики сварочных материалов подтверждаются в соответствующих сертификатах.
При отсутствии сертификата сварочные материалы необходимо проверять на соответствие требованиям стандартов или технических условий.
Электроды с покрытием для ручной дуговой сварки типов, предусмотренных государственными стандартами, должны обеспечивать механические свойства металла шва и наплавленного металла в соответствии с требованиями государственных стандартов.
Механические свойства металла шва или наплавленного металла должны быть не ниже требований, указанных в таблице Приложения 7.
3.8. Прокладочные и набивочные материалы
Используются в разъемных фланцевых соединениях аппаратов и трубопроводов. В качестве прокладок применяются неметаллические и металлические материалы. Рекомендуемые неметаллические прокладочные материалы приведены в таблице Приложения 8.
4. Требования к конструированию основных элементов аппаратов и расчет их на прочность
4.1. Общие вопросы прочности
Расчету на прочность от внутреннего избыточного или наружного давления и от внешних нагрузок (силы тяжести, ветровых, сейсмических и др.) должны подвергаться все основные элементы аппарата (обечайки, днища, крышки, и другие несущие нагрузку детали).
Стандартные сборочные единицы и детали при конструировании выбирают на ближайшее большее условное давление для рабочей температуры и, как правило, на прочность не рассчитывают.
Обычно аппараты работают при однократной или многократной (при общем числе циклов за время эксплуатации до 1000) статической нагрузке, на которую и производят расчеты на прочность элементов, сборочных единиц и аппарата в целом.
Расчет на прочность всех элементов и аппарата производится по предельным нагрузкам.
4.2. Выбор допускаемых напряжений и коэффициентов запаса прочности и устойчивости
Допускаемое напряжение [σ] при расчете по предельным нагрузкам сосудов и аппаратов, работающих при статических нагрузках, принимают:
Для углеродистых сталей при расчетной температуре , низколегированных сталей прии высоколегированных сталей при:
;
4.1
Для перечисленных сталей при более высоких температурах:
|
4.2 |
где - поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям;- предел текучести, МПа;- предел прочности, МПа;- условный предел текучести, МПа;- предел длительной прочности, МПа;- средний 1%-ный предел ползучести за 105 часов при расчетной температуре, МПа; - коэффициенты запаса текучести, прочности, длительной прочности и ползучести, соответственно.
Значения приводятся в нормативной и справочной литературе (ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. И др.)
Поправочный коэффициент принимается равным 1 за исключением стальных отливок:для отливок, подвергающихся индивидуальному контролю неразрушающими методами;для остальных отливок.
Значения коэффициентов запаса приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Коэффициенты запаса прочности
Условия нагружения | ||||
Рабочие условия |
1,5 |
2,4 |
1,5 |
1,0 |
Условия испытаний: |
|
|
|
|
гидравлические |
1,1 |
- |
- |
- |
пневматические |
1,2 |
- |
- |
- |
Условия монтажа |
1,1 |
- |
- |
- |
Коэффициент запаса устойчивости при расчете элементов аппаратов на устойчивость по нижним критическим напряжениям в пределах упругости принимают:
- для рабочих условий ;
- для условий испытаний и монтажа .