ГОСТ 25215-82
(СТ СЭВ 3027-81)

Группа Т02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР


Сосуды и аппараты высокого давления

ОБЕЧАЙКИ И ДНИЩА

Нормы и методы расчета на прочность

High pressure vessels and apparatuses.
Shells and heads. Norms and methods of strength calculation

     ОКП 36 1510

Дата введения 1983-07-01

Предисловие

     РАЗРАБОТАН Министерством химического и нефтяного машиностроения

     ИСПОЛНИТЕЛИ

     В.И.Лившиц, канд. техн. наук (руководитель темы); В.Г.Татаринов, канд. техн. наук; П.Г.Пимштейн, канд. техн. наук; Р.М.Романова

     ВНЕСЕН Министерством химического и нефтяного машиностроения

     Член коллегии А.М.Васильев

     УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16 апреля 1982 г. N 1551
     
     ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 17.04.90 N 907 с 01.11.90 и опубликованное в ИУС N 7, 1990 г.
     
     Изменение N 1 внесено юридическим бюро по тексту ИУС N 7, 1990 г.

     Настоящий стандарт распространяется на однослойные обечайки, плоские и выпуклые днища сосудов и аппаратов кованых, ковано-сварных стальных, а также однослойных сосудов и аппаратов, изготовленных из стального листового проката, работающих при статических нагрузках под действием внутреннего избыточного давления свыше 10 до 100 МПа в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, и устанавливает нормы и методы расчета на прочность однослойных обечаек, плоских и выпуклых днищ.
     
     Требования настоящего стандарта действительны при условии, что расчетная температура не превышает значений, при которых в расчетах на прочность учитывается ползучесть материалов. В случае отсутствия точных данных о температуре, настоящий стандарт применим при расчетной температуре, не превышающей 380 °С для углеродистой стали, 420 °С для низколегированной и среднелегированной сталей и 525 °С для аустенитной стали.
     
     Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3027-81.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
     

     1.1. Расчетная температура, рабочее и расчетное избыточные давления (далее - рабочее и расчетное давления) - по ГОСТ 14249-89.
     
     Условные обозначения величин в соответствии с приложением 2.
     
     1.2. Значение пробного избыточного давления (далее - пробного давления) при гидравлических испытаниях следует определять по "Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", утвержденным Госгортехнадзором СССР.
     
     1.3. Допускаемое напряжение при расчете по предельным нагрузкам конструктивных элементов из углеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей вычисляют по формуле
     

.                                                        (1)

     
     Коэффициенты ,  в зависимости от условий нагружения следует определять в соответствии с таблицей.
     

     
     
     1.4. Если значение пробного давления больше значения, определяемого по формуле 1,35 , то следует проводить проверку на прочность конструктивных элементов сосудов и аппаратов, подставляя в соответствующие формулы значение пробного давления. При этом коэффициент  выбирают в соответствии с таблицей.
     
     1.5. В формулы для расчетов на прочность элементов сосудов и аппаратов, имеющих сварные соединения, необходимо вводить коэффициент , учитывающий снижение прочности сварного шва по сравнению с основным металлом. Для сосудов и аппаратов, изготовленных из стального листового проката с продольным сварным швом, значения коэффициента  - по ГОСТ 14249-89. Для сосудов и аппаратов кованых, кованосварных стальных коэффициент  принимают равным 1.
     
     1.6. Значение прибавки  к расчетным толщинам конструктивных элементов сосуда или аппарата - по ГОСТ 14249-89. При расчете выпуклых днищ, изготовленных штамповкой, технологическая прибавка для компенсации утонения учитывается во всех случаях.
     
     1.7. Расчет на усталостную прочность цилиндрических однослойных обечаек и днищ, а также других конструктивных элементов сосудов и аппаратов не производится, если число циклов нагружения не превышает 1000 и обеспечиваются следующие условия:
     
     скорость подъема температуры стенки сосуда или аппарата при выводе на режим или во время рабочего процесса не превышает 30 °с/ч;
     
     температура стенки внутри сосуда или аппарата, не имеющего наружной теплоизоляции, не более 200 °С;
     
     температура стенки сосуда или аппарата, при использовании аустенитных сталей в качестве защитного слоя для корпуса, выполненного из углеродистой и низколегированной сталей, не превышает 200 °С независимо от наличия наружной теплоизоляции.
     
     1.8. Если расчетное число циклов нагружений превышает 1000 или не выполняется какое-либо из требований п.1.8 настоящего стандарта, то кроме расчета по данному стандарту следует выполнять проверку на усталостную прочность. При выполнении условий п.1.8 настоящего стандарта и колебании нагрузки от действия давления, не превышающем 15% расчетной, проверку на усталостную прочность не проводят.
     
     Раздел 1. (Измененная редакция, Изм. N 1).
     

2. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОДНОСЛОЙНЫХ ОБЕЧАЕК

     
     2.1. Расчет применим для цилиндрических обечаек при условии
     

.

     
     2.2. Толщину цилиндрической однослойной обечайки следует рассчитывать по формулам:
     

,                                                                           (2)

     
.                                                                                      (3)

     
     2.3. Расчетный коэффициент толстостенности следует рассчитывать по формуле
     

.                                                                             (4)

     
     Значения  выбирают по справочному приложению 1.
     
     2.4. Допускаемое давление следует рассчитывать по формуле
     

,                                                                                     (5)

     
     где
     

.                                                                           (6)

3. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПЛОСКИХ ДНИЩ

     
     3.1. На черт.1-3 приведены расчетные модели плоских днищ. Чертежи не определяют конструкцию плоских днищ и приведены для указания расчетных размеров.
     
     

Плоское днище с коническим переходом

     
Черт.1
     

Плоское днище с радиусным переходом

     
Черт.2

     

Плоское днище с проточкой

Черт.3

          
     
     3.2. Расчет применим для плоских днищ при условии
     

.

     
     3.3. Толщину днищ с коническим и радиусным переходами следует рассчитывать по формулам:
     

,                                                                        (7)

     
.                                                                                        (8)

     
     3.4. Расчетный диаметр определяют по формулам
     
     для днищ с коническим переходом (черт. 1)
     

,                                                                                  (9)

     
     для днищ с радиусным переходом и днищ с проточкой (черт. 2 и 3)
     

                                                                                       (9a)

     (Измененная редакция, Изм. N 1).
     
     3.5. Допускаемое давление для днищ с коническим и радиусным переходами
     

.                                                             (10)

     
     3.6. Коэффициент ослабления днища неукрепленными отверстиями для плоских днищ всех типов следует определять по формуле
     

,                                                                     (11)

     
     в случае одиночного центрального отверстия по формуле
     

.                                                             (12)

     
     3.7. В случае несквозного отверстия в формулы (11) и (12) подставляют значение расчетного диаметра , определяемого с учетом глубины отверстия.
     

.                                                                (13)

     
     3.8. Расчет плоского днища с проточкой применим при соблюдении следующих условий:
     

,                                                                                       (14)

     
,                                                                                      (15)

     
.                                           (16)

     
     
     3.9. Толщина плоского днища с проточкой должна быть рассчитана по формулам:
     

,                                                                            (17)

     
.                                                                                    (18)

     
     3.10. Допускаемое давление для плоского днища с проточкой следует рассчитывать по формуле
     

,                                                                 (19)

     
где  - для ;

 - для .
          

4. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ВЫПУКЛЫХ ДНИЩ

          
     4.1. На черт.4, 5 приведены расчетные модели выпуклых днищ. Чертежи не определяют конструкцию выпуклых днищ и приведены для указания расчетных размеров.
     
     4.2. Расчет применим для сферических и эллиптических днищ при соблюдении следующих условий:
     
     1)                                                                           
     
     2) расстояние от края отверстия до внутренней цилиндрической поверхности ;
     
     3) угол между нормалью к внутренней поверхности на краю днища и осью сосуда или аппарата .
     
     4.3. Толщина выпуклого днища
     

,                                                                       (20)

     
.                                                                                     (21)

Сферическое днище

     
Черт.4

Эллиптическое днище

Черт.5

     
     
     Если длина цилиндрической отбортованной части
     

 ,

     
то толщина днища должна быть не меньше толщины обечайки, рассчитанной по формуле (2).

     4.4. Допускаемое давление
     

.                                                                        (22)

     
      4.5. Расчетный радиус кривизны днища
     

,                                                                                                (23)

     
где  - для эллиптических днищ с ;
     
      - для полусферических днищ с .
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

     
Определение коэффициента  

      
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

           
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛАХ

          
 - сумма прибавок к расчетной толщине обечайки или днища, мм (см);
     
 - внутренний диаметр сосуда или аппарата, мм (см);
     
 - внутренний диаметр проточки, мм (см);
     
 - расчетный диаметр плоского днища, мм (см);
     
 - диаметр центрального отверстия, мм (см);
     
 - диаметр, сквозного отверстия, мм (см);
     
 - диаметр несквозного отверстия или наружный диаметр резьбы несквозного отверстия, мм (см);
     
 - расчетный диаметр несквозного отверстия, мм (см);
     
 - сумма диаметров отверстий для наиболее ослабленного диаметрального сечения, мм (см);
     
 - внутренняя высота сферической или эллиптической части днища, мм (см);
     
 - длина цилиндрической отбортовки выпуклого днища, мм (см);
     
 - коэффициент прочности днища;
     
 - коэффициент ослабления днища отверстиями;
     
 - глубина -го отверстия, мм (см);
     
 - коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению (пределу прочности);
     
 - коэффициент запаса прочности по пределу текучести;
     
 - расчетное давление в сосуде или аппарате, МПа (кгс/см);
     
 - допускаемое давление, МПа (кгс/см);
     
 - расчетный радиус кривизны днища по внутренней поверхности, мм (см);
     
 - радиус закругления, мм (см);
     
 - исполнительная толщина цилиндрической обечайки, мм (см);
     
 - расчетная толщина цилиндрической обечайки, мм (см);
     
 - исполнительная толщина днища, мм (см);
     
 - расчетная толщина днища, мм (см);
     
 - минимальная толщина днища в зоне проточки, мм (см);
     
 - расстояние от края отверстия до внутренней стенки сосуда или аппарата, мм (см);
     
 - коэффициент толстостенности;
     
 - расчетный коэффициент толстостенности;
     
 - угол между нормалью к внутренней поверхности на краю днища и осью сосуда или аппарата, градус;
     
 - минимальное значение временного сопротивления (предела прочности) при расчетной температуре, МПа (кгс/см);
     
 - минимальное значение предела текучести при расчетной температуре, МПа (кгс/см);
     
 - минимальное значение условного предела текучести при расчетной температуре (напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2%), МПа (кгс/см);
     
 - допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа (кгс/см);
     
 - допускаемое напряжение при температуре 20 °С, МПа (кгс/см);
     
 - коэффициент прочности сварных соединений.



Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1982
     
     
     
Юридическим бюро в
текст документа внесено Изменение N 1,
утвержденное Постановлением
Госстандарта СССР от 17.04.90 N 907