ГОСТ 26303-84
(СТ СЭВ 4350-83)

Группа Г02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Сосуды и аппараты высокого давления

ШПИЛЬКИ

Методы расчета на прочность

High-pressure vessels and apparatus. Threaded
studs. Methods of strength calculation

ОКП 36 1510    

Дата введения 1985-07-01

     
     
     РАЗРАБОТАН Министерством химического и нефтяного машиностроения
     
     ИСПОЛНИТЕЛИ
     
     В.И.Лившиц, канд. техн. наук (руководитель темы); В.К.Погодин, канд. техн. наук; А.К.Древин, канд. техн. наук; А.В.Тасевич
     
     ВНЕСЕН Министерством химического и нефтяного машиностроения
     
     Член Коллегии А.М.Васильев
     
     УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 октября 1984 г. N 3616
     
     ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 17.04.90 N 905 с 01.11.90     

     Изменение N 1 внесено юридическим бюро по тексту ИУС N 7, 1990 год     

     
     Настоящий стандарт распространяется на шпильки сосудов и аппаратов, работающих под действием внутреннего избыточного давления свыше 10 до 100 МПа в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, и устанавливает методы расчета прочности, а также усилий, действующих на шпильки, в неподвижных уплотнительных узлах с плоской металлической прокладкой и металлическими кольцами двухконусного и треугольного сечений.
     
     Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4350-83.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 1).
     
     

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

     1.1. Расчетная температура, рабочее и расчетное избыточные давления - по ГОСТ 14249-89.
     
     1.2. Значения пробного избыточного давления - по ГОСТ 25215-82.
     
     1.3. Границы применения уплотнений в зависимости от диаметра, давления, температуры, в соответствии с приложением 1.
     
     1.4. Условные обозначения величин в соответствии с приложением 3.
     
     Раздел 1. (Измененная редакция, Изм. N 1).
         
     

2. РАСЧЕТ УСИЛИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ШПИЛЬКИ

     
     2.1. На черт.1-4 приведены расчетные модели уплотнений и шпильки. Черт.1-4 приведены для указания необходимых расчетных размеров.
     
     2.2. Расчетное усилие, действующее на шпильки,
     

.                                       (1)

     
     (Измененная редакция, Изм. N 1).

     2.3. Осевая нагрузка от действия давления среды на крышку
     

.                                                               (2)

     
     2.4. Уплотнение с двухконусным кольцом
     
     2.4.1. Осевая реакция уплотнительного кольца
     

,                                         (3)

     
где
     

{; 40 МПа}.

     
     2.4.2. Расчетный диаметр уплотнительной поверхности
     

.                                               (4)

     
     2.4.3. Высота кольца по средней линии уплотнительной поверхности
     

.                                                       (5)

     
     Геометрические размеры уплотнительного кольца , , ,  приведены на черт.1 и в справочном приложении 2.
     
     

Расчетная модель уплотнения с двухконусным кольцом

Черт.1

     
     2.5. Уплотнение с кольцом треугольного сечения
     
     2.5.1. Осевая реакция уплотнительного кольца
     

.                                          (6)

     
     Геометрические размеры уплотнительного кольца , ,  приведены на черт.2 и в справочном приложении 2.
     
     

Расчетная модель уплотнения с кольцом треугольного сечения

Черт.2

     2.6. Уплотнение с плоской прокладкой
     
     2.6.1. Осевая реакция прокладки
     

,                                                (7)

     
где
     

.

     
     2.6.2. Ширина прокладки должна удовлетворять условию
     

,                                          (8)

     
где внутренний диаметр уплотнения  принимают по конструктивным соображениям; расчетные размеры , ,  приведены на черт.3.          
     
     

Расчетная модель уплотнения с плоской прокладкой

Черт.3

     
     2.6.3. За допускаемое контактное напряжение на уплотнительных поверхностях принимают меньшее значение предела текучести материалов уплотнительных поверхностей корпуса или крышки

+180 МПа.                                          (9)

     
     Для пробного давления вместо  подставляют .
     
     2.6.4. Герметизирующее напряжение смятия прокладки для расчетного давления принимают:
     
     =70 МПа - для алюминия;
     
     =100 МПа - для меди;
     
     =180 МПа - для стали с 230 МПа.
     
     При пробном давлении  принимают равным половине герметизирующего напряжения смятия прокладки для расчетного давления.
     
     2.7. Осевую нагрузку   от неравномерности нагрева элементов уплотнения и разности значений коэффициентов линейного расширения сопрягаемых деталей, действующих на шпильки, определяют по специальным методикам и не учитывают, если расчетная температура не превышает:
     
     100 °С - для всех типов уплотнений с любым сочетанием сталей элементов уплотнений и скоростями подъема температуры стенки сосуда или аппарата не более 30 °С/ч;
     
     200 °С - для уплотнения с плоской прокладкой и 300 °С для других типов уплотнений, элементы которых изготовлены из сталей, имеющих разность коэффициентов линейного расширения меньше значения 2,5·10 1/°С и скорость подъема температуры стенки сосуда или аппарата при выводе на режим или во время технологического процесса не более 30 °С/ч.
     
     (Введен дополнительно, Изм. N 1).
     

3. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ШПИЛЕК

     
     3.1. Расчет диаметра стержня шпильки (черт.4).
     
     

Расчетная модель крепежной шпильки

Черт.4

     
     3.1.1. Расчетный диаметр стержня шпильки
     

.                                 (10)

     
     Диаметр резьбы шпильки  принимают конструктивно, исходя из диаметра .
     
     Исполнительный диаметр стержня  принимают из условия
     

.

     
     3.1.2. Коэффициент  принимают равным 1, за исключением случаев затяжки шпилек уплотнения с плоской прокладкой приложением крутящего момента, когда =1,1.
     
     3.1.3. Коэффициент , учитывающий неравномерность распределения нагрузки между шпильками, принимается равным:
     
     1,1 - при обеспечении равномерной затяжки всех шпилек (в пределах ±10% номинального значения нагрузки), контроля удлинений и усилий непосредственно в шпильках после затяжки;
     
     1,3 - при затяжке шпилек по отработанным режимам, обеспечивающим герметичность разъемного соединения в рабочих условиях, с контролем усилий и удлинений, создаваемых специальными приспособлениями в процессе затяжки;
     
     1,5 - в остальных случаях.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 1).
     
     3.1.4. Допускаемое напряжение для материала шпильки
     

,                                                 (11)

     
где =1,5.
     
     3.2. Расчет длины свинчивания резьбы
     
     3.2.1. Расчет применим для резьбовых соединений при соблюдении следующих условий
     

 для 6 мм;

     
 для =6 мм.

     
     3.2.2. Расчетную длину свинчивания резьбы определяют исходя из соотношения механических характеристик резьбовой пары шпилька - гнездо корпуса:
     

при      ;                                (12)

     
при      .                  (13)

     
     3.2.3. Исполнительная длина свинчивания резьбовой пары должна быть не менее расчетной .
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

Таблица 1

Ориентировочные данные об условиях применения уплотнений в зависимости
от диаметра, давления и температуры

       Примечания: 1. Ограничительные линии проведены:
     
               для уплотнения с двухконусным уплотнительным кольцом;     
     
              для уплотнения с уплотнительным кольцом треугольного сечения;
         
              для уплотнения с плоской прокладкой.
     
     2. Уплотнения применимы во всем диапазоне температур от минус 40 °С и до верхнего предела.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ РАЗМЕРЫ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ КОЛЕЦ

Таблица 1

Размеры уплотнений с двухконусным уплотнительным кольцом, выполненным
из материала с пределом текучести 300 МПа

Размеры в мм

     
Таблица 2

Размеры уплотнений с кольцом треугольного сечения, выполненным из материалов
с пределом текучести 200 МПа

Размеры в мм

   
     (Измененная редакция, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ