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