Расчеты на прочность при сложном сопротивлении. п.2. Основные формулы расчета. Определение положения нейтральной линии при косом изгибе

Материал будет постоянно добавляться/удаляться и видоизменяться.

Сокращения, обозначения

// Возможно применение, комментарии.

// Необходима проработка.

// Наличие ошибки.

// Удалить.

МКЭ - метод-конечных элементов;

НДС - напряженно-деформированное состояние.

Общие замечения:

Недостатки аналитических расчетов:

  1. Независимый расчет отдельных элементов и узлов, как следствие не учитывается их взаимное влияние друг на друга и влияние работы всей конструкции на них.
  2. Невозможность учета фактического приложения нагрузок, только перевод их в упрощенный вариант внешних моментов и сил, что трудоемко и не отражает реальную расчетную схему.
  3. Попытки описать различную геометрию расчитываемых элементов и узлов вносят множество эмпирических коэффициентов, совокупность которых мало отражает реальную нагрузку.

American Society of Mechanical Engineers (ASME)

. P DF

VIII Rules for Construction of Pressure Vessels. Division 2. Alternative Rules.

ASME Boiler and Pressure Vessel Code . P DF

II Materials. Part D. Properties (Metric).

ASME Section VIII - Division 2 Criteria and Commentary . P DF

GUIDEBOOK for the Design of ASME Section VIII Pressure Vessels .PDF

Sec ond Edition by James R. Farr and Maan H. Jawad.

Государственные стандарты (ГОСТ)

ГОСТ 14249-89 . PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

// Стандарт содержит ряд общих положений и аналитические расчеты основных элементов.

Введение
"... устанавливает нормы и методы расчета на прочность цилиндрических обечаек, конических элементов, днищ и крышек сосудов и аппаратов из углеродистых и легированных сталей, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным избыточным давлением под действием осевых и поперечных усилий и изгибающих моментов, а также устанавливает значения допускаемых напряжений, модуля продольной упругости и коэффициентов прочности сварных швов."

п.1. Общие требования
п.1.1.1: - физико-механические характеристики материала и допустимые напряжения определяются в зависимости от расчетной температуры.

п.1.1.2:
- "Расчетную температуру определяют на основании теплотехнических расчетов...";

// Малоприменимо, т.к. трудоемкость теплотехнического расчета высока и необходимы входные данные такие как коэффициенты конвекции.
- "За расчетную температуру стенки сосуда или аппарата принимают наибольшее значение температуры стенки."

п.1.1.3: - при отсутствии возможности проведения тепловых расчетов или если во время эксплуатации температура стенки повышается до температуры среды, то за расчетную температуру следует принимать наибольшую температуру среды.

// За расчетную температуру как правило принимается температуры из паспорта.

п.1.2.2:
"Расчетное давление для элементов сосуда или аппарата принимают, как правило, равным рабочему давлению или выше."

// Расчетное давление принимают как правило из паспорта.
"Если на элемент сосуда или аппарата действует гидростатическое давление, составляющее 5% и выше рабочего, то расчетное давление для этого элемента должно быть повышено на это же значение."

Определение допускаемых напряжений [σ] при расчете по предельным нагрузкам при статических однократных нагрузках;

// Формулировка неясна, допускаемое напряжение только для расчета по ПРЕДЕЛЬНЫМ НАГРУЗКАМ?
- однократная нагрузка - количество циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий не превышает 10 3 . При определении числа циклов нагружения не учитывают колебание нагрузки в пределах 15% расчетной.

// Количество циклов равное 1000 взято безосновательно, в реальной ситуации необходимо рассчитывать и на циклическую прочность независимо от количества циклов.

п.1.4.2:

В табл.1. приведены коэффициенты запаса прочности для различных условий нагружения;
"Для сосудов и аппаратов группы 3, 4 ... коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению n в допускается принимать равным 2,2.";

п.1.4.5:

"Для стального листового проката, изготовляемого согласно техническим условиям по двум группам прочности, допускаемые напряжения для первой группы прочности принимают по табл. 5 прил. 1 .

Для листового проката второй группы прочности (стали ВСт3пс, ВСт3сп, ВСт3Гпс и 09Г2С) допускаемое напряжение, принимаемое по табл. 5 прил. 1 , увеличивают на 6%,а для стали 09Г2С - на 7%."

// Как определять группы прочности для проката?

п.1.4.6: "Разрешается допускаемое напряжение при температуре 20°С определять по п. 1.4.1 , принимая гарантированные значения механических характеристик в соответствии со стандартами или техническими условиями на стали с учетом толщины листового проката. При повышенных температурах допускаемые напряжения, принимаемые с учетом толщины проката и групп прочности стали, разрешается определить по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке."

п.1.4.10: "Для элементов сосудов и аппаратов, рассчитываемых не по предельным нагрузкам (например, фланцевых соединений) допускаемые напряжения должны определять по соответствующей нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке."

п.1.4.11: "Расчетные значения предела текучести, временного сопротивления и коэффициентов линейного расширения приведены в прил. 2, 3 ."

п.1.4.12: "Коэффициент запаса устойчивости (n у) при расчете сосудов и аппаратов на устойчивость по нижним критическим напряжениям в пределах упругости следует принимать:
2,4 - для рабочих условий;
1,8 - для условий испытания и монтажа."

// Возможно стоит использовать при расчете устойчивости непосредственно в ANSYS.

п.1.5.1: "Расчетные значения модуля продольной упругости Е для углеродистых и легированных сталей в зависимости от температуры должны соответствовать приведенным в прил. 4 ."

п.1.6: "При расчете на прочность сварных элементов сосудов и аппаратов в расчетные формулы следует вводить коэффициент прочности сварных соединений:
φ р - продольного шва цилиндрической или конической обечаек;
φ т - кольцевого шва цилиндрической или конической обечаек;
φк - сварных швов кольца жесткости;
φа - поперечного сварного шва для укрепляющего кольца;
φ, φ А, φ В - сварных швов выпуклых и плоских днищ и крышек (в зависимости от расположения).
Числовые значения этих коэффициентов должны соответствовать значениям, приведенным в прил. 5 .
// Стыковые швы при 100% НК имеют коэф. прочности 1.

// Невозможно использовать пункт, т.к как правило нет данных по видам и способам сварки, местонахождению швов, и швы как правило не моделируются.

п.1.7.1:

"При проверочном расчете прибавку вычитают из значений исполнительной толщины стенки. Если известна фактическая толщина стенки, то при проверочном расчете можно не учитывать с 2 и с 3 ."

"При расчете эллиптических днищ, изготавливаемых штамповкой, технологическую прибавку с 3 для компенсации утонения в зоне отбортовки не учитывают, если ее значение не превышает 15% расчетной толщины листа."

// Прибавку с 3 неясно откуда брать.

п.2. Расчет обечаек цилиндрических // аналитически

п.3. Расчет выпуклый днищ // аналитически

п.4. Расчет плоских круглых днищ и крышек // аналитически

п.5. Расчет обечаек конических // аналитически

Приложеня:
- Механические характеристики (прил.2);
- Коэффициент линейного расширения (прил.3);
- Модуль продольной упругости Е (прил.4);

// В ПНАЭ Г-7-002-86 приведено больше материалов.

ГОСТ 24755-89. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ УКРЕПЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ

// Стандарт содержит аналитические формулы для расчета укрепления отверстий. Формулы имеют приделы применения.

"...стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий в обечайках, переходах и выпуклых днищах сосудов и аппаратов..."

п.1. Условия применения

п.1.1: "Стандарт действителен при условии выбора толщин стенок обечаек, переходов и днищ в соответствии с ГОСТ 14249 ."

п.1.3: "При значениях отношений, превышающих пределы, установленные в табл. 1 , рекомендуется использовать специальные методы расчета на прочность укреплений отверстий, не охватываемые настоящим стандартом."

п.2. Основные формулы расчета

п.3. Одинокие отверстия в сосудах и аппаратах

п.4. Учет взаимного влияния отверстий в сосудах и аппаратах, нагруженных внутренним давлением

п.5. Укрепление отверстий в сосудах и аппаратах, нагруженных наружным давлением

п.6. Минимальные размеры сварных швов

СОСУДЫ И АППАРАТЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ. ОБЕЧАЙКИ И ДНИЩА. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

"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..."

п.1. Общие положения

п.2. Расчет на прочность цилиндрических однослойных обечаек

п.3. Расчет на прочность плоских днищ

п.4. Расчет на прочность выпуклых днищ

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. ДНИЩА И КРЫШКИ СФЕРИЧЕСКИЕ НЕОТБОРТОВАННЫЕ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

"Сстандарт распространяется на сферические неотбортованные днища и крышки сосудов и аппаратов..."

п.2. Сферические неотбортованные днища и крышки, нагруженные внутренним избыточным давлением

п.3. Сферические неотбортованные днища и крышки, нагруженныенаружным давлением

СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ МАЛОЦИКЛОВЫХ НАГРУЗКАХ

"...устанавливает нормы и методы их расчета на прочность при количестве главных циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других видов нагружений от 10 3 до 5*10 5 за весь срок эксплуатации сосуда."

п.1. Условия применения расчетных формул

п.2. Циклы нагружения

п.2.3: "При расчете на малоцикловую усталость учитывают следующие циклы нагружения:
1) рабочие циклы, которые имеют место между пуском и остановом рассчитываемого сосуда и относятся к нормальной эксплуатации сосудов;
2) циклы нагружения при повторяющихся испытаниях давлением;
3) циклы дополнительных усилий от воздействия крепления элементов - сосуда или аппарата и крепления трубопроводов;

// Не очень понятно как это использовать - ведь крепление сосуда как правило происходит на весь срок его эксплуатации, а значит цикла нет.
4) циклы нагружения, вызванные стесненностью температурных деформаций при нормальной эксплуатации сосудов."

// Как правило закрепления производятся таким образом, чтобы не стеснять температурные деформации, а значит циклов не возникает.

п.2.4: "При расчете на малоцикловую усталость не учитывают циклы нагружения от:
а) ветровых и сейсмических нагрузок;

// По логике учитывать надо, однако на данный момент совсем неясно как.
б) нагрузок, возникающих при транспортировании и монтаже;
в) нагрузок, у которых размах колебания не превышает 15 % для углеродистых и низколегированных сталей, а также 25 % для аустенитных сталей от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность. При совместном действии нагрузок по подпунктам а-в этим условиям должна удовлетворять сумма размахов нагрузок. При определении суммы размахов нагрузок от различных воздействий не учитывают вспомогательную нагрузку, которая составляет менее 10 % от всех остальных нагрузок;

г) температурных нагрузок, при которых размах, колебания разности температур в двух соседних точках менее 15 °С для углеродистых и низколегированных сталей и 20 °С для аустенитных сталей. Под соседними точками следует понимать две точки стенки сосуда, расстояние между которыми не превышает (2Ds)^0.5, где D - диаметр сосуда, s - толщина стенки сосуда.
д) размахов колебаний температуры в месте соединения материалов с различными коэффициентами линейного расширения, которые не превышают 50 °С."

// Слишком громоздкие формулировки, проще учитывать чем проводить данные проверки. Тем более в случае дефектных сосудов.

п.2.5: "Размах колебания главных нагрузок определяют на основе рабочих значений этих нагрузок."

// Что такое главные нагрузки? Давление? Т.е. циклическую прочность надо считать от рабочего, а не расчетного давления?

п.2.6: "Число циклов нагружения определяют по установленной в документации долговечности сосуда или аппарата. При отсутствии таких данных принимают долговечность 10 лет."

п.3. Условия проверки на малоцикловую усталость

п.4. Упрощенный расчет на малоцикловую усталость

п.5. Уточненный расчет на малоцикловую усталость

п.6. Определение допускаемой амплитуды напряжений и допускаемого числа циклов нагружения

Прил. 1 Определение условных упругих напряжений

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. СОСУДЫ С РУБАШКАМИ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

"Стандарт распространяется на стальные сосуды с U-образной или цилиндрической рубашкой, с рубашкой, сопряженной анкерными трубами или отбортовкой, а также с рубашкой с каналами для обогрева или охлаждения сосуда, нагруженные избыточным давлением в сосуде или в рубашке, собственным весом и стесненностью температурных деформаций..."

п.1. Условия применения расчетных формул

п.2. Сосуды с u-образной рубашкой

п.3. Сосуды с цилиндрическими рубашками

п.4. Сосуды, частично охваченные рубашками, сопряженными с корпусом анкерными трубами и отбортовками

п.5. Сосуды с каналами

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ОБЕЧАЕК И ДНИЩ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОПОРНЫХ НАГРУЗОК

"Стандарт... устанавливает нормы и методы расчета на прочность сосудов и аппаратов, статически нагруженных опорными узлами: несущими ушками, опорными лапами, седловыми опорами, опорными стойками."

п.1. Принципы расчета

п.1.3.1. Общее меридиональное мембранное напряжение в цилиндрической обечайке

п.1.3.2. Общее меридиональное мембранное напряжение в конической обечайке

п.1.3.3. Общее окружное мембранное напряжение в цилиндрической и конической обечайках

п.1.3.4. Общее мембранное напряжение в сферической обечайке, сферическом сегменте торосферического днища и эллиптическом днище

п.2. Несущие ушки

п.3. Опорные лапы

п.4. Седловые опоры

п.5. Опорные стойки

АППАРАТЫ КОЛОННЫЕ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

п.1 Область применения

п.3 Классификация и типы колонных аппаратов

п.4 Обозначения

п.5 Требования к конструкции

п.5.1.3 : - при расчете колонных аппаратов снеговые нагрузки не учитываются.

п.6 Требования к материалам

п.7 Требования к изготовлению

п.8 Сварка и сварные соединения

п.9 Гидравлическое испытание

п.10 Термическая обработка

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ ДЛЯ АППАРАТОВ КОЛОННОГО ТИПА ОТ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК И СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

п.3.2 : - расчет на сейсмическое воздействие необходим в регионах с сейсмичностью 7 и более баллов по шкале Рихтера.

Проблемы при расчете ветровой нагрузки:

  1. п.5.3 : ! Как пересчитывать из сосредоточенной силы давление для ANSYS. Площадь боковой поверхности цилиндра = 2·π· D· h.
  2. Путаница в индексах i, j, k по всему документу, как следствие высока вероятность ошибки или неправильного понимания.
  3. п.5.6 : ! Для определения ε 2 формулы, неясно какую брать.
  4. п.5.7 : ! Требуется определение α по ф.4. В ф.4 нужны коэффициенты по ф.7. Они применимы только если количество жесткостей колонны не более 3.
  5. Расчет ветра на площадки п 5.9 - только относительно какого-то расчетного сечения на высоте х 0 , пересчет ветра при обдуве колонны с другой стороны, из-за площадок находящихся в аэродинамической тени. (скорее всего)

СОСУДЫ И АППАРАТЫ КОЛОННОГО ТИПА. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

Расчетные нагрузки и воздействия:
1. собственный вес (п.4.2 .)
2. изгибающие моменты (п.4.3 ))
4. снеговые нагрузки не учитывают (п.4.4 )
5. температурное воздействие (п.4.5 )

п.4.6: - р асчет локальных напряжений

п.4.7: - т емпература монтажа

СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ СВАРНЫЕ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

п.1. Область применения

п.2. Нормативные сылки

п.3. Обозначения

п.4. Требования к конструкции

п.4.1.4.

"Расчет на прочность сосудов и их элементов следует проводить в соответствии с ГОСТ Р 52857.1 - ГОСТ Р 52857.11 , ГОСТ Р 51273 , ГОСТ Р 51274, ГОСТ 30780 .

Допускается использование настоящего стандарта совместно с другими международными и национальными стандартами на расчет на прочность при условии, что их требования не ниже требований российских национальных стандартов."

п.4.1.7. "В зависимости от расчетного давления, температуры стенки и характера рабочей среды сосуды подразделяют на группы. Группу сосуда определяет разработчик, но не ниже, чем указано в табл. 1. "
Табл. 1. Группы сосудов

Группа Расчетное давление, МПа Температура стенки, °C Характеристика рабочей среды
1 Независимо Независимо Взрывоопасная, пожароопасная, токсичная 1-го, 2-го, 3-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007
2

5,0 и более

Независимо

Ниже минус 40

Любая, за исключением указанной для 1-й группы сосудов
3

От 2,5 до 5,0

От минус 40 до 400

От минус 40 до 200

4 До 1,6 От минус 20 до 200
5 От вакуума до 0,07 Независимо Взрывобезопасная, пожаробезопасная или 4-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007

п.5. Требования к материалам

п.5.1.4:

- "абсолютной минимальной температуре окружающего воздуха данного района (СНиП 23-01 ), если температура стенки сосуда, находящегося под расчетным (рабочим) давлением, может принять температуру наружного воздуха;"

- "температуре, указанной в табл. М.2 Прил. М , если температура стенки сосуда, находящегося под расчетным (рабочим) давлением, не может принять температуру наружного воздуха."

п.6. Изготовление

п.6.2.2:

"После сборки и сварки обечаек корпус (без днищ) должен удовлетворять следующим требованиям:

а) отклонение по длине не более +/- 0,3% от номинальной длины, но не более +/- 50 мм;

б) отклонение от прямолинейности не более 2 мм на длине 1 м, но не более 30 мм при длине корпуса свыше 15 м."

п.6.2.4:
"- Отклонение внутреннего (наружного) диаметра корпуса сосудов допускается не более +/- 1% номинального диаметра, если в технической документации не оговорены более жесткие требования.
- Относительная овальность a корпуса сосудов (за исключением аппаратов, работающих под вакуумом или наружным давлением, теплообменных кожухотрубчатых аппаратов) не должна превышать 1%.
- в местах, где не установлены штуцера и люки a = 2(Dmax-Dmin)/(Dmax+Dmin)*100
- в местах установки штуцеров и люковa = 2(Dmax-Dmin-0,02d)/(Dmax+Dmin)*100,
где Dmax, Dmin, - соответственно наибольший и наименьший внутренние диаметры корпуса, измеренные в одном поперечном сечении;

d - внутренний диаметр штуцера или люка.

Значение a допускается увеличивать до 1,5% для сосудов при отношении толщины корпуса к внутреннему диаметру не более 0,01.

Значение для сосудов, работающих под вакуумом или наружным давлением, должно быть не более 0,5%.

Значение a для сосудов без давления (под налив) должно быть не более 2%."

п.7. Правила приемки

п.8. Методы контроля

п.9. Комплектность и документация

п.10. Маркировка, консервация и окраска, упаковка, транспортирование и хранение

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

п.4 : Общие положения
п.4.1 :
необходимо учитывать следующие факторы:
- внутреннее / внешнее давление;
- температуры окружающей среды и рабочие температуры;
- статическое давление в рабочих условиях и условиях испытания, нагрузки от массы сосуда и содержимого в оборудовании;
- инерционные нагрузки при движении, остановках и колебаниях, нагрузки от ветровых и сейсмических воздействий;
- реактивные усилия (противодействия), которые передаются от опор, креплений, трубопроводов и т. д.;
- нагрузки от стесненности температурных деформаций;
- усталость при переменных нагрузках, коррозию и эрозию и т. д.
п.4.3 : В основу методов расчета на прочность большинства элементов сосудов принят метод расчета по предельным нагрузкам. Для удобства расчета коэффициенты запаса прочности к предельным нагрузкам учитываются при определении допускаемых напряжений.
При расчете на устойчивость допускаемые нагрузки определяют по нижним критическим напряжениям.

Расчетная температура (п.5)

п.8 : Допускаемые напряжения, коэффициенты запаса прочности
п.8.1 : Допускаемое напряжение [σ] при расчете по предельным нагрузкам

п.8.8 :
Разрешается допускаемое напряжение определять по основному слою. В этом случае прибавка на коррозию принимается равной толщине коррозионно-стойкого слоя.

8.10 : Для элементов сосудов, рассчитываемых не по предельным нагрузкам, а по допускаемым напряжениям, расчет проводят по условным упругим напряжениям.

п.12 : Прибавки к расчетным толщинам конструктивных элементов
п.12.1 :
При поверочном расчете прибавку вычитают из значений исполнительной толщины стенки.
Если известна фактическая толщина стенки, то при поверочном расчете можно учитывать только с1 (прибавка для компенсации коррозии и эрозии)

В табл.В.1 приведен модуль упругости Е.

ГОСТ Р 52857.2-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ И КОНИЧЕСКИХ ОБЕЧАЕК, ВЫПУКЛЫХ И ПЛОСКИХ ДНИЩ И КРЫШЕК

п.4.2 : метод предельных нагрузок.
При расчете на устойчивость предельное состояние - достижение нижних критических напряжений.
п.4.3 : При одновременном действии нескольких нагрузок (давления, осевого сжатия и т. п.) условие прочности (устойчивости) проверяют на основе линейного суммирования повреждений, за исключением случаев, когда имеются более точные решения
п.4.4 : - приведены формулы для определения исполнительных размеров при проектировочном расчете и определении допускаемых нагрузок при поверочном расчете.

5.3.1.3 : При изготовлении обечайки из листов разной толщины, соединенных продольными швами,
расчет толщины обечайки проводят для каждого листа с учетом имеющихся в них ослаблений.

ГОСТ Р 52857.3-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.УКРЕПЛЕНИЕ ОТВЕРСТИЙ В ОБЕЧАЙКАХ И ДНИЩАХ ПРИ ВНУТРЕННЕМ И ВНЕШНЕМ ДАВЛЕНИЯХ. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ОБЕЧАЕК И ДНИЩ ПРИ ВНЕШНИХ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ НА ШТУЦЕР

ГОСТ Р 52857.4-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ГЕРМЕТИЧНОСТЬ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ГОСТ Р 52857.5-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.РАСЧЕТ ОБЕЧАЕК И ДНИЩ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОПОРНЫХ НАГРУЗОК

ГОСТ Р 52857.6-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ МАЛОЦИКЛОВЫХ НАГРУЗКАХ

ГОСТ Р 52857.7-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ

ГОСТ Р 52857.8-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.СОСУДЫ И АППАРАТЫ С РУБАШКАМИ

ГОСТ Р 52857.9-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В МЕСТАХ ПЕРЕСЕЧЕНИЙ ШТУЦЕРОВ С ОБЕЧАЙКАМИ И ДНИЩАМИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ДАВЛЕНИЯ И ВНЕШНИХ НАГРУЗОК НА ШТУЦЕР

п.4 : - допускается применять другие методы расчета, например численные методы исследований напряжений, основанные на МКЭ.

ГОСТ Р 52857.10-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.. СОСУДЫ И АППАРАТЫ, РАБОТАЮЩИЕ С СЕРОВОДОРОДНЫМИ СРЕДАМИ

ГОСТ Р 52857.11-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.МЕТОД РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ОБЕЧАЕК И ДНИЩ С УЧЕТОМ СМЕЩЕНИЯ КРОМОК СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, УГЛОВАТОСТИ И НЕКРУГЛОСТИ ОБЕЧАЕК

п.4.7 : - допускается проводить оценку прочности МКЭ.

//позволяет прорвести расчет только дефектов определенной формы; не учитывает совместное влияние дефекта и объекта.

//напяряжения в больших вмятинах завышает (перебраковывает)

ГОСТ Р 52857.12-2007. PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.ТРЕБОВАНИЯ К ФОРМЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ РАСЧЕТОВ НА ПРОЧНОСТЬ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ НА ЭВМ

АРМАТУРА ТРУБОПРОВОДНАЯ. ЗАДВИЖКИ ШИБЕРНЫЕ ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

п.4.1.6.1 : расчет должен включать в себя
- проектный расчет (силовой расчет задвижки, выбор толщин стенок корпуса и крышки)
- поверочный расчет узлов и деталей;
п.4.1.6.5: поверочный расчет должен включать:
- силовые расчеты разъемных соединений;
- статическую и сейсмическую прочность деталей;
- оценку продольной устойчивости шпинделя;
- оценку удельных давлений в зонах контакта;
- по спец. требованию: оценка сопротивления деталей хрупкому разрушенрию.
п.4.1.6.6: поверочный расчет проводят с учетом нагрузок:
- расчетное давление;
- давлений гидроиспытаний;
- усилия на шпинделе, соотв. Моменту настройки привода (режим НЭ) и максимальному моменту, развиваемому приводом (режим ННЭ);
- нагрузки от трубопровода;
- сейсмические ускорения элементов арматуры.
п.4.1.6.7: силовой расчет разъемных соединений с целью нераскрытия стыка при НЭ.
п.4.1.6.8: проведение расчетов возможно по НД и/или МКЭ.
п. 4.1.6.9: оценка прочности крепежный деталей для стержня шпильки и резьбы шпильки, гайки и фланца.
п.4.1.6.10: прочность ходовой и крепежный резьб
п.4.1.6.11: оценка продольной устойчивости шпинделя
п.4.1.6.12: удельное давление в зонах контакта деталей.
п.4.2.1. Сейсмостойкость
п.4.2.1.2. Сейсмостойкость должна подтверждаться расчетами.
Проведение расчетов по общеинженерным методикам и/или компьютерные программы расчета.
п.4.2.1.3. Предварительно необходима определение собственной частоты колебаний задвижки.
п.4.2.1.3-7-10: амплитуда, собственная частота, сейсмичность.
п.4.2.2. Нагрузки, передаваемые от трубопроводов. Климатические воздействия.
Приложение В. Дополнительные нагрузки от трубопровода на патрубки задвижек

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. РАСЧЕТ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

п.1. Область применения
Устанавливает нормы и методы определения расчетных усилий, оценки прочности и устойчивости от сейсмических воздействий для сосудов и аппаратов на площадке с сейсмичностью 7-9 баллов по шкале MSK-64.

(ДиОР)

МЕТОДИКА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ, НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

(13.01.2006)

// взамен МООР-98. Методика определения остаточного ресурса технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств

Применяется при выработке ресурса или имеет отклонения

п.13. Поверочный прочностной расчет основных несущих элементов оборудования
//ссылки на ГОСТы

п.17. Оценка работоспособности оборудования
п.17.2
запасы прочности
- для статич. нагр.: nt =1,5 nв = 2,4 nдп = 1,5 nп = 1,0 (ГОСТ 14249-89 )
- для малоцикл. нагр: nN =10 nG = 2 (ГОСТ 25859-83 )
п.18 . Прогнозирование остаточного ресурса оборудования
//расчет необходимо проводит для основных несущих элементов для каждого доминирующего механизма повреждения; после чего выбрать минимальный
п.18.3 : //оценка ресурса при коррозионно-эрозионный износ
Sотб назначает эксперт исходя из поверочного расчета
п.18.7: //максимальная допустимая величина срока работы оборудования

Правила безопасности (ПБ)

ПРАВИЛА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИЙ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИХ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

ПРИКАЗ от 25 марта 2014 N 116. PDF

ФНиП в области ПБ "Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением"

//взамен ПБ 03-576-03. ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (11.06.2003) . PDF / DOC

ПБ 03-584-03. не найдено

ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИЕМКИ СОСУДОВ И АППАРАТОВ СТАЛЬНЫХ СВАРНЫХ

//наиболее полный документ, по нему делают техническое освидетельствование
п.2.2: - прибавки для компенсации коррозии (эрозии).
табл.1 : - определение группы сосуда.

ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

//зам енен на РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ «РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ»

ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ, НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

ПРАВИЛА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НЕФТЕБАЗ И СКЛАДОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ

ПРАВИЛА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ СКЛАДОВ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ И ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Правила и нормы в атомной энергетике (ПНАЭ)

НОРМЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Основные условные обозначения

1. Общие положения

п.1.2.9 : // Нет расчета на устойчивость от внутреннего давления.

п.1.2.15 :// Приведенные напряжения необходимо определять по теории наибольших касательных напряжений.

п.1.2.16 : // Поведение материала линейно упругое.

2. Основные определения

п.2.2 : // Расчетная температура равна максимальному среднеарифметическому значению температур на его наружной и внутренней поверхностях в одном сечении при НУЭ.

3. Допускаемые напряжения, условия прочности и устойчивости

4. Расчет по выбору основных размеров

п.4.1.7 : // При расчете готового изделия следует использовать фактическую толщину стенки (s f - c 2).

5. Поверочный расчет

п.5.1.5 : // При поверочном расчете используют физ.-мех. св-а металла и св.ш., указанные в гос. или отр. стандартах или ТУ. В случае отсутствия в этих документах необходимых данных допускается использовать данные, приведенные в табл. П.1.1-П.1.4 прил. и прил.6.

п.5.4 : // При оценке статической прочности по размахам напряжений (SIG)RV или (SIG)RK максимальные и минимальные абсолютные значения приведенных напряжений, входящих в определение этой категории, не должны превышать Rmt.

// (SIG)1 и (SIG)2 необходимо оценивать без температуры, (SIG)RVс температурой.

?вопрос: определение размаха напряжений (SIG)RV.

// Каждый элемент необходимо оценить в соответствии с табл.5.1.

// Итого: необходимые условия:

- (SIG)1, (SIG)2, (SIG)RV (п.5.4.2);

- сред касатель. напр. (п.5.4.6);

- от механич. нагр. (п.5.4.5);

- значения входящее в определение (п.5.4.7).

6. Методика определения сдвига критической температуры хрупкости вследствие термического старения

7. Методика определения сдвига критической температуры хрупкости вследствие накопления усталостных повреждений

8. Методика определения сдвига критической температуры хрупкости вследствие влияния облучения и коэффициента радиационного охрупчивания

9. Методы испытаний на усталость

10. Методы технологических испытаний металлов

Приложение 1 (обязательное). Физико-механические свойства конструкционных материалов

Приложение 2 (обязательное). Методы определения механических свойств конструкционных материалов

Приложение 6. Характеристики длительной прочности, пластичности и ползучести конструкционных материалов

ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Руководящий документ (РД)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ АНАЛИЗА РИСКА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

МЕТОДТЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСТАТОЧНОГО СРОКА СЛУЖБЫ СОСУДОВ И АППАРАТОВ

Введение.

Методические указания распространяется на объекты,на которые распространеться ФНиП В ОБЛАСТИ ПБ. ПРАВИЛА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ, НА КОТОРЫХ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ОБОРУДОВАНИЕ, РАБОТАЮЩЕЕ ПОД ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ , ПБ 03-584-03 , СТО 00220227-005-2009 .

п.1. Общие положения.

п.2. Подготовка сосудов и аппаратов к ТД.

п.3. Порядок проведения ТД.

п.3.4.7 : - погрешность измерения максимального прогиба и площади деформированного участка ±1,0 мм;

п.3.6.4.2 : - погрешность измерения толщины не более ±0,1 мм.

п.3.9.1 : «Анализ прочности является одним из наиболее ответственных этапов диагностирования...»

п.3.9.2 :

«Расчет на прочность выполняется с учетом результатов технического диагностирования...».

«В расчетах учитываются фактические значения толщин стенок элементов сосудов, размеры и расположение выявленных дефектов, результаты исследований свойств металла. Расчеты на прочность выполняются на основании требований, действующих НД (прил.В)».

«Расчетам на прочность подвергаются все основные конструктивные элементы сосуда…».

«Расчеты на прочность проводятся с учетом всех видов нагрузок, действующих на сосуд: внутреннего, внешнего давления, при необходимости - ветровых и сейсмических воздействий, веса аппарата и примыкающих к нему элементов».

«Расчет на циклическую прочность проводится, когда количество циклов нагружения сосуда превышает 1000».

п.3.9.3 : «В тех случаях, когда расчетов на прочность по действующим НД недостаточно, то проводятся уточненные расчеты в соответствии с рекомендациями п.5 …».

п.4. Анализ повреждений и параметров технического состояния сосудов и аппаратов.

п.4.1.3.1 : «Если размеры отклонений больше допускаемых, то вопрос о возможности дальнейшей эксплуатации сосуда без исправления решается на основе расчета на прочность...»

п.4.1.3.2 : «При равномерной коррозии минимальная толщина стенок элементов корпуса сосуда должна быть не менее расчетной с учетом эксплуатационной прибавки на коррозию. В качестве расчетной (отбраковочной) величины различных конструктивных элементов сосудов принимается наибольшая толщина, полученная из расчетов на прочность и устойчивость при различных режимах эксплуатации и испытания. Если минимальная толщина стенки равна расчетной без эксплуатационной прибавки, то возможность дальнейшей эксплуатации сосуда и остаточный срок его службы устанавливаются при условии изменения рабочих параметров эксплуатации».

// Расчетная толщина - это толщина без учета коррозии.

п.4.2.2 :

«...при измерении толщины стенок портативным ультразвуковыми толщиномерами… суммарная методическая и метрологическая погрешность измерений составляет до 0,1-0,2мм».

«Допуск на отклонение толщины листов проката достигает 5% номинального размера и при толщинах более 20 мм отклонения могут достигать 1 мм».

// Допуски на прокат следует брать по соответствующим ГОСТ.

п.4.2.3 : Средне квадратичное отклонение при контроле составляет 0,22 - 0,6 мм.

п.4.2.4-5 : Планирование объема контроля.

п.5. Уточненные расчеты на прочность и определение критериев предельного состояния.

п.5.1 : «В случаях когда нельзя оценить прочность сосуда по действующей НД, а также когда возникает необходимость получения дополнительной информации о несущей способности и остаточном ресурсе сосуда, проводятся уточненные расчеты НДС.»

п.5.2 : «Уточненные расчеты проводятся с учетом всех режимов эксплуатации и нагрузок, возможных изменений геометрии сосуда, наличия дефектов, изменения характеристик материала».

п.5.5 : - критерии предельного состояния.

п.6. Определение остаточного ресурса сосудов и аппаратов.

«Если полученный в результате расчетов остаточный ресурс превышает 10 лет, то его следует принять равным 10 годам.»

п.6.1. Прогнозирование ресурса аппаратов, подвергающихся коррозии и изнашиванию (эрозии).

// в работе…

п.6.2. Прогнозирование ресурса аппаратов при циклических нагрузках.

«При определении [N] Используются минимальные толщины стенок элементов сосуда S Ф, определенные при толщинометрии сосуда с учетом прибавки на коррозию на момент исчерпания ресурса циклической работоспособности сосуда TЦ.»

// в работе…

ф.(6.5)-(6.7)

п.6.3. Прогнозирование ресурса аппаратов по изменению механических характеристик металла.

п.6.5. Прогнозирование ресурса сосудов по критерию хрупкого разрушения.

п.6.6. Определение гарантированного (гамма-процентного) и среднего остаточных ресурсов сосудов и аппаратов.

// в работе…

п.7. Особые требования к диагностированию и определению остаточного ресурса сосудов.

п.7.1.6-7 : - требования к расчету при отрицательных температурах ниже минимально разрешенных температур.

п.7.7.7 : - расчет на прочность двухслойной стали по РД 26-11-5-85 .

п.8. Порядок оформления и выдачи заключения о ресурсе безопасной эксплуатации сосуда

п.9. Техника безопасности при проведении диагностирования

п.10. Список использованной литературы

Приложение А. Термины, используемые в методических указаниях, и их определения

Приложение В. Перечень нормативной документации (НД) по расчету на прочность сосудов и аппаратов

//приложение содержит 60 документов

ПОЛОЖЕНИЕ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОБЪЕКТАХ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ОБОРУДОВАНИЯ ПО ИЗМЕНЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ ЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ 1991

"Настоящий руководящийдокумент устанавливает требования к выборуметодов прогнозирования остаточного ресурса химико-технологического оборудованияпо изменению параметров его технического состояния при эксплуатации ирекомендации по применению статистических методовпри прогнозировании"

// Документ содержит практические указания по определения необходимого объема контроя. Походие указания содержаться в РД 421.
// в работе... Необходима разработка методики оценки необходимого числа измерений для обеспечения необходимого уровня достоверности, который в дальнейшем необходимо учитывать в расчетах.
1. Общие положения
п.1.2 : "В зависимости от требуемой достоверности прогноза ивозможностей получения информации применяют два подхода к прогнозированию:упрощенный, основанный на детерминистических оценках показателей, и уточненный,основанный на вероятностных оценках.
При первом - отклонения контролируемых параметровотносят к погрешностям методов контроля, случайным помехам и припрогнозировании остаточного ресурса в расчетах учитывают с помощьюкоэффициентов запасов. При втором подходе колебания наблюдаемых параметровиспользуют в качестве дополнительной информации, что позволяет повыситьдостоверность прогнозирования."

2. Виды повреждений, методы их выявления

п.2.1 : "Эксплуатация металла с трещинами не допускается*
*Примечание: в некоторых случаях после специальных исследований НИИхиммаш даетразрешения на дальнейшую эксплуатацию сосудов."
п.2.2 :
"Из рассмотренных критериев видно, что критериипредельного состояния могут быть качественными (наличие трещин, вмятин,коррозионного растрескивания) и количественными (величина износа, коррозии идр.)
Так для трубопроводов определены следующие количественные критерии:
износ толщины стенки не более 20%;
величина остаточной деформации труб
из углеродистых сталей не более 3,5%;
из легированных сталей не более 2,5%."
"При отсутствии в технической документации КПС ориентировочными значениями КПС могут служить нормы технологических допусков наизготовление (например, из ОСТ 26-291-87), взятые с коэффициентом 1,5."
// ОСТ 26-291-87 заменен на ГОСТ Р 52630-2012.

3. Методы прогнозирования остаточного ресурса, основанные настандартизованных нормах расчета

п.3.1 :
"Стальные сосуды и аппараты,подвергающиеся при эксплуатации периодическим нагружениям, могут разрушаться отмалоцикловой усталости металла. Поэтому в соответствии с требованиями ГОСТ 14249-89 они должны проверяться на циклическую прочность по ГОСТ 25859-83."
"При эксплуатации реальныхсосудов фактические действующие нагрузки и напряжения в их элементах отличаютсяот расчетных, причем в зонах концентрации напряжений или нарушениянепрерывности возможно весьма значительное превышение допускаемых напряжений,определяемых по ГОСТ 14249-89.Кроме того, при эксплуатации сосудов возникают различные повреждения (см. раздел 2),которые создают дополнительные концентрации напряжений. Поэтому при оценкеостаточного ресурса сосудов необходимо проведение исследования их напряженногосостояния с учетом имеющихся концентраторов напряжений. Исследование выполняютрасчетными, экспериментальными и расчетно-экспериментальными методами. Расчетынапряженного состояния выполняют с учетом фактической геометрии конструкции,фактических толщин несущих элементов и имеющихся концентраторов напряжений"
"На основе проведенногоисследования выполняют расчеты допускаемогочисла циклов нагружения [N] в соответствии сГОСТ25859-83 и определяют остаточный ресурс сосуда путем вычитания из [N] фактически отработанного числа циклов.
При наличии в элементах сосудов дефектов типа трещинприменение для оценки остаточного ресурса ГОСТ25859-83 не допускается. В таких случаях специализированными организациями,определенными НПАОП 0.00-1-59-87 Госпроматомнадзора,используются специальные методы механики разрушения."
// РД 50-490-84 отменен

п.3.2 :
"Для прогнозирования остаточного ресурса узлов иагрегатов машин, оборудования и приборов, отказы которых вызывают процессынакопления повреждений, рекомендуется использовать РД 50-490-84"Методические указания. Техническая диагностика. Методика прогнозированияостаточного ресурса машин и деталей по косвенным параметрам"."

4. Методы повышения информативности контроля техническогосостояния оборудования

п.4.1 :
"Доверительную вероятность, т.е. вероятность нахожденияфактического размера внутри доверительного интервала, стандарты по измерениямрекомендуют указывать в зависимости от ответственности контроля, но не ниже 0,95."
"Например, при измерении толщины стенок портативнымиультразвуковыми толщиномерами типа Кварц-15, УТ-93П техническая погрешностьизмерений составляет 0,1-0,2 мм, что не оказывает существенного влияния наточность контроля остаточной толщины стенок аппаратов. Более высокуюпогрешность обуславливает разброс толщины стенок, присущий листовому прокату,из которого изготовляют аппараты. Допуск на отклонения толщины листов прокатадостигает 5% от номинального размера и при толщинах более 20 мм отклонениямогут достигать 1 мм.
Но самый большой вклад в разброс результатовизмерений вносит действительное различие толщины стенок из-за неравномерностиих коррозии."
"После измеренийопределяют минимальную толщину стенки и сравнивают ее с расчетной. Еслиразность положительна, то считают аппарат пригодным для дальнейшейэксплуатации, в противном случае аппарат бракуют. Поскольку измеренияосуществляют выборочно (в намеченных точках), то при описанном методеминимальная из измеренных толщин может оказаться существенно больше, чемфактическая минимальная, имеющаяся на аппарате. Достоверность контроля при этомостается неопределенной, если учитывать размеры поверхности аппарата."
"При сплошной коррозии величина коэффициент вариации глубин коррозии, Vh обычно находится в интервале 0,1 - 0,4."
Таблица 3. Возможноепревышение измеренной глубины коррозии (в %) на поверхности площадью S=M×SC при уровне доверительной вероятности 0,99.
//проработать
"При этом одним из возможныхвариантов планов контроля может быть не равномерное распределение точекизмерений по поверхности аппарата, а сосредоточение наибольшего числа измерений (10-20)на одном участке (например, на участке максимального нагружения), а наостальных участках ограничиться 1-2 измерениями. Такой план контроля позволяетболее точно оценить величину Vh иизбежать ненужной работы."
п.4.2 :
"При отсутствии со стороны заказчика специальныхтребований по достоверности оценки в соответствии с РД 50-690-89 уровеньдоверительной вероятности принимается равным 0,8."
Таблица 4. Минимальное числоN точек для измерений

п.5. Прогнозирование остаточного ресурса оборудования по развитиюкоррозионных повреждений

п.6. Оценка остаточного ресурса технологического оборудования поизменению его выходных параметров

Прил.1. Примеры расчетовостаточного ресурса оборудования

Прил.3. Примеры нормирования показателей надёжности химическогооборудования

Прил.4 . Контроль деформацииползучести котлов и труб паропроводов

Прил.5. Анализ повреждений металла

РД 26.260.225-2001 . не найдено

КОРПУСА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОСУДОВ И АППАРАТОВ. ТЕХНОЛОГИЯ, МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА

Стандарты ассоциаций (СА)

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СОСУДОВ И АППАРАТОВ. ТОМ 1. РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СОСУДОВ

Введение:
- определение низшей собственной частоты колебаний колонного аппарата используется метод Рэлея ;
- «в случае, когда ограничения условий применения той или иной методики не могут быть соблюдены, целесообразно воспользоватьсячисленными методами расчета сосудов и аппаратов, реализуемых МКЭ»
(п.16.1: «многие сосуды и аппараты, вследствии сложности конструкции или условий наружения, не могут быть рассчитаны в строгом соответствии с НД»/
стр.206, табл.16.1 : допускаемые напряжения для расчетных напряжений.

Стандарты острослевые (СТО)

ТРУБНЫЕ ПЕЧИ, РЕЗЕРВУАРЫ, СОСУДЫ И АППАРАТЫ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ И НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИЧЕСКОМУ НАДЗОРУ, РЕВИЗИИ И ОТБРАКОВКЕ

п.1 Трубные печи
п.2. Стальные вертикальные резервуары
п.2.6 . Допускаемые отклонения и нормы отбраковки элементов резервуара
п.2.6.5 : необходимо подтверждение расчетом допуска к эксплуатации резервуара с дефектом до очередного ремонта
п.2.6.9 :
- определение отбраковочной толщины по ф.2.1 и условиям;
- расчет на устойчивость;
- при изменении исходных параметров эксплуатации необходимо произвести уточненный расчет отбраковочных величин стенки;
- если при испытании отбраковочные толщины окажутся больше фактических, то испытание проводить при сниженном уровне налива воды, определяемом расчетом.
- при необходимости должен проводиться расчет отбраковочных величин стенки резервуара с учетом сейсмостойкости
п.2.6.10 : - эксплуатационных нагрузок определяется расчетом
п.2.6.17 :
- отбраковочные толщины патрубков штуцеров табл. 2.8.
- для крышек люков и штуцеров минимальная отбраковочная толщина определяется расчетом на прочность. Отбраковочная толщина для укрепколец равна проектной толщине за вычетом прибавки на коррозию.
прил. Н : при расчете на прочность и определении отбраковочных величин сварных листовых элементов резервуаров в расчетные формулы необходимо использовать коэффициенты прочности сварных соединений (фи).
п.3. Сосуды и аппараты
п.3.2.1: // Много ссылок на НТД.
п.3.4.7 : возможность эксплуатации сосуда с дефектами при пониженных параметрах должна быть подтверждена расчетом;
п.п.3.5.23, 3.5.24 : для сосудов, для которых невозможно проведение гидравлического испытания или невозможно проведение как внутреннего осмотра, так и гидравлического испытания при техническом освидетельствовании необходимо проведение расчета на прочность основных несущих элементов (корпуса, днища);
п.3.6 . Нормы отбраковки
п.3.6.1 . Элементы сосудов (в том числе и литых), определяющие их прочность, должны отбраковываться:
а) если при толщинометрии выявится, что под действием коррозии и эрозии уменьшилась толщина металла крышек, заглушек, стенки обечаек корпуса, штуцеров и др. до значений, определенных расчетами по действующим методикам или по паспорту, с учетом всех действующих нагрузок (внутреннего или наружного давления, весовых, ветровых, сейсмических, температурных и пр.) без учета прибавки на коррозию (отбраковочный размер);
б) если расчетная толщина стенки (без учета прибавки на коррозию) оказалась меньше величины, указанной ниже, то за отбраковочный размер принимается величина:
- для обечаек и днищ сосудов - 4 мм.
- для сосудов с исполнительной толщиной 4 мм и менее отбраковочный размер может быть снижен по заключению специализированной организации;
- допустимое отклонение от вертикали образующей сосуда (3.6.3)
- для кожухотрубчатых теплообменных аппаратов отбраковочная толщина стенки в табл. 3.1;
- для патрубков - табл. 3.2.
Щ.6. Гидравлическое испытание вертикально устанавливаемых сосудов допускается проводить в горизонтальном положении при условии обеспечения прочности корпуса сосуда, для чего расчет на прочность должен быть выполнен разработчиком проекта сосуда с учетом принятого способа опирания в процессе гидравлического испытания.
Щ.7 . Гидравлическое испытание сосудов колонного типа может производиться в горизонтальном положении лишь в тех случаях, когда расчетом на прочность будет установлено, что при пробном давлении напряжения во всех элементах сосудов не будут превышать 90% предела текучести для данной марки стали.

Балки рассчитывают на прочность по наибольшим нормальным напряжениям, возникающим в их поперечных сечениях. При поперечном изгибе балок наряду с нормальными возникают и касательные напряжения, обусловленные наличием поперечной силы, но они в подавляющем большинстве случаев невелики и при расчетах на прочность не учитываются.

Прочность балки обеспечена, если наибольшие по абсолютному значению нормальные напряжения, возникающие в опасном сечении , не превышают допустимых. Для балки, поперечные размеры которой по всей длине постоянны, опасное сечение то, в котором возникает наибольший по модулю изгибающий момент. Наибольшие нормальные напряжения возникают в точках опасного поперечного сечения, максимально удаленных от нейтральной оси. Эти точки принято называтьопасными . Значения максимальных напряжений в опасных точках найдем по формуле :
,
где и - расстояния от нейтральной оси до наиболее удаленных точек соответственно в растянутой и сжатой зонах сечения.

Если материал балки хрупкий, например закаленная сталь, чугун, текстолит и др., то расчет на прочность при изгибе проводят по напряжениям растяжения и сжатия. У хрупких материалов предел прочности при сжатии выше предела прочности при растяжении . Следовательно, поперечным сечениям балок из хрупких материалов целесообразно придавать асимметричную форму относительно нейтральной оси (рис. 1 ) и располагать балку так, чтобы большая часть материала находилась в растянутой зоне.

Таким образом, при расчетах балок из хрупкого материала используются два условия прочности:
для растянутой зоны ;
для сжатой зоны .

Причем наилучшее использование материала происходит при форме сечения, удовлетворяющей условию .

При расчете балок из пластичных материалов, например коуглеродистой стали или цветных металлов, допускаемые напряжения растяжения и сжатия одинаковы: . Поэтому для таких балок целесообразными являются сечения, симметричные относительно нейтральной оси (рис. 2 ), так как в этом случае наиболее удаленные точки в растянутой и сжатой зонах сечения располагаются на одинаковом расстоянии y = h/2 от нейтральной оси. И, следовательно, .

Разделим числитель и знаменатель правой части этого равенства на h/2 : .

Величина , выражаемая в или , называется моментом сопротивления сечения при изгибе .
Для прямоугольного сечения (рис. 2 ), размеры которого , момент сопротивления .
Для круглого сечения .

Наиболее экономичными при изгибе являются такие формы сечения, при которых материал бруса расположен как можно дальше от нейтральной оси. У таких брусьев при наименьшей затрате материалов получается наибольший момент сопротивления . Поэтому и возникли профили стандартного проката (рис. 2 ), все необходимые геометрические характеристики которых содержатся в ГОСТ 8239-72 "Сталь горячекатаная. Балки двутавровые", ГОСТ 8240-72 "Швеллеры".

Таким образом, наибольшие напряжения растяжения или сжатия в симметричном относительно нейтральной оси сечения находят по формуле и условие прочности балки из пластичного материала имеет вид , исходя из которого выполняют три вида расчетов.

Величину напряжения в растянутом или сжатом стержне обычно принимают за основной критерий для суждения о прочности той конструкции, элементом которой служит данный стержень. Поэтому расчет фермы, например, сводится к тому, чтобы определить усилия во всех элементах и, зная площади сечений, найти напряжения по формуле

Величину действующего напряжения сравнивают с так называемым допускаемым напряжением, которое принято обозначать буквой а в прямых скобках; условие обеспечения прочности будет

Допускаемое напряжение выбирается в зависимости от материала и условий службы данного сооружения. Если речь идет о пластическом материале, например стали, то, очевидно, допускаемое напряжение не должно превышать предела текучести. В то же время допускаемое напряжение нельзя принимать равным пределу текучести, необходимо иметь некоторый запас прочности на случай перегрузок в процессе эксплуатации, неточного изготовления стержня (сечение меньше, чем предусмотрено чертежом), отклонения свойств примененного материала от тех свойств, которые установлены при испытании образца, и так далее. Поэтому для пластических материалов принимают:

Здесь - коэффициент запаса прочности по отношению к пределу текучести; этот коэффициент всегда больше, чем единица. В строительных металлических конструкциях, например, обычно .

Хрупкие материалы, такие как чугун, бетон, естественные и искусственные камни и другие, не обнаруживают заметных остаточных деформаций, они разрушаются сразу, лишь только напряжение достигнет величины так называемого предела прочности или временного сопротивления . Для таких материалов

Здесь - запас прочности по отношению к временному сопротивлению.

Вообще, если принять условно за разрушающее напряжение то напряжение, при котором становится невозможным выполнение конструктивной функции изделия, то допускаемое напряжение есть результат деления разрушающего напряжения на коэффициент запаса прочности.

Вопросу о рациональном выборе коэффициента запаса прочности посвящена обширная литература. Важность его чрезвычайно велика, так так снижение коэффициента запаса означает экономию материала и расширение технических возможностей. Мы вернемся к этому вопросу впоследствии, а пока заметим, что для строительных конструкций нормы допускаемых напряжений узаконены и являются обязательными при всяком строительном проектировании.

В машиностроении, вследствие большого разнообразия применяемых материалов и типов нагрузки, узаконенные общеобязательные нормы отсутствуют, однако отдельные ведомства, крупные заводы и проектные организации обычно имеют свои нормы допускаемых напряжений, которые вырабатываются с учетом производственного опыта.

Если допускаемое напряжение известно, то расчет на прочность сводится к обеспечению выполнения неравенств:

Заметим, что расчет на прочность при сжатии по приводимой формуле действителен только для коротких стержней; желая рассчитывать по этой формуле длинные стержни, нужно значительно уменьшать величину допускаемого напряжения (см. гл. XII, § 142).

ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ
начальный этап проектирования конструкции, на котором определяются действующие на нее силы.
Соотношение между расчетом и проектированием. Главная задача здесь - подобрать наиболее подходящие материалы и размеры для элементов конструкции так, чтобы последние надежно выдерживали те нагрузки, которые будут действовать на них во время работы конструкции. Здание или мост собирается из таких основных элементов конструкции, как балки и сжатые или растянутые стержни. Чтобы можно было рассчитать элементы, из которых будет состоять мост, инженер должен сначала определить нагрузки и оценить различные связанные с ними эффекты. Например, чтобы рассчитать стальную балку, нужно сначала определить нагрузки и реакции, действующие силы и моменты и точки их приложения. Если проектируется ферма (состоящая из сжатых и растянутых стержней), то нужно определить нагружение каждого стержня. На этом этапе проектирования, называемом предварительным прочностным расчетом, балка и ферма существуют лишь в виде линейных (одномерных) диаграмм. На следующем этапе определяются пропорции и выбираются размеры. При этом, однако, проектировщик не анализирует распределение напряжений и деформаций внутри элементов конструкции. Максимально допустимые напряжения для каждого материала, например среднеуглеродистой стали, предписываются соответствующими нормативами. Руководствуясь ими, проектировщик рассчитывает элементы конструкции так, чтобы эти максимально допустимые напряжения не были превышены в наиболее нагруженных сечениях.
Основные факторы прочностного расчета. Равновесие сил. Важнейшую роль в прочностном расчете конструкции играет закон равновесия сил. Инженер-прочнист занимается в основном проектированием конструкций, выдерживающих действие различных эксплуатационных нагрузок. Хотя силы и моменты могут создаваться не только статическими нагрузками, сама конструкция должна оставаться устойчивой. Следовательно, для элемента конструкции, лежащего в определенной плоскости и нагруженного в этой плоскости, силы должны уравновешиваться. Это выражается представленными ниже уравнениями для системы несходящихся (не пересекающихся в одной точке) сил, лежащих в одной плоскости:

Эти уравнения означают, что должны быть уравновешены: 1) сумма горизонтальных составляющих сил, 2) сумма вертикальных составляющих сил и 3) сумма моментов сил относительно любой точки в данной плоскости. Если конструкция статически определима, то уравнений (1)-(3) достаточно для анализа эффектов, связанных с данной системой сил. Если же число неизвестных сил или факторов больше трех, то такая система является статически неопределимой. Она может быть статически неопределимой относительно внешних нагрузок и реакций, как, например, неразрезная балка с двумя пролетами, или внутренне статически неопределимой, как, скажем, ферма с избыточными диагональными стержнями.
Статические и динамические нагрузки. Нагрузки, действующие на элементы конструкции, делятся на статические (или постоянные) и динамические (или временные). Статические нагрузки действуют в данном положении постоянно. Их часто называют гравитационными, поскольку они направлены по вертикали. К статическим нагрузкам относится вес настила моста, здания, механического оборудования, закрепленного на определенном месте. Динамические же нагрузки могут возникать, исчезать и изменять место своего приложения. Динамические нагрузки создают люди в зданиях, грузовые автомобили на мосту, станки в цеху, гидротурбина в машинном зале ГЭС. Такие более или менее упорядоченные динамические нагрузки нетрудно определить, но есть и другие динамические нагрузки, которые невозможно достоверно оценить заранее, например, обусловленные ветром, ударами, температурными колебаниями и землетрясениями. В этих случаях используются специальные методы прочностного расчета и коэффициенты запаса.
См. также
СТАТИКА ;
СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ .
ЛИТЕРАТУРА
Данилов В.К. Инженерная механика: основы расчета на прочность. Л., 1984 Писаренко Г.С. и др. Пластичность и прочность материалов при нестационарных нагружениях. Киев, 1984 Бабенков И.С. Основы статики и сопротивления материалов. М., 1988

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .

Смотреть что такое "ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ" в других словарях:

    Раздел механики твердого тела, изучающий напряжения и деформации, которые обусловлены силами, действующими на твердые тела элементы конструкции. Эту дисциплину можно характеризовать и как науку о методах расчета элементов конструкции на прочность … Энциклопедия Кольера

    Раздел механики, предметом которого являются материальные тела, находящиеся в состоянии покоя при действии на них внешних сил. В широком смысле слова статика это теория равновесия любых тел твердых, жидких или газообразных. В более узком… … Энциклопедия Кольера

    Инженер прочнист специалист с высшим техническим образованием в задачи которого входит проверка конструкции (деталей, узлов, агрегатов, машин, механизмов, изделий и пр.) на прочность, жесткость, долговечность и ресурс. Содержание 1 Должностные… … Википедия

    Требования - 5.2 Требования к вертикальной разметке 5.2.1 На поверхность столбиков, обращенную в сторону приближающихся транспортных средств, наносят вертикальную разметку по ГОСТ Р 51256 в виде полосы черного цвета (рисунки 9 и 10) и крепят световозвращатели … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    класс - 3.7 класс: Совокупность подобных предметов, построенная в соответствии с определенными правилами.

Cтраница 1


Прочностные расчеты - дело конструктора, научная база рассматривается в курсе Прикладной механики; курс ПАХТ эти моменты не затрагивает.  

Прочностные расчеты являются необходимым элементом проектирования трубопроводов. При трассировке горячих трубопроводов должна быть обеспечена достаточная гибкость их конфигурации, позволяющая компенсировать температурные удлинения трубопровода, а также смещения присоединительных штуцеров аппаратов, вызванные их нагревом. Прочностный расчет дает возможность подобрать конфигурацию трубопровода с достаточной компенсирующей способностью и в то же время избежать излишнего усложнения трубопровода и перерасхода материала. После выбора трассы трубопровода необходимо расставить опоры так, чтобы они воспринимали вес трубопровода и не снижали его компенсирующей способности. Прочностной расчет позволяет правильно выбрать точки расстановки опор, их тип и характеристики. Иногда невозможно обеспечить требуемую гибкость трубопровода, и его компенсирующая способность оказывается недостаточной. В частности, такая ситуация возможна при прокладке трубопроводов большого диаметра. В таком случае приходится включать в трубопровод линзовые (волнистые) компенсаторы: осевые, шарнирные, со стяжками.  

Прочностные расчеты при проектировании кулачковых механизмов, как правило, являются проверочными. Проверке подвергаются рабочие поверхности кулачка и ролика и ось ролика.  

Прочностные расчеты выполняются на основе методов сопротивления материалов с учетом особенностей ЭМУ как объекта конструирования для различных деталей и узлов.  


Прочностные расчеты узлов и деталей устройств интенсификации процессов очистки выполняют, пользуясь общепринятыми методиками курса сопротивления материалов.  

Прочностные расчеты узлов и деталей одно - и двухчервячных прессов выполняют после предварительного расчета технологических параметров: мощности привода, потребляемой червяком, гидравлического сопротивления формующих головок, осевого усилия на червяке, частоты вращения рабочих органов.  


Прочностные расчеты после определения нагрузок выполняют по формулам сопротивления материалов. Наряду с расчетными случаями, широко известными в практике машиностроения, расчет некоторых элементов манипулятора вызывает трудности. С достаточной точностью можно считать, что наружные элементы рычага описаны дугами концентрических окружностей.  

Прочностные расчеты конструкции выполняются обычно для определения степени соответствия принятых технических решений предъявляемым требованиям в условиях воздействия различных статических и динамических нагрузок. Эти вопросы являются основными при расчетах на прочность термоэлектрических батарей и устройств. Однако их решение связано с дополнительными требованиями, которые обусловливаются тем, что термоэлемент и термоэлектрическая батарея являются участком электрической цепи. В связи с этим величина допускаемых напряжений должна устанавливаться не только в целях предотвращения разрушения термоэлементов, но и для полного исключения возможности появления микротрещин, которые могут стать причиной значительного возрастания омического сопротивления.  

Прочностный расчет протяжек ведется на растяжение. Допускаемое напряжение в опасном сечении протяжек на растяжение зависит от ее конфигурации.  

Прочностный расчет протяжек ведется на растяжение.  



erkas.ru - Обустройство лодки. Резиновые и пластиковые. Моторы для лодок