ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ И ПРОМЫШЛЕННЫЙ НАДЗОР РОССИИ

(ГОСГОРТЕХНАДЗОР РОССИИ)

 

 

НОРМЫРАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ

ИТРУБОПРОВОДОВ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

 

РД 10-249-98

 

Датавведения 2001-09-01

 

 

УТВЕРЖДЕНЫпостановлением Госгортехнадзора России от 25.08.1998 № 50, с Изменением № 1(РДИ 10-413(249)-01), утвержденное постановлением Госгортехнадзора России от13.07.01 № 31.

 

Редакционнаяколлегия: В.С. Котельников, Н.А. Хапонен, А.А. Шельпяков (ГосгортехнадзорРоссии)

Ю.К.Петреня, Е.Э. Гильде, А.В. Судаков, А.А. Чижик, И.А. Данюшевский, П.В. Белов,А.М. Рейнов (АООТ НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова)

 

Нормырасчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей водыраспространяются на паровые котлы и паропроводы с избыточным рабочим давлениемболее 0,07 МПа и на водогрейные котлы и трубопроводы горячей воды стемпературой свыше 115 °С.

Допускаетсяприменение Норм при расчете сосудов энергомашиностроения и корпусов арматурытепловых электростанций и других установок.

Нормы нераспространяются на котлы, трубопроводы, встроенные и автономныепароперегреватели и экономайзеры, устанавливаемые на морских и речных судах ина других плавучих средствах или объектах подводного применения, а также наподвижном составе железнодорожного, автомобильного и гусеничного транспорта, ина котлы с электрическим обогревом.

Для котлов итрубопроводов, находящихся в эксплуатации, в процессе монтажа или изготовленияили оконченных проектированием до введения настоящих Норм, переоформлениерасчетов на прочность в соответствии с новыми нормами не требуется.

 

 

1. ОБЩИЕПОЛОЖЕНИЯ

 

НастоящиеНормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячейводы распространяются на паровые котлы и паропроводы с рабочим давлением более0,07 МПа и на водогрейные котлы и трубопроводы горячей воды с температуройсвыше 115 °С:

на котлы стопкой, котлы-утилизаторы, энерготехнологические котлы и др.;

навстроенные и автономные пароперегреватели и экономайзеры;

натрубопроводы пара и горячей воды в пределах котла, включая опускные трубы,соединительные трубы и стояки;

натрубопроводы пара и горячей воды любого назначения;

на сосуды,подключенные к тракту котла (пароохладители, сепараторы и др.).

Допускаетсяприменение Норм при расчете сосудов энергомашиностроения и корпусов арматурытепловых электростанций и других установок.

Нормы нераспространяются на котлы, трубопроводы, встроенные и автономныепароперегреватели и экономайзеры, устанавливаемые на морских и речных судах ина других плавучих средствах или объектах подводного применения, а также наподвижном составе железнодорожного, автомобильного и гусеничного транспорта, ина котлы с электрическим обогревом.

Нормы должныприменяться совместно с Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровыхи водогрейных котлов (ПГК-93), Правилами устройства и безопасной эксплуатациитрубопроводов пара и горячей воды (ПГТ-94) и Правилами устройства и безопаснойэксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96). 

Для котлов итрубопроводов, находящихся в эксплуатации, в процессе монтажа или изготовленияили оконченных проектированием до введения настоящих Норм, переоформлениерасчетов на прочность в соответствии с новыми нормами не требуется.

 

1.1.Основные условные обозначения

 

1.1.1. Вформулах приняты следующие обозначения, представленные в табл.1.1.

 

Таблица 1.1

 

Символ	Название	Единица измерения
1	2	3
p	Расчетное давление	МПа
ph	Пробное давление	МПа
t	Расчетная температура стенки	°С
ta	Температура наружной поверхности детали	°С
[t]	Допустимая температура наружной поверхности детали	°С
[s]	Номинальное допускаемое напряжение при расчетной температуре стенки	МПа
[s]h	Допускаемое напряжение при гидравлическом испытании	МПа
sB/t; sB	Временное сопротивление металла разрыву при расчетной температуре и при 20 °С соответственно	МПа
s0,2/t; s0,2	Условный предел текучести металла при остаточной деформации 0,2% при расчетной температуре и при 20 °С соответственно	МПа
s0,1/t	Условный предел текучести металла при остаточной деформации 1% при расчетной температуре	МПа
sT/t	Предел текучести при расчетной температуре	МПа
, , ,	Условный предел длительной прочности при растяжении на ресурс 104, 105, 2·105 и 3·105 ч соответственно	МПа
	Условный предел ползучести при растяжении, обусловливающий деформацию в 1% за 105 ч	МПа
s	Номинальная толщина стенки детали	мм
sR	Расчетная толщина стенки детали	мм
st	Фактическая толщина стенки детали	мм
c	Суммарная прибавка к расчетной толщине стенки	мм
c1, c2	Производственная и эксплуатационная прибавки к расчетной толщине стенки соответственно	мм

 

1.2. Областьприменения

 

1.2.1.Приведенные в Нормах методы расчета на прочность применимы при соблюденииследующих условий:

конструкция,материалы, изготовление, контроль, монтаж и ремонт котла, трубопровода и ихдеталей, работающих под давлением, удовлетворяют соответствующим требованиямПравил (ПГК-93, ПГТ-94, ПБ 10-115-96);

эксплуатациякотла и трубопровода удовлетворяет требованиям не ниже требований правилтехнической эксплуатации, согласованных с Госгортехнадзором России (далее -госгортехнадзором), например "Правил технической эксплуатацииэлектрических станций и сетей";

при монтаже,эксплуатации и ремонте обеспечено выполнение инструкций и указанийпредприятия-изготовителя.

1.2.2. Прирасчете деталей, конструкция которых, способы изготовления и условияэксплуатации отличаются от общепринятых, установленных соответствующимиПравилами, необходимо вводить коррективы, учитывающие особенности изготовленияи эксплуатации. Для деталей, подверженных частым сменам нагрузки или колебаниямтемпературы, должны выполняться поверочные расчеты на малоцикловую усталость.

1.2.3.Прочность деталей, методы расчета которых в Нормах не приводятся, должна бытьподтверждена изготовителем в результате проведения испытаний моделей илиобразцов либо расчетами на прочность, согласованными со специализированныминаучно-исследовательскими организациями. При этом должно быть обеспеченособлюдение запасов прочности не менее установленных настоящими Нормами.

1.2.4.Методика расчетов на прочность, приведенная в Нормах, предусматриваетвыполнение расчетов в прямом и обратном порядке. При прямом порядке расчетовопределяется номинальная или допустимая толщина стенки по заданному илипринятому расчетному давлению, при обратном порядке расчета определяетсявеличина допустимого давления по фактической или номинальной толщине стенки.Обратный порядок расчета может быть назван контрольным расчетом. Выбор порядкарасчета должен производиться организацией, выполняющей расчет.

В Нормах неприводятся последовательность и методика поверочного расчета, основной задачейкоторого является обоснование расчетного ресурса эксплуатации. Однако вповерочном расчете должны использоваться значения номинальных допускаемыхнапряжений и основные расчетные формулы и зависимости, приведенные в разделах3, 4 данных Норм.

 

1.3.Расчетное давление

 

1.3.1. Подрасчетным давлением p следует понимать избыточноедавление рабочей среды, по которому производится расчет на прочность даннойдетали.

Расчетноедавление должно приниматься конструкторской организацией в целях обеспечениярасчетом на прочность, выполняемым этой организацией, надежности детали вусловиях испытаний и эксплуатации.

Расчетноедавление должно быть равно максимальному давлению рабочей среды, возможному дляданной детали в нормальных условиях эксплуатации, или больше его. Необходимостьпревышения расчетного давления над рабочим, а также размеры этого превышениядолжны определяться конструкторской организацией с учетом особенностиконструкции котла и его комплектации (например, предохранительными клапанами),назначения котла и опыта эксплуатации котла данного типа.

1.3.2.Расчетное давление детали котла p следуетпринимать равным расчетному давлению рабочей среды на выходе из котла(перегревателя), увеличенному на потерю давления от гидравлическогосопротивления на участке между расчетной деталью и выходом рабочей среды изкотла. Потеря давления должна определяться при максимальном расходе среды.

Дляэлементов, заполненных водой, следует прибавить гидростатическое давлениестолба воды, расположенного над нижней частью расчетного элемента.

Гидростатическоедавление и потери гидравлического сопротивления принимаются в расчет, если ихсумма равна или более 3% расчетного давления.

1.3.3.Расчетное давление рабочей среды на выходе из котла должно приниматься равнымноминальному давлению при номинальной температуре и паропроизводительности (илиноминальном расходе воды для водогрейного котла), увеличенному на положительноеотклонение, вызванное регулированием величины номинального давления, если этоотклонение превышает 3%.

1.3.4.Расчетное давление в трубах поверхностей нагрева или трубопроводах принимаетсяравным давлению рабочей среды на входе в рассчитываемый пакет или трубопровод(в соответствующем коллекторе, барабане котла или полости теплообменника).

1.3.5.Расчетное давление в чугунных экономайзерах следует определять в соответствии сп.1.3.2; при этом оно должно быть не менее расчетного давления в котле,увеличенного на 25%.

1.3.6.Кратковременное повышение давления при полном открытии предохранительныхклапанов в расчете допускается не учитывать, если при максимальнойпроизводительности котла оно не превышает 10% рабочего давления. Если этоусловие не соблюдается, то расчетное давление должно приниматься равным 90%давления при полном открытии предохранительных клапанов.

1.3.7.Расчетное давление в трубопроводах воды после насосов должно приниматься равным90% максимального давления, создаваемого насосами при закрытых задвижках.

1.3.8. Вовсех случаях величина расчетного давления должна приниматься не менее 0,2 МПа.

 

1.4.Расчетная температура

 

1.4.1. Подрасчетной температурой стенки t следует понимать температуруметалла, по которой выбирается величина допускаемого напряжения длярассчитываемой детали котла или трубопровода.

1.4.2.Расчетную температуру стенки деталей, не обогреваемых горячими газами илинадежно изолированных от обогрева извне, следует принимать равной температуресодержащейся в ней рабочей среды без учета допусков по отклонению температурырабочей среды от номинальной, установленных ГОСТ 3619, ГОСТ 21563, ГОСТ 22530.

Деталисчитаются надежно изолированными, если обеспечены условия, при которыхповышение средней температуры стенки от тепловосприятия извне не будетпревышать 5 °С.

Для экрановэто условие соблюдается, если просвет между экранными трубами или междуплавниками труб не превышает 3 мм.

1.4.3. Зарасчетную температуру стенки обогреваемых деталей следует приниматьсреднеарифметическое значение температур наружной и внутренней поверхностистенки в наиболее нагретой части детали, определенных теплотехническим расчетомили измерением.

1.4.4.Расчетную температуру стенки необогреваемых деталей котлов и трубопроводовследует принимать равной температуре среды на входе в расчетный элемент (приотсутствии внутри детали греющих теплообменников или при размещении в нейохлаждающего теплообменника) или равной температуре среды на выходе из детали(при размещении в ней греющих теплообменников).

1.4.5. Еслиизбыточное давление горячих газов превышает 0,1 МПа, то расчетная температурастенки обогреваемых деталей должна приниматься по тепловому расчету или поданным измерений температуры.

1.4.6.Расчетную температуру стенки деталей котлов и трубопроводов в пределах котласледует принимать не менее 250 °С.

Допускаетсяпринимать расчетную температуру стенки необогреваемых деталей котлов итрубопроводов ниже 250 °С по согласованию со специализированныминаучно-исследовательскими организациями.

 

1.5. Толщинастенки и прибавки

 

1.5.1.Расчетная толщина стенки s_R,вычисленная по формулам раздела 3 настоящих Норм, должна определяться позаданным значениям расчетного давления и номинального допускаемого напряжения сучетом ослабления отверстиями и (или) сварными соединениями.

1.5.2.Номинальная толщина стенки  должнаприниматься по расчетной толщине стенки с учетом прибавок, указанных в пп.1.5.5и 1.5.6, с округлением до ближайшего большего размера, имеющегося в сортаментетолщин соответствующих полуфабрикатов. Допускается округление в меньшую сторонуне более 3% принятой окончательно номинальной толщины стенки.

1.5.3.Допустимая толщина стенки [s] должна определяться порасчетной толщине стенки с учетом эксплуатационной прибавки c₂,определяемой согласно пп.1.5.5 и 1.5.7.

1.5.4.Фактическая толщина стенки s_f, полученнаянепосредственными измерениями толщины готовой детали при операционном и (или)эксплуатационном контроле, должна быть не менее допустимой толщины стенки.Точность измерительного прибора, используемого при определенииs_f, следует учитывать, если его погрешность превышает 1%.

1.5.5. Поназначению прибавки к расчетной толщине стенки следует подразделять:

на прибавку c₁(производственная прибавка), компенсирующую возможное понижение прочностидетали в условиях изготовления детали за счет минусового отклонения толщиныстенки полуфабриката, технологических утонений и др.;

на прибавку c₂(эксплуатационная прибавка), компенсирующую возможное понижение прочностидетали в условиях эксплуатации за счет всех видов воздействия: коррозии,механического износа (эрозии) и др.

Утонение врезультате абразивного износа труб учтено в приводимых значениях прибавки c₂ только привыборе скорости газов, ограничивающих чрезмерный износ согласно "Тепловомурасчету котельных агрегатов. Нормативный метод" (далее - "Тепловойрасчет"). При большем износе прибавка на утонение из-за абразивного износадолжна приниматься согласно "Тепловому расчету".

Суммаприбавок c = c₁ +c₂ должна бытьне менее минимальных значений, указанных в разделе 3 и относящихся к расчетуконкретных деталей.

1.5.6.Производственная прибавка c₁ состоит изприбавки, компенсирующей минусовое отклонение c₁₁, и технологической прибавки c₁₂:с₁= с₁₁ + с₁₂.

Значениеприбавки с₁₁ следует определять по предельному минусовомуотклонению толщины стенки, установленному стандартами или техническимиусловиями на полуфабрикаты; значение прибавки с₁₂ должноопределяться технологией изготовления детали и принимается по техническимусловиям на изделие.

Для прямыхтруб и обечаек, подвергающихся на предприятии-изготовителе механическойобработке, с₁₁ = 0; для деталей, деформирование которых приизготовлении не приводит к ослаблению стенки заготовки, с₁₂ =0.

1.5.7.Эксплуатационная прибавка состоит из прибавок, компенсирующих понижениепрочности по пароводяной стороне с₂₁ и со стороны газов с₂₂.

Значениеприбавки с₂₁ для всех обогреваемых и необогреваемых деталейиз аустенитных сталей, а также для труб наружным диаметром 32 мм и менее изуглеродистой и теплоустойчивой сталей равно нулю. Для остальных деталей (трубнаружным диаметром более 32 мм, коллекторов, барабанов, фасонных деталей итрубопроводов и других, изготовляемых из углеродистой и теплоустойчивой сталей)значение прибавки с₂₁ на расчетный ресурс 10⁵ чдолжно определяться по табл.1.2.

 

Таблица 1.2

 

Прибавка с₂₁,мм

 

Рабочая среда	Трубы диаметром свыше 32 до 76 мм включительно	Остальные детали
Вода, пароводяная смесь, насыщенный пар	0,5	1,0
Перегретый пар	0,3	0,5
Среда сверхкритических параметров	-	0,3

 

Примечание. Для гибов опускных,водоперепускных и необогреваемых труб для пароводяной смеси и насыщенного паранаружным диаметром более 76 мм при рабочем давлении котла от 8 до 20 МПаследует принимать прибавку с₂₁ от 1 до 3 мм в зависимости отопыта эксплуатации котла данного типа; для труб наружным диаметром 133 мм иболее использование прибавки с₂₁ менее 3 мм должно бытьсогласовано со специализированными научно-исследовательскими организациями.

 

Прирасчетном ресурсе более 10⁵ ч прибавку с₂₁ следуетувеличить с учетом скорости коррозии; при ресурсе до 2·10⁵ чдопускается принимать (впредь до уточнения) значение этой прибавки такой, какпри ресурсе 10⁵ ч.

Прирасчетном ресурсе менее 10⁵ ч прибавку с₂₁допускается принимать уменьшенной пропорционально ресурсу.

Значениеприбавки с₂₂ для необогреваемых деталей равно нулю.

Значениеприбавки с₂₂ для обогреваемых деталей должно приниматься взависимости от температуры наружной поверхности детали, вида топлива и металладетали. Для определения прибавки с₂₂ температура наружнойповерхности детали должна сравниваться с допустимой температурой, значениякоторой приведены в табл.1.3. Расчетная температура наружной поверхностиобогреваемых деталей, определяемая по тепловому расчету с учетом тепловой игидравлической неравномерности, но без учета временного увеличениянеравномерности обогрева, не должна превышать значений допустимой температуры [t].

Таблица 1.3

 

Допустимаятемпература наружной поверхности с учетом

продуктовсгорания [t], °С

 

Марка стали	Высокосернистые и сернистые мазуты	Эстонские сланцы	Остальные энергетические топлива, кроме новых
10	450	400	450
20	500	450	500
12ХМ, 12МХ, 15ХМ, 10СrМо910 (хролой)	550	530	550
12Х1МФ, 12Х2МФСР	585	540	585
12Х2МФБ	585	545	600
12Х11В2МФ	620	560	630
12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т	610	610	640

 

Примечание. Допустимая температуранаружной поверхности экранных труб из стали 12Х1МФ, расположенных в зонемаксимальных тепловых нагрузок более 407 кВт/м² (350·10³ ккал/(м²·ч), при сжигании сернистыхмазутов не должна превышать 545 °С с учетом запаса на межпромывочный период.

 

Длянеобогреваемых участков труб из стали марок 12Х1МФ, 12Х2МФСР и 12Х2МФБ,соединяющих трубы поверхности нагрева из аустенитной стали с коллекторами излегированной стали, допускается температура стенки до 600 °С.

Значениеприбавки с₂₂ для ресурса 10⁵ ч должноприниматься минимальным из условий:

притемпературе наружной поверхности t_a< ([t]-40)°С

c₁+ c₂ ³ 0,5 мм;

притемпературе согласно условию ([t] - 40) °C< t_a £ [t]

c₁+ c₂ ³ 1,0 мм.

Дляобогреваемых углеродистых труб общего назначения (например, из стали марки Ст3)прибавка c₂₂ должнаприниматься не менее 0,4 мм независимо от температуры стенки, марки стали икатегории качества.

Для сталимарки 12Х18Н12Т при сжигании высокосернистых и сернистых мазутов и для сталеймарок 12Х1МФ, 12Х2МФСР и 12Х2МФБ при сжигании эстонских сланцев допускаетсятемпература наружной поверхности деталей выше допустимой, но не более значенийтемпературы, установленных для остальных энергетических топлив, при условииувеличения значения прибавки c₂₂ на 0,5 мм впервом случае и на 0,3 мм во втором на каждые 10 °С повышения температуры.

Для ресурсаэксплуатации менее 10⁵ ч значениеприбавки c₂₂ кфактической толщине стенки допускается принимать пропорционально отношениюданного ресурса к ресурсу в 10⁵ ч.

При выборерасчетной температуры наружной поверхности труб экранов котлов сверхкритическихпараметров следует учитывать повышение этой температуры в течениемежпромывочного периода.

Для труб,находящихся в теплом ящике энергетического котла, значения прибавки с₂₂должны приниматься равными 0,5 значения, определяемого для обогреваемых трубпри той же расчетной температуре наружной поверхности.

Расчетнаятемпература стенок труб в теплом ящике должна приниматься равной температурерабочей среды с учетом неравномерностей ее распределения.

1.5.8. Привычислении и измерении толщины стенки в документацию следует записыватьзначение с округлением до 0,1 мм.

 

2.ДОПУСКАЕМОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

 

2.1. Подноминальным допускаемым напряжением [s] следует понимать величинунапряжения, используемую для определения расчетной толщины стенки детали илидопустимого давления по принятым исходным данным и марке металла.

Приведенныев настоящих Нормах допускаемые напряжения и указания по их выбору применимы прииспользовании металлов и полуфабрикатов, которые разрешены Правиламигосгортехнадзора.

Уровеньрасчетных характеристик используемых металлов и полуфабрикатов должен бытьподтвержден статистической обработкой данных испытаний, периодическим контролемкачества продукции не реже одного раза в 5 лет и положительным заключениемспециализированной научно-исследовательской организации в соответствии стребованиями Правил госгортехнадзора.

2.2.Номинальные допускаемые напряжения для катаной или кованой стали марок, широкоиспользуемых в котлах и трубопроводах, следует принимать по табл.2.1-2.5.

 

Таблица 2.1

 

Номинальныедопускаемые напряжения [s] для углеродистой и

марганцовистойсталей, не зависящие от расчетного ресурса, МПа

 

	Марка стали
t, °С	Ст2кп	Ст3кп	Ст2сп, Ст2пс	Ст3сп, Ст3пс	Ст4пс, Ст4сп	С3Гпс	22К	14ГНМА	16ГНМ, 16ГНМА
От 20 до 50	124	133	130	140	145	150	170	180	190
150	106	115	112	125	129	134	155	179	181
200		111	100	117	121	125	147	175	176
250	80	102	86	107	111	115	140	171	172
275				102	106	109	135	170	169
300			70		98	103	130	169	167
320							126	164	165
340							122	161	163
350							120	159	161
360								157	159
370								155	157
380								152	154

 

Таблица 2.2

 

Номинальныедопускаемые напряжения [s]

дляуглеродистой и марганцовистой сталей, МПа

 

	Марка стали
t, °С	08, 10, 12К					15, 15К, 16К				20, 20К, 18К
	Расчетный ресурс, ч
	104	105	2·105	3·105	104		105	2·105	104		105	2·105	3·105
1	2	3	4	5	6		7	8	9		10	11	12
От 20 до 100	-	130	-	-	-		140	-	-		147	-	-
200	-	120	-	-	-		130	-	-		140	-	-
250	-	108	-	-	-		120	-	-		132	-	-
275	-	102	-	-	-		113	-	-		126	-	-
300	-	96	-	-	-		106	-	-		119	-	-
320	-	92	-	-	-		101	-	-		114	-	-
340	-	87	-	-	-		96	-	-		109	-	-
350	-	85	-	-	-		93	-	-		106	-	-
360	-	82	-	82	-		90	-	-		103	-	103
380	-	76	76	71	-		85	85	-		97	97	88
400	73	73	66	60	80		80	72	92		92	78	71
410	70	68	61	55	77		72	65	89		86	70	63
420	68	62	57	50	74		66	58	86		79	63	56
430	66	57	51	45	71		60	52	83		72	57	50
440	63	51	45	40	68		53	45	80		66	50	44
450	61	46	38	35	65		47	38	77		59	46	39
460	58	40	33	29	62		40	33	74		52	38	34
470	52	34	28	24	54		34	28	64		46	32	28
480	45	28	22	18	46		28	22	56		39	27	24
490	39	24			40		24		49		33
500	33	20			34		20		41		26
510	26								35

 

Продолжениетабл.2.2

 

	Марка стали
t, °С	16ГС, 09Г2С			10Г2С1, 17ГС, 17Г1С, 17Г1СУ			15ГС
	Расчетный ресурс, ч
	104	105	2·105	104	105	2·105		104	105	2·105
1	2	3	4	5	6	7		8	9	10
От 20 до 100	-	170	-	-	177	-		-	185	-
200	-	150	-	-	165	-		-	169	-
250	-	145	-	-	156	-		-	165	-
275	-	140	-	-	150	-		-	161	-
300	-	133	-	-	144	-		-	153	-
320	-	127	-	-	139	-		-	145	-
340	-	122	-	-	133	-		-	137	-
350	-	120	-	-	131	-		-	133	-
360	-	117	-	-	127	-		-	129	-
380	-	112	112	-	121	121		-	121	121
400	107	107	95	113	113	96		113	113	96
410	104	97	83	107	102	85		107	102	85
420	102	87	73	102	90	75		102	90	75
430	98	76	63	97	78	65		97	78	65
440	95	68	55	92	70	55		92	70	55
450	89	62	46	88	63	46		88	63	46
460	83	54	38	82	54	38		82	54	38
470	71	46	32	71	46	32		71	46	32
480	60			60				60
490

 

Примечания: 1. Выше черты приведенызначения напряжений, определяемые по пределу текучести в зависимости оттемпературы.

2. Значения допускаемыхнапряжений в колонках для ресурса 10⁴ и 2·10⁵ ч, отмеченные выше чертызнаком "-", принимаются равными соответствующим значениям в колонкедля ресурса 10⁵ ч.

3. Значения допускаемыхнапряжений, указанные ниже черты, соответствуют работе элементов в условияхползучести и определены по пределу длительной прочности для соответствующегоресурса.

Таблица 2.3

 

Номинальныедопускаемые напряжения [s] для теплоустойчивой стали, МПа

 

	Марка стали
t, °С	12ХМ, 12МХ				15ХМ
	Расчетный ресурс, ч
	104	105	2·105	3·105	104	105	2·105	3·105
1	2	3	4	5	6	7	8	9
От 20 до 150	-	147	-	-	-	153	-	-
250	-	145	-	-	-	152	-	-
300	-	141	-	-	-	147	-	-
350	-	137	-	-	-	140	-	-
400	-	132	-	-	-	133	-	-
420	-	129	-	-	-	131	-	-
440	-	126	-	-	-	128	-	-
450	-	125	-	-	-	127	-	-
460	-	123	123	123	-	125	125	125
480	120	120	102	102	122	122	113	103
500	116	95	77	64	119	105	85	76
510	114	78	60	53	117	85	72	62
520	107	66	49	43	110	70	58	50
530	93	54	40	35	97	56	44	39
540	77	43			80	45	35	31
550	60				62	35	26	23
560					52	27
570					42	21
580
590
600
610
620

 

Продолжениетабл.2.3

 

	Марка стали
t, °С	12Х1МФ				12Х2МФСР				15Х1 М1Ф
	Расчетный ресурс, ч
	104	105	2·105	3·105	104	105	2·105	104		105	2·105	3·105
1	2	3	4	5	6	7	8	9		10	11	12
От 20 до 150	-	173	-	-	-	167	-	-		192	-	-
250	-	166	-	-	-	160	-	-		186	-	-
300	-	159	-	-	-	153	-	-		180	-	-
350	-	152	-	-	-	147	-	-		172	-	-
400	-	145	-	-	-	140	-	-		162	-	-
420	-	142	-	-	-	137	-	-		158	-	-
440	-	139	-	-	-	134	-	-		154	-	-
450	-	138	-	138	-	133	-	-		152	-	-
460	-	136	136	130	-	131	131	-		150	150	150
480	133	133	120	107	128	128	119	146		145	130	123
500	130	113	96	88	121	106	97	140		120	108	100
510	120	101	86	79	115	94	87	137		107	96	90
520	112	90	77	72	105	85	79	125		96	86	80
530	100	81	69	65	95	78	70	111		86	77	72
540	88	73	62	58	87	70	63	100		78	69	65
550	80	66	56	52	80	63	56	90		71	63	58
560	72	59	50	46	72	57	50	81		64	57	52
570	65	53	44	41	65	52	45	73		57	51	47
580	59	47	39	36	59	46	41	66		52	46	43
590	53	41	35	32	53	41	36	60		47	42	39
600	47	37	31	29	47	37	33	54		43	38	35
610	41	33			41	33	28	48		40
620	35				35			43

 

Примечания: 1. Выше черты приведенызначения напряжений, определяемые по пределу текучести в зависимости оттемпературы.

2. Значения допускаемыхнапряжений в колонках для ресурса 10⁴, 2·10⁵ и 3·10⁵ ч, отмеченные выше чертызнаком "-", принимаются равными соответствующим значениям в колонкедля ресурса 10⁵ ч.

3. Значения допускаемыхнапряжений, указанные ниже черты, соответствуют работе элементов в условияхползучести и определены по пределу длительной прочности для соответствующегоресурса.

 

Таблица 2.4

Номинальныедопускаемые напряжения [s]

длявысокохромистой и аустенитной сталей, МПа

 

	Марка стали
t, °С	12Х11В2МФ				12Х18Н12Т; 12Х18Н10Т					09Х14Н19В2БР, 09Х16Н14В2БР, 10Х16Н16В2МБР
	Расчетный ресурс, ч
	104	105	2·105	104		105	2·105	3·105	104		105	2·105
1	2	3	4	5		6	7	8	9		10	11
От 20 до 150	-	195	-	-		147	-	-	-		147	-
250	-	183	-	-		125	-	-	-		131	-
300	-	175	-	-		120	-	-	-		128	-
350	-	167	-	-		116	-	-	-		125	-
400	-	158	-	-		111	-	-	-		123	-
450	-	152	-	-		107	-	-	-		120	-
500	145	145	145	-		104	-	-	-		117	-
520	143	134	128	-		103	-	-	-		116	-
530	141	124	119	-		103	-	102	-		116	-
540	140	115	108	-		102	102	100	-		115	-
550	130	107	100	-		102	100	93	-		115	-
560	121	97	90	101		101	91	87	-		114	-
570	113	87	80	101		97	87	81	-		114	-
580	104	78	72	100		90	81	74	-		113	113
590	95	69	64	98		81	73	68	-		113	109
600	87	60	55	94		74	66	62	112		112	102
610	78	51	47	88		68	59	55	111		104	94
620	70	47	39	82		62	53	50	111		97	87
630	62	37	31	78		57	49	46	110		89	79
640	54	27	23	72		52	45	42	110		81	72
650	45	20		65		48	41	38	109		74	64
660	38			60		45	37		103		66	56
670	30			55		41	34		96		59	49
680				50		38	32		88		52	41
690				45		34	28		79		44	34
700				40		30	25		71		37	27

 

Примечания: 1. Выше черты приведенызначения напряжений, определяемые по пределу текучести в зависимости оттемпературы.

2. Значения допускаемыхнапряжений в колонках для ресурса 10⁴, 2·10⁵ и 3·10⁵ ч, отмеченные выше чертызнаком "-", принимаются равными соответствующим значениям в колонкедля ресурса 10⁵ ч.

3. Значения допускаемыхнапряжений, указанные ниже черты, соответствуют работе элементов в условияхползучести и определены по пределу длительной прочности для соответствующегоресурса.

 

Таблица 2.5

Рекомендуемая

 

Номинальныедопускаемые напряжения [s] для стали 10Х9МФБ, МПа

 

t, °С	Расчетный ресурс, ч
	104	105	2·105
1	2	3	4
От 20 до 150	-	167	-
250	-	160	-
300	-	157	-
350	-	154	-
400	-	151	-
450	-	148	-
470	-	147	147
480	146	146	143
490	145	138	132
500	145	127	122
520	127	108	102
540	109	90	83
550	100
560
570
580	78
590	71	58	53
600		52*
610	62*	50*
620	60*	48*
630	57*	45*
640	55*	43*
650	52*	41*

 

Примечания: 1. Выше черты приведенызначения допускаемых напряжений, определяемых по пределу текучести взависимости от температуры.

2. Значения допускаемыхнапряжений в колонках для ресурса 10⁴ и 2·10⁵ ч, отмеченные выше чертызнаком "-", принимаются равными соответствующим значениям в колонкедля ресурса 10⁵ ч.

3. Значения допускаемыхнапряжений, указанные ниже черты, соответствуют работе элементов в условияхползучести и определены по пределу длительной прочности для соответствующегоресурса.

4. Значения допускаемыхнапряжений со знаком * получены экстраполяцией с малых по времени баз испытанийи должны быть откорректированы с учетом требований подраздела 2.1.

 

Дляпромежуточных значений ресурса эксплуатации, указанных в таблицах, значениедопускаемого напряжения разрешается определять линейной интерполяцией ближайшихзначений между ресурсами с округлением до 0,5 МПа в меньшую сторону, еслиразница между этими значениями не превышает 20% их среднего значения. Востальных случаях должно применяться "логарифмическое"интерполирование. Экстраполяция значений допускаемых напряжений для ресурса менее 10⁴ недопускается без согласования со специализированными научно-исследовательскимиорганизациями.

Допускаемыенапряжения для сталей иностранных марок, допущенных к применениюГосгортехнадзором России, должны устанавливаться специализированныминаучно-исследовательскими организациями. Для стали 2.1/4 Сr1Мо(10СrМо910 для труб по ДИН 17175 и для листа по ДИН 17155) могут бытьиспользованы значения допускаемых напряжений, приведенные в табл.2.6.

 

Таблица 2.6

 

Номинальныедопускаемые напряжения для стали 2 1/4 Сr1Мо

(10СrМо910)на расчетный ресурс 10⁵ ч

 

t, °С	[s] , МПа
20-100	180
200	163
250	160
300	153
350	146
400	140
450	133
480	123
500	96
520	73
540	53
560	38
580	28

 

2.3. Длясталей марок, не приведенных в табл.2.1-2.4, и для других металлов, допущенныхк применению Госгортехнадзором России, номинальное допускаемое напряжениеследует принимать равным наименьшему из приведенных в табл.2.7 значений,полученных в результате деления соответствующей расчетной характеристикипрочности металла при растяжении на соответствующий запас прочности по даннойхарактеристике.

 

Таблица 2.7

 

Формулы дляопределения номинального допускаемого напряжения [s],

независящего от расчетного ресурса, или для расчетного ресурса 10⁵ ч

 

Материал	Формула
1	2
Углеродистая и теплоустойчивая сталь*	,	,		,
Аустенитная хромоникелевая сталь	,	,		,
Чугун с шаровидным графитом при d5 ³ 12 % после отжига	,
Чугун с пластинчатым графитом, ковкий чугун и чугун с шаровидным графитом при d5 < 12 %:
после отжига
без отжига
Медь и медные сплавы	,		,		,

 

* Для углеродистой итеплоустойчивой стали повышенной прочности (s_B > 490 МПа и минимальноеотносительное удлинение d₅ < 20%) запас прочности по пределу текучести следует увеличитьна 0,025 на каждый процент уменьшения относительного удлинения ниже 20%.

** Характеристики прочностидолжны определяться без учета термического и механического упрочнения. Условиенеприменимо для деталей, в которых недопустима пластическая деформация (фланцы,шпильки). Допускается использовать минимальное значение условного пределатекучести при остаточной деформации 0,2% с запасом 1,15.

*** При расчете на изгибдопускаемые напряжения принимаются уменьшенными на 50%.

**** Условие используется,если в стандартах или технических условиях на металл отсутствуют гарантируемыезначения s_B,s_1,0/t,s₁₀⁵_/t.

 

Привыполнении контрольных расчетов деталей, изготовленных из стали 12ХМФ,допускается использовать значения допускаемых напряжений, приведенных втабл.2.1-2.4. для стали 12Х1МФ.

2.4. Вкачестве расчетных характеристик прочности металла следует принимать:

временноесопротивление при растяжении s_B;

пределтекучести s_T/t илиусловный предел текучести s_0,2/t,s_1,0/t;

условныйпредел длительной прочности s₁₀⁴_/t,s₁₀⁵_/t,s_2×10⁵_/t,s_3×10⁵_/t,

условныйпредел ползучести s_1/10⁵_/t.

Значенияхарактеристик s_B, s_T/t,s_0,2/t,s_1,0/t следуетпринимать равными минимальным значениям, установленным в соответствующихстандартах или технических условиях для металла данной марки.

Значенияхарактеристик s₁₀⁴_/t,s₁₀⁵_/t,s_2×10⁵_/t,s_3×10⁵_/t и s_1/10⁵_/t следуетпринимать равными средним значениям, установленным в соответствующих стандартахили технических условиях для металла данной марки.

Отклоненияхарактеристик в меньшую сторону допускаются не более чем на 20% от среднегозначения.

Допускаетсяиспользование s_T/t вместо s_0,2/t, если встандартах или технических условиях на металл нормированы значения s_T/t иотсутствуют нормированные значения s_0,2/t.

Уровеньрасчетных характеристик используемых металлов и полуфабрикатов должен бытьподтвержден статистической обработкой данных испытаний, периодическим контролемкачества продукции и положительным заключением специализированнойнаучно-исследовательской организации в соответствии с требованиями Правилгосгортехнадзора.

2.5. Длястальных отливок номинальное допускаемое напряжение следует принимать равнымследующим величинам:

85% значенийдопускаемого напряжения, определенного согласно табл.2.1-2.4 для одноименноймарки катаной или кованой стали, если отливки подвергаются сплошномунеразрушающему контролю;

75% отуказанных в табл.2.1-2.4. значений, если отливки не подвергаются сплошномунеразрушающему контролю.

2.6. Длястальных деталей, работающих в условиях ползучести при разных за расчетныйресурс расчетных температурах, за допускаемое разрешается принимать напряжение[s]_e,вычисленное по формуле

,

 

где t₁,t₂,..., t_n -длительность периодов эксплуатации деталей с температурой стенки соответственно t₁, t₂,..., t_n, ч;

[s]₁, [s]₂,..., [s]_n -номинальные допускаемые напряжения для расчетного ресурса при температурах t₁, t₂,..., t_n, МПа;

-общий расчетный ресурс, ч;

m - показательстепени в уравнении длительной прочности стали.

Дляуглеродистых, низколегированных хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых, атакже аустенитных сталей допускается принимать m= 8. Периоды эксплуатации при разной температуре стенкирекомендуется принимать по интервалам температуры 5 или 10 °С.

Определениеэквивалентных напряжений по приведенной упрощенной методике рекомендуетсяпринимать для интервала температур не более 30 °С. При необходимостиопределения эквивалентных допускаемых напряжений для интервала температур более30 °С следует использовать среднее значение показателя степени согласно даннымэкспериментальных исследований с базой испытаний не менее 0,1 от ресурса, но неменее 10⁴ ч.

2.7.Расчетные характеристики прочности и номинальные допускаемые напряжения следуетпринимать для расчетных температур стенки, определенных согласно п.1.4.

2.8. Приопределении допустимой величины пробного давления допускаемое напряжение должноприниматься согласно табл.2.8.

 

Таблица 2.8

 

Формулы дляопределения допускаемого напряжения

привычислении пробного давления

 

Материал	Формула
Углеродистая, теплоустойчивая и аустенитная сталь (катаная и кованая)
Стальные отливки
Отливки из чугуна с шаровидным графитом при d5 ³ 12 %	,
Отливки из чугуна с пластинчатым графитом, из ковкого чугуна и чугуна с шаровидным графитом при d5 < 12 %
Медь и медные сплавы	,

 

* Условие используется, еслив стандартах или технических условиях на металл характеристики нормированы.

 

2.9. Прирасчете стальных деталей, работающих под наружным давлением, допускаемоенапряжение должно быть уменьшено в 1,2 раза по сравнению со случаем, когдаиспользуются формулы расчета по внутреннему давлению (например, для дымогарныхтруб).

 

Таблица 2.9

Рекомендуемая

 

Номинальныедопускаемые напряжения [s] для расчетного ресурса 4·10⁵ ч

 

t, °С	Марка стали
	20	12МХ	15ХМ	12Х1МФ	15Х1М1Ф
1	2	3	4	5	6
360	103	-	-	-	-
380	83	-	-	-	-
400	62	-	-	-	-
410	57	-	-	-	-
420	51	-	-	-	-
430	45	-	-	-	-
440	39	-	-	-	-
450	35	-	-	138	-
460	30	123	125	125	150
470	25	104	115	115	125
480	21	85	98	103	110
490	-	75	82	92	100
500	-	63	68	83	92
510	-	48	58	76	84
520	-	37	46	66	75
530	-	31	35	59	67
540	-	-	28	53	60
550	-	-	20	48	54
560	-	-	-	43	49
570	-	-	-	38	44
580	-	-	-	34	40
590	-	-	-	30	36
600	-	-	-	27	32

 

3. МЕТОДЫОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ЭЛЕМЕНТОВ,

РАБОТАЮЩИХПОД ВНУТРЕННИМ ДАВЛЕНИЕМ

 

3.1.Условные обозначения

 

3.3.1. ВНормах приняты условные обозначения, представленные в табл.3.1.

 

Таблица 3.1

 

Символ	Название	Единица измерения
1	2	3
D	Внутренний диаметр расчетной детали	мм
Da	Наружный диаметр расчетной детали	мм
Dm	Средний диаметр расчетной детали	мм
j	Расчетный коэффициент прочности	-
jd	Коэффициент прочности при ослаблении отверстиями	-
jc	Коэффициент прочности при ослаблении отверстиями с учетом укрепления	-
jw	Коэффициент прочности при ослаблении сварными соединениями	-
s0	Минимальная расчетная толщина стенки без прибавок при j = 1,0	мм
D	Предельное минусовое отклонение по толщине стенки детали	%
d	Диаметр отверстия в расчетной детали	мм
[p]	Допустимое рабочее давление	МПа
tm	Температура рабочей среды (для насыщенного пара принимается при расчетном давлении)	°С
Dt	Превышение температуры рабочей среды, поступающей в коллектор из отдельных змеевиков, над средней ее температурой; это превышение связано с режимными и гидродинамическими условиями работы котла	°С
R	Радиус кривизны оси криволинейного коллектора	мм
s	Приведенное напряжение от внутреннего давления	МПа
sRi (i = 1, 2, 3)	Расчетная толщина стенки колена на внешней, внутренней и нейтральной стороне соответственно	мм
Da max, Da min	Максимальный и минимальный наружный диаметр сечения колена соответственно	мм
a	Овальность поперечного сечения колена:	%
Ki (i = 1, 2, 3)	Торовый коэффициент колена	-
Yi (i = 1, 2, 3)	Коэффициент формы колена	-
h	Высота выпуклой части эллиптического или полусферического (полушарового) днища при номинальном внутреннем диаметре	мм
ha	Высота выпуклой части полусферического днища при номинальном наружном диаметре	мм
l	Длина цилиндрического борта выпуклого днища или расстояние от оси сварного шва до плоского днища	мм
s1	Номинальная толщина плоского днища или крышки (заглушки) в плоской части	мм
s1R	Расчетная толщина плоского днища или крышки в плоской части	мм
s2	Толщина плоского днища в месте кольцевой выточки у перехода к цилиндрической части	мм
s3	Толщина крышки по участку действия усилия от болтов (шпилек)	мм
Dk	Расчетный диаметр крышки	мм
Db	Диаметр окружности центров болтов крышки	мм
Du	Средний диаметр прокладки уплотнения крышки	мм
r	Внутренний радиус закругления	мм
n	Длина в свету большего диаметра овальной плоской крышки или большей стороны в свету прямоугольного днища или крышки	мм
m	Длина в свету меньшего диаметра овальной плоской крышки или меньшей стороны в свету прямоугольного днища или крышки	мм
Y	Коэффициент, учитывающий отношение сторон овальной или прямоугольной крышки	-
Km	Коэффициент, характеризующий тип крышки	-
K	Коэффициент, характеризующий тип днища	-
K0	Коэффициент, учитывающий ослабление днища отверстиями	-
Sdi	Сумма диаметров отверстий или их хорд в диаметральном сечении круглого плоского днища	мм

 

3.2.Цилиндрические барабаны и коллекторы

 

3.2.1. Расчеттолщины стенки

 

3.2.1.1.Номинальная толщина стенки обечаек барабана (корпуса котла) или цилиндрическойчасти коллектора должна быть не менее определенной по формуле

,

где  , если расчетвыполняется по наружному диаметру, и

,если расчетвыполняется по внутреннему диаметру.

Формулыпригодны при соблюдении следующих условий:

длябарабанов и коллекторов, содержащих воду, пароводяную смесь или насыщенный пар:

 или ;

дляколлекторов, содержащих перегретый пар:

.

Длякриволинейных и торовых коллекторов при  расчеттолщины стенки должен производиться с учетом п.3.3.2.

3.2.1.2.Расчетные коэффициенты прочности j обечаек барабанов и цилиндрическойчасти коллекторов с отверстиями и (или) со сварными соединениями следуетопределять согласно разделу 4.

3.2.1.3. Длябарабанов, изготовляемых из листов разной толщины и соединяемых продольнымишвами при стыковке листов по совпадению средних диаметров, расчет толщиныстенки должен производиться для каждого листа с учетом имеющихся в немослаблений.

При стыковкелистов разной толщины по внутреннему диаметру требуется дополнительно проверитьместные напряжения в месте стыка листов по методике расчета на прочность,согласованной со специализированными научно-исследовательскими организациями.

3.2.1.4.Суммарная прибавка c должна приниматься согласноразделу 1.

Для обечаекбарабанов и коллекторов, свариваемых из листа, а также кованых с последующеймеханической обработкой при номинальной толщине стенки более 20 мм допускаетсяпринимать c₁₁ = 0. Еслинаибольшее минусовое отклонение по толщине листа превышает 3%, то в прибавке c₁₁ следуетучесть это превышение.

Для коллекторов,изготовляемых из труб, прибавка c₁₁ должнаопределяться по формуле

,

если неизвестна номинальная толщинастенки, и по формуле

,

если номинальная толщина стенкиизвестна или предварительно принята.

Для обечаекбарабанов и прямолинейных коллекторов c₁₂= 0.

Длякриволинейных коллекторов при R/D_a£5значение прибавки c₁₂ должноприниматься так же, как для колен.

Для обечаекбарабанов из стали повышенной прочности при s_B ³550 МПа и рабочем давлении более 8 МПа прибавка c₂₁ должнапредусматривать возможность удаления коррозионно-усталостных дефектов беззаварки; она принимается в зависимости от условий и опыта эксплуатации котладанного типа, что должно согласовываться со специализированныминаучно-исследовательскими организациями; значение прибавки должно быть не менее5 мм. Прибавка менее 5 мм должна согласовываться со специализированныминаучно-исследовательскими организациями.

3.2.1.5. Привыборе номинальной толщины стенки необходимо учитывать следующее:

номинальнаятолщина стенки барабана или коллектора, изготовляемых из листа, должна быть неменее 6 мм; допускается для котлов паропроизводительностью менее 1 т/ч прирабочем давлении не более 0,5 МПа принимать номинальную толщину стенки не менее4 мм;

номинальнаятолщина стенки коллектора при изготовлении и фактическая толщина стенкиколлектора при эксплуатации должны быть не менее значений, указанных втабл.3.2, но не менее значений, полученных в результате расчетов на прочность;

 

Таблица 3.2

 

s, мм	Da, мм
	< 51	£ 70	£ 90	£ 108	> 108
При изготовлении	2,5	3,0	4,0	4,5	5,0
При эксплуатации	2,0	2,4	3,2	3,6	4,0

 

толщинустенок барабанов и коллекторов, к которым присоединяются трубы при помощиразвальцовки, рекомендуется принимать не менее 16 мм; применение стеноктолщиной менее 13 мм не допускается;

толщинастенок обогреваемых барабанов и коллекторов без изоляции должна быть не болееследующей:

22 мм длябарабанов и 10 мм для коллекторов, расположенных в топке;

30 мм длябарабанов и 13 мм для коллекторов, расположенных в газоходах при температурегазов не выше 900 °С;

50 мм длябарабанов и 20 мм для коллекторов, расположенных в газоходах при температурегазов не выше 600 °С.

Указанныетолщины могут быть увеличены, если это будет обосновано соответствующимирасчетами, согласованными со специализированными научно-исследовательскимиорганизациями, с учетом местных температурных напряжений на внутренней инаружной поверхности.

3.2.1.6. Дляколлекторов, изготовляемых из одной или нескольких бесшовных труб, на концахпрямых участков, растачиваемых под стыковую сварку, допускается утонение стенкидо минимальной расчетной толщины стенки прямой трубы, определяемой по формуле

.

Расстояниемежду выходом расточки (обточки) под сварку и кромкой ближайшего отверстия попродольной оси коллектора должно быть не менее .Если это условие не соблюдается (но выполняются требования Правилгосгортехнадзора по расположению отверстий), то вместо s₀ следуетпринять s_R.Коэффициент прочности j_d в этомслучае допускается определять согласно п.4.3.3.10, где полная площадь должнаприниматься на длине, равной расстоянию между центрами отверстий при двухотверстиях с расположением сварного соединения между ними, или на длине, равной отоси отверстия по направлению к оси сварного шва при расположении вблизисварного соединения одного отверстия.

 

3.2.2. Допустимоедавление

 

3.2.2.1.Допустимое рабочее давление в барабанах и коллекторах при контрольных расчетахдолжно быть не более значений, полученных по одной из следующих формул:

,

если расчет выполняется по наружномудиаметру;

,

если расчет выполняется повнутреннему диаметру.

 

Примечания: 1. Коэффициент прочности j следует принимать всоответствии с п.3.2.1.2.

2. Значение прибавки c следует принимать всоответствии с п.3.2.1.4, при этом .

 

3.2.2.2. Привыполнении контрольных расчетов по данным измерений толщины стенки вместо s- c следует применять s_f - c₂. Величина s_f должнаприниматься равной наименьшему значению из четырех измерений толщины по концамдвух взаимно перпендикулярных диаметров в одном сечении при числе проверяемыхсечений не менее одного на каждые два метра длины барабана (коллектора), но неменее чем в трех сечениях для всего барабана (коллектора).

3.2.2.3.Величина пробного давления при гидравлическом испытании не должна превышатьзначения, полученного согласно пп.3.2.2.1 и 3.2.2.2 при замене допускаемогонапряжения [s] на [s]_h.

3.2.2.4.Величина допускаемого рабочего или пробного давления в барабане или коллекторене должна превышать соответственно рабочего или пробного давления, допускаемогопо условиям прочности для остальных деталей данного барабана или коллектора, вчастности для днищ.

 

3.2.3. Приведенноенапряжение

 

3.2.3.1.Приведенное напряжение в барабанах и коллекторах должно определяться по однойиз следующих формул:

,

если расчет выполняется по наружномудиаметру;

,

если расчет выполняется повнутреннему диаметру.

Привыполнении контрольных расчетов по данным измерений толщины стенки вместо s- c следует применять s_f- c₂ согласно п.3.2.2.2.

Значениякоэффициентов прочности j и прибавки c следует принимать согласнопп.3.2.1.2 и 3.2.1.4 соответственно.

 

3.2.4. Расчетнаятемпература стенки

 

3.2.4.1.Расчетную температуру стенки барабанов и охлаждающих топку слоевого сжиганияпанелей из углеродистой или теплоустойчивой стали, содержащих воду, пароводянуюсмесь или насыщенный пар, допускается определять без теплотехнических расчетовпо упрощенным формулам для средней температуры стенки:

длябарабанов, вынесенных из газохода, надежно изолированных или защищенных другимнадежным способом от обогрева извне:

t= t_m;

длянеизолированных барабанов, расположенных в конвективных газоходах:

притемпературе газов не выше 600 °С

t= t_m + 1,2s + 10 °С;

притемпературе газов более 600 °С, но не выше 900 °С

t= t_m + 2,5s + 20 °С;

длянеизолированных барабанов и охлаждающих панелей, подверженных лучеиспусканиюфакела или горящего слоя топлива:

t= t_m + 4s + 30 °С.

3.2.4.2.Расчетную температуру стенки коллекторов экранов, экономайзеров иперегревателей допускается определять по упрощенным формулам:

длянеобогреваемых (вынесенных из газохода или надежно изолированных) коллекторовэкономайзеров и экранов и коллекторов насыщенного пара котлов с естественной ипринудительной циркуляцией, а также входных коллекторов экономайзеровпрямоточных котлов

t= t_m;

длянеобогреваемых коллекторов (за исключением входных) экономайзеров прямоточныхкотлов и коллекторов перегревателей (кроме насыщенного пара) котлов всехтипов    

t= t_m + xDt;

дляобогреваемых коллекторов из углеродистой и теплоустойчивой стали, содержащихводу, пароводяную смесь или насыщенный пар:

притемпературе в газоходе не выше 600 °С

t= t_m + s + xDt+ 10 °C;

притемпературе в газоходе от 600 до 900 °С

t= t_m + 2s + xDt+ 20 °C;

притемпературе в газоходе выше 900 °С

t= t_m + 3s + xDt+ 30 °C.

Величина t не должнаприниматься выше расчетной температуры газов в сечении газохода, в которомрасположен коллектор.

Температурусреды t_m при определении расчетной температуры стенкидля коллекторов экономайзеров (кроме входных), экранов котлов с естественной ипринудительной циркуляцией и коллекторов насыщенного пара следует приниматьравной температуре насыщенного пара при расчетном давлении в данном коллекторе.Для входных коллекторов экономайзеров котлов с естественной и принудительнойциркуляцией температура среды должна приниматься равной температуре воды навходе в экономайзер (с учетом подогрева в пароохладителе в случае возврата водыпосле пароохладителя на вход в экономайзер и смешения при рециркуляции воды).Для коллекторов экономайзеров и переходных зон прямоточных котлов, а также дляколлекторов перегревателей котлов всех типов она должна приниматься равнойтемпературе среды.

Величинаразверки температур во включенном в коллектор пучке Dt должнаприниматься по тепловому расчету или по данным испытаний, но не менее 10 °С.Коэффициент x, учитывающий перемешиваниесреды до входа в коллектор или в нем, должен приниматься равным 0,5, заисключением случаев, когда среда подводится к торцу коллектора; в этих случаяхдопускается принимать x = 0.

3.2.4.3. Дляобогреваемых коллекторов из аустенитной стали расчетная температура стенкидолжна приниматься средней из значений температур на внутренней и наружнойповерхностях.

 

3.2.5. Требованияк конструкции

 

3.2.5.1.Барабаны и коллекторы, имеющие отверстия, должны удовлетворять соответствующимтребованиям к конструкции, изложенным в разделе 4.

3.2.5.2. Вбарабанах, изготовленных из листов стали разной толщины, средние линии обечаекдолжны совпадать.

Допускаетсясовмещать обечайки по внутреннему диаметру, если выполняется условие п.3.2.1.3.

 

3.3. Трубыповерхностей нагрева и трубопроводов

 

3.3.1. Расчеттолщины стенки прямых труб

 

3.3.1.1.Номинальная толщина стенки прямой трубы поверхности нагрева или трубопроводадолжна быть не менее определенной по формуле

s= s_R + c,

где .

Формула пригоднапри соблюдении условия (s - c)/D_a£0,25.

Коэффициентпрочности продольного или спирального сварного соединения j_w долженприниматься в соответствии с разделом 4. Для бесшовных труб коэффициентпрочности               j_w =1,0.Коэффициент прочности поперечных сварных соединений в расчете на внутреннеедавление учитывать не следует.

3.3.1.2.Величина прибавки c должна приниматься всоответствии с п.3.2.1.4.

3.3.1.3.Номинальная толщина стенки труб при изготовлении и фактическая толщина стенкитруб при эксплуатации должны быть не менее значений, указанных в табл.3.3, ноне менее значений, полученных в результате расчетов на прочность.

 

Таблица 3.3

 

s, мм	Da, мм
	< 38	£ 51	£ 70	£ 90	£ 108	> 108
При изготовлении	1,80	2,00	2,50	3,00	3,50	4,00
При эксплуатации	1,45	1,60	2,00	2,40	2,80	3,20

 

Номинальнаятолщина стенок труб, обогреваемых газами с температурой выше 900 °С, должнабыть не более 8 мм, а при непосредственном воздействии лучистого тепла топки -не более 6,5 мм.

Допускаетсяприменение обогреваемых труб с большей толщиной стенки, если это будетобосновано соответствующими расчетами, согласованными со специализированныминаучно-исследовательскими организациями, с учетом местных температурныхнапряжений на внутренней и наружной поверхности.

3.3.1.4. Наконцах прямых участков бесшовных труб, растачиваемых под стыковую сварку,допускается утонение стенки до минимальной расчетной толщины прямой трубы,определяемой по формуле

.

Допускаетсяуменьшение толщины стенки в месте расточки прямых труб под сварку до 0,95s₀ приусловии, что суммарная длина расточенного участка по продольной оси трубы послесварки не будет превышать меньшую из величин: 5s или 0,5D_a.

 

3.3.2. Расчеттолщины стенки колен и змеевиков

 

3.3.2.1.Расчетная толщина стенки на внешней, внутренней и нейтральной сторонах(участках) колена и змеевика должна быть не менее определенной по формуле

 (i= 1, 2, 3).

Расчетнаятолщина стенки прямой трубы s_R должнаопределяться согласно п.3.3.1.1. Для участка колена, где продольный сварной шовотсутствует, коэффициент прочности сварного шва j_w= 1,0.

Расчеты напрочность колен по приведенной ниже методике являются обязательными при учетеизменения направления от прямолинейного более чем на 15°.

3.3.2.2.Торовый коэффициент для внешней, внутренней и нейтральной сторон колена долженопределяться соответственно по формулам:

; ; K₃= 1.

Нейтральнаясторона колена составляет участок колена, расположенный под углом 15° в обанаправления от продольного среднего сечения колена.

3.3.2.3. Дляколен из углеродистой, легированной и аустенитной сталей, температура стенкикоторых не превышает 350, 400, 450 °С соответственно, значения коэффициентовформы следует определять по формулам:

; Y₂= Y₁; ,

где ;

       .

3.3.2.4. Дляколен из углеродистой, легированной и аустенитной сталей, температура которыхвыше 400, 450, 525 °С соответственно, значения коэффициентов формы следуетопределять по формулам:

; Y₂= Y₁;

Значения a и q должныприниматься согласно п.3.3.2.3 с учетом п.3.3.2.6.

3.3.2.5. Дляколен, расчетная температура которых более указанной в п.3.3.2.3, но менееуказанной в п.3.3.2.4, коэффициенты Y₁,Y₂, Y₃ должны определяться линейныминтерполированием в зависимости от значения температуры. При этом в качествеопорных величин должны приниматься значения коэффициентов, соответствующие указаннымграничным температурам.

3.3.2.6. Привыполнении расчетов по формулам, приведенным в пп.3.3.2.3 и 3.3.2.4, должнывыполняться следующие условия:

еслизначения коэффициентов Y_i (i= 1, 2, 3) получаются по расчету менее единицы, то следует принимать Y_i= 1;

есливычисленное значение q превышает единицу, тоследует принимать q = 1;

при a< 0,03 значения коэффициентов формы Y_i ипоправочного коэффициента q следует принимать равными ихзначению при a = 0,03;

допускаетсяпринимать Y_i = 1 для труб поверхностейнагрева, если D_a £ 76 мм и a £ 10%; если вуказанном случае D_a £ 51 мм, тодопускается принимать Y_i= 0,95.

3.3.2.7.Номинальную толщину стенки колена следует принимать наибольшей из значений,полученных для указанных трех участков колена, согласно условию s_i ³ s_Ri+ c (i = 1, 2, 3).

Значениерасчетной толщины стенки s_Ri следуетпринимать по пп.3.3.2.1-3.3.2.6.

Длясекторных колен, изготовленных из бесшовных труб, номинальную толщину стенкиследует выбирать по внутренней стороне колена, где s ³ s_R2+ c.

Еслисекторное колено изготовляется из сварных труб и коэффициент прочности сварногошва j_w < 1, тоследует проверить значение номинальной толщины стенки по участку расположениясварного шва.

3.3.2.8.Значение прибавки  следуетопределять согласно п.3.3.1.2, а прибавку c₁₂ для каждойиз указанных в п.3.3.2.2 трех сторон следует принимать по техническим условиям(ТУ) на изделие, согласованным со специализированными научно-исследовательскимиорганизациями.

В случаеотсутствия в ТУ на изготовление колен данных по технологическому утонениюстенки колен при определении прибавки c₁₂ для колен,изготовляемых указанными широко известными способами, необходимо учестьследующее:

для гибов изтруб, изготовляемых на трубогибочном оборудовании методом наматывания насектор, прибавка c₁₂ к s_R1 должна бытьне менее определенной по формулам:

длянеобогреваемых труб

;

для трубповерхностей нагрева

;

дляштампованных колен, изготовляемых в закрытых штампах, или для гибов, изготовляемыхна станках с нагревом токами высокой частоты и осевым поджатием, прибавка с₁₂к s_R1 должнаприниматься в пределах от 0,05s до 0,1s; в этихдвух случаях (для гибов из труб, изготовляемых на трубогибочном оборудованииметодом наматывания на сектор, и для штампованных колен) прибавка c₁₂ к s_R3 равна нулю,а расчет по внутренней стороне гиба не производится;

для колен,изготовляемых на рогообразном сердечнике, прибавка c₁₂ равна нулю;

длясекторных колен прибавка c₁₂ равна нулю;

дляштампосварных колен с расположением двух продольных сварных швов по внутреннейи внешней стороне колена прибавка c₁₂ к s_R2 должнаприниматься в пределах от 0,05s до 0,1s с учетом j_w, если егозначение менее единицы;

дляштампосварных колен с расположением поперечного сварного шва в середине длиныколена прибавка c₁₂ к s_R3 равна нулю,а прибавка c₁₂ к s_R1 должнаприниматься в пределах от 0,05s до 0,1s; в этомслучае расчет по внутренней стороне колена не производится, так как на этойстороне колено имеет утолщение стенки более значительное, чем величинакоэффициента K₂.

Еслиопределение прибавки c₁₂производится, когда окончательно не выбрана номинальная толщина стенки колена,то следует задаться ее значением, например, равным значению номинальной толщиныстенки прямой трубы согласно пп.3.3.1.1-3.3.1.3, с последующей проверкой поокончательно выбранному значению номинальной толщины стенки колена.

3.3.2.9.Допустимая толщина стенки [s] должна быть не менееопределенной по формулам:

для колен [s]= s_Ri + c_2,

для прямыхтруб [s] = s_R + c₂.

Приопределении [s] в условиях эксплуатации значениеприбавки c₂,определяемое согласно разделу 1, допускается уменьшить пропорциональнопланируемому ресурсу эксплуатации до замены детали или до очередного контролятолщины стенки.

Длятонкостенных колен паропроводов, трубопроводов и наружных перепускных трубдиаметром более 200 мм при a £ 0,03 прибавку c₂ следуетпринимать в пределах от 1 до 3 мм в зависимости от опыта эксплуатации.Применение прибавки менее 3 мм для труб наружным диаметром 500 мм и болеедолжно быть согласовано со специализированными научно-исследовательскимиорганизациями.

 

3.3.3. Допустимоедавление

 

3.3.3.1.Допустимое рабочее давление в коленах труб котлов и в прямых трубахтрубопроводов следует определять по формуле

.

Привыполнении контрольных расчетов по данным измерений толщины стенки вместо s- c следует применять s_f- c₂.

Коэффициентпрочности j_w следуетпринимать согласно разделу 1.

КоэффициентыK_i и Y_i следуетопределять согласно пп.3.3.2.2-3.3.2.6.

Расчет поприведенным формулам следует производить для всех характерных участков колена (i= 1, 2, 3). Значение прибавки c следуетпринимать согласно пп.3.2.1.4 и 3.3.2.8. При этом прибавка c₁ должнаопределяться по номинальной толщине стенки.

В качестведопустимого давления должно приниматься минимальное из вычисленных значений.Для прямых труб K_i = Y_i= 1.

3.3.3.2. Привыполнении контрольных расчетов фактическая толщина стенки для прямых трубдолжна определяться согласно п.3.2.2.2; для колен следует выявить наименьшеезначение толщины стенки в каждом характерном участке колена, т.е. на внешней,внутренней стороне и по нейтральной линии. Измерения следует производить неменее чем в трех поперечных сечениях колена, одно из которых должно делитьколено на две равные части; на каждом из участков следует производить измеренияне менее чем в четырех точках.

3.3.3.3.Величина пробного давления при гидравлическом испытании колен и прямых трубкотлов и трубопроводов не должна превышать значения, полученного согласноп.3.3.3.1 при замене допускаемого напряжения [s] на[s]_h.

3.3.3.4.Величина допустимого рабочего или пробного давления в трубе или трубопроводедолжна приниматься равной минимальному значению соответственно рабочего ипробного давления, полученного для прямого участка трубы или рассматриваемыхучастков каждого из имеющихся колен.

 

3.3.4. Расчетнаятемпература стенки

 

3.3.4.1.Расчетная температура стенки труб поверхностей нагрева котлов всех системдолжна определяться по нормативным методам теплового и гидравлического расчетовкотлов. При этом должны быть рассмотрены различные участки пакета, имеющие какнаивысшую температуру пара, так и наибольшую тепловую нагрузку, а такжеучастки, конструктивные особенности которых могут обусловить наиболее высокую температурустенки. При установке за пакетом, для которого определяется температура стенки,пароохладителя следует ввести прибавку к расчетной температуре среды,учитывающую возможное повышение фактического тепловосприятия пакета надрасчетным. Величина прибавки должна выбираться конструкторской организацией впределах от 0 до 10 °С.

3.3.4.2.Допускается определение расчетной температуры стенки труб поверхностей нагревапо упрощенным формулам:

длявертикальных и слабонаклонных (до 30° от вертикали) котельных труб котлов сестественной и принудительной циркуляцией при рабочем давлении не более 16 МПаи при максимальных удельных тепловосприятиях поверхности нагрева по наружнойповерхности труб q_max< 407 кВт/м² (350·10³ ккал/(м²·ч))

t= t_m + 60 °С;

для трубконвективных перегревателей котлов с рабочим давлением не более 2,5 МПа итемпературой пара не выше 425 °С при максимальных удельных значенияхтепловосприятия q_max £70 кВт/м² (60·10³ ккал/м²·ч))

t= t_m + 70 °С;

для трубучастков первичных перегревателей, расположенных в зоне температур газов менее650 °С, независимо от рабочего давления котлов (если коэффициент гидравлическойразверки не менее 0,95)

t= t_m + 50 °С;

дляэкономайзеров некипящего типа котлов с естественной и принудительнойциркуляцией

t= t_m + 30 °С;

дляконвективных экономайзеров прямоточных котлов

t= t_m + 40 °С.

Температурусреды следует принимать равной определенной из теплового расчета температуре навыходе из пакета при номинальной производительности котла.

3.3.4.3. Длянеобогреваемых труб расчетную температуру стенки следует принимать равнойтемпературе среды на входе в трубу.

Длянеобогреваемых параллельно включенных труб (количество труб две и более)учитываемую разверку температур на входе следует принимать так же, как дляколлекторов (см. п.3.2.4.2).

3.3.4.4.Расчетную температуру стенки труб поверхностей нагрева пароводяныхтеплообменников (пароохладителей и др.) следует принимать:

дляохладителей, расположенных в коллекторах насыщенного пара, равной температуренасыщения;

дляохладителей, размещенных в коллекторах перегретого пара, равной температуреперегретого пара в данном коллекторе;

дляохладителей, расположенных в водяном пространстве барабана котла, а также длятеплообменников двухконтурных котлов равной температуре более горячей среды,определенной по тепловому расчету.

3.3.4.5.Расчетную температуру стенки труб поверхностей нагрева пароводяных игазопаровых теплообменников следует определять по общей методике тепловогорасчета.

 

3.3.5. Приведенноенапряжение

 

3.5.1.Приведенное напряжение от действия внутреннего давления в коленах труб и впрямых трубах котлов и трубопроводов следует определять по одной из следующихформул:

пономинальной толщине стенки

;

пофактической толщине стенки

.

 

Для коленследует принимать наибольшее из полученных трех значений s.

Значениявеличин j_w,K_i, Y_i и c следуетпринимать согласно п.3.3.3.1.

 

3.3.6. Требованияк конструкции

 

3.3.6.1.Трубопроводы, имеющие неукрепленные и (или) укрепленные отверстия (тройниковыесоединения и т.п.), должны удовлетворять соответствующим требованиям кконструкции, изложенным в разделе 4.

 

3.3.7. Дополнительныенапряжения

 

3.3.7.1.Дополнительные напряжения от действия внешних нагрузок (осевой силы, изгибающихи крутящих моментов) и самокомпенсаций теплового расширения должны определятьсяи ограничиваться в соответствии с п.5.1.

 

3.3.8. Поверочныйрасчет на усталость

 

3.3.8.1.Поверочный расчет на малоцикловую усталость следует производить согласноп.5.1.5.

 

3.4.Конические переходы

 

3.4.1. Расчеттолщины стенки

 

3.4.1.1.Номинальная толщина стенки конического перехода должна быть не менееопределенной по одной из следующих формул:

длябесшовных (точеных, штампованных, обсаженных из труб, кованых и др.) коническихпереходов

;

дляконических переходов с продольным сварным швом

,

где D -внутренний диаметр большего основания конического перехода, мм;

a - уголконусности, равный половине угла у вершины конического перехода, град              (рис. 3.1).

Формулыпригодны при соблюдении следующих условий:

для a £15°

;

для 15°< a £45°

 и ,

где D₀ -внутренний диаметр меньшего основания конического перехода, мм.

 

 

Рис.3.1.Схема конического переходного участка

 

3.4.1.2.Коэффициент прочности j_w продольногосварного соединения должен приниматься согласно разделу 4.

3.4.1.3.Величина прибавки c должна определяться согласноп.3.2.1.4. Производственная прибавка с₁ должна приниматьсяравной:

длябесшовных конических переходов - значению, установленному соответствующимитехническими условиями для принятой технологии изготовления коническихпереходов;

дляконических переходов с продольным сварным швом, изготовленных из листа, -наибольшему минусовому отклонению по толщине листа.

3.4.1.4.Расчеты по приведенной методике применимы для кососимметричных коническихпереходов, у которых углы наклона образующей к диаметральной оси симметрии вразличных плоскостях различны (в том числе один из них может быть равен нулю).

В расчетныхформулах следует использовать наибольшее значение угла конусности.

 

3.4.2. Допустимоедавление

 

3.4.2.1.Допустимое рабочее давление при контрольных расчетах изготовленных коническихпереходов должно определяться по следующей формуле:

.

Длябесшовных переходов j_w = 1.

Значениеприбавки c должно приниматься согласно п.3.4.1.3.

3.4.2.2.Величина пробного давления при гидравлическом испытании не должна превышатьзначения, полученного согласно п.3.4.2.1 при замене допускаемого напряжения [s] на[s]_h.

3.4.2.3.Величина принятого рабочего или пробного давления в трубопроводе не должнапревышать наименьшего допустимого значения для каждой из деталей трубопровода,в частности для конических переходов.

 

3.4.3. Приведенноенапряжение

 

3.4.3.1.Приведенное напряжение от внутреннего давления в коническом переходе должноопределяться по следующей формуле:

.

Значениекоэффициента прочности j_w должноприниматься согласно п.3.4.1.2.

 

3.4.4. Расчетнаятемпература стенки

 

3.4.4.1.Расчетная температура стенки конического перехода должна приниматься равнойнаибольшей расчетной температуре стенки прямой трубы, к которой переходприваривается.

 

3.4.5. Требованияк конструкции

 

3.4.5.1. Приугле конусности a ³ 15° по концам конического перехода, приваренным к трубопроводу 1-йкатегории, рекомендуется обеспечить цилиндрические участки длиной не менеедвукратной толщины стенки перехода.

3.4.5.2.Сопряжения конической и цилиндрической частей по внутренней и наружнойповерхностям конического перехода, выполняемые механической обработкой, должныбыть плавными (по радиусу не менее 3 мм), за исключением переходов отконической к меньшей цилиндрической части по внутренней поверхности и отконической к большей цилиндрической части по наружной поверхности.

 

3.4.6. Поверочныйрасчет на усталость

 

3.4.6.1.Поверочный расчет на малоцикловую усталость следует производить согласноп.5.1.5.

 

3.5.Выпуклые днища

 

3.5.1. Расчеттолщины стенки эллиптического и полусферического днища

 

        

Рис.3.2.Выпуклые днища:

 

 - глухоеэллиптическое днище; б - глухое полусферическое днище;

в -эллиптическое днище с лазовым отверстием

 

3.5.1.1.Номинальная толщина стенки днищ эллиптической или полусферической формы всоответствии с рис. 3.2 должна быть не менее определенной по формуле

s= s_R + c,

где при расчете по внутреннемудиаметру

,

при расчете по наружному диаметру

.

Формулыпригодны при соблюдении следующих условий:

0,5 ³ h/D³0,2;   0,5 ³ h_a/D_a³0,2;   0,1 ³ (s-c)/D³0,0025.

3.5.1.2.Коэффициент прочности j должен определяться согласно разделу 4.

3.5.1.3.Значение прибавки c должноопределяться согласно п.3.2.1.4.

Технологическаяприбавка c₁₂, компенсирующаяутонение листа при штамповке выпуклого днища, должна приниматься по данным НТДна изготовление днища.

Еслиноминальная толщина листа неизвестна, то для предварительной оценки прибивку c₁₂ допускаетсяопределять по формуле

.

Еслиноминальная толщина листа известна или предварительно принята, то прибавка c₁₂ должнаопределяться по формуле

,

где D₁₂ - утонениевыпуклого днища при штамповке, принимаемое по НТД на изделие.

Допускаетсяне учитывать утонение днища, если оно не превышает 5% номинальной толщинылиста. Если утонение больше 5%, то при определении прибавки c₁₂ учитываетсяразность между утонением D₁₂ и утонением D, равным 5%номинальной толщины листа.

Соответственноформулы для определения прибавки c₁₂ имеют вид:

,

если номинальная толщина листанеизвестна, и

,

если номинальная толщина листаизвестна или предварительно принята.

При расчетахмаксимальное утонение следует учитывать в средней части выпуклого днища(независимо от его формы) на площади, определяемой по внутренней поверхностивеличиной  откромки лазового отверстия или от центральной точки глухого днища, а также научастке перехода от цилиндрической части к выпуклой для эллиптических иторосферических днищ. Участок перехода должен рассматриваться по внутреннейповерхности днища на длине не менее определяемой по формуле

l= 0,55pr,

где r= 0,095D для днищ эллиптической и торосферической формы.

Допускается участок переходарассматривать по наружной поверхности выпуклого днища. В этом случае формулаимеет вид

l_a= 0,55pr_a ,

где r_a = r+ s (или r_a = r + s_f).

Если попринятой технологии изготовления днища возможна потеря на окалину, то ееследует учесть при выборе толщины листа при толщине окалины более 0,5 мм.

3.5.1.4.Номинальная толщина стенки днища должна приниматься не менее номинальнойтолщины стенки цилиндрического борта, определенной по расчетной толщине при j= 1.

Номинальнаятолщина стенки днища должна быть не менее 6 мм.

Для днищ свнутренним диаметром менее 500 мм допускается толщина стенки не менее 3 мм.

3.5.1.5.Днища с переменной толщиной стенки из углеродистой стали (рис.3.3.) должнырассчитываться согласно п.3.5.1.1, при этом расчетная толщина стенки должнаприниматься равной среднеарифметическому значению из наименьшей и наибольшейтолщины:                          s = 0,5(s₁ + s₂).

Формулаприменима при s₂ > s₁, при этом s₂< 2s₁.

 

 

Рис.3.3.Лазовое отверстие в выпуклом днище переменной толщины

 

При наличиив днище подреза для уплотнения лазового затвора остающаяся в месте подрезатолщина стенки s₃ должна бытьне менее s.

3.5.1.6. Дляднищ с постоянной толщиной стенки минимальная толщина стенки в месте подрезадля уплотнения лазового затвора s₃ (см.рис.3.3) должна быть не менее расчетной толщины стенки днища, определеннойсогласно п.3.5.1.1, при j = 1.

Для днищ спостоянной и переменной толщиной стенки указанное значение толщины стенки s₃ допускаетсяуменьшить, если это подтверждено поверочным расчетом на прочность собоснованием ресурса эксплуатации.

 

3.5.2.Расчеттолщины стенки торосферического днища

 

3.5.2.1.Толщина стенки торосферического днища выполняется по формулам для эллиптическихднищ настоящих Норм.

Допускаетсярасчет на прочность торосферического днища производить по формулам ГОСТ 14249.

3.5.2.2.Коэффициент прочности днища j должен определяться согласно разделу 4.

3.5.2.3.Величина прибавки днища c должна определяться согласноп.3.2.1.4.

 

3.5.3. Допустимоедавление

 

3.5.3.1.Допустимое рабочее давление при контрольных расчетах изготовленныхэллиптических, полусферических и торосферических днищ должно быть не менееопределенного по формулам:

,

если номинальным является внутреннийдиаметр,

,

если номинальным является наружныйдиаметр.

Значениекоэффициента прочности j и значение прибавки c должныопределяться согласно пп.3.5.1.2 и 3.5.1.3.

3.5.3.2.Допустимое рабочее давление для торосферических днищ может определятьсясогласно ГОСТ 14249.

3.5.3.3. Величинапробного давления при гидравлическом испытании не должна превышать значения,полученного согласно пп.3.5.3.1. и 3.5.3.2 при замене в расчетных формулахдопускаемого напряжения [s] на [s]_h.

 

3.5.4. Приведенноенапряжение от внутреннего давления

 

3.5.4.1.Приведенное напряжение от внутреннего давления эллиптических, полусферических иторосферических днищ должно определяться по формулам:

,

если номинальным является внутреннийдиаметр,

,

если номинальным является наружныйдиаметр.

Значения коэффициента прочности  ивеличины прибавки  должныопределяться согласно пп.3.5.1.2 и 3.5.1.3.

 

3.5.5. Расчетнаятемпература стенки

 

3.5.5.1.Расчетная температура стенки необогреваемого днища должна приниматься равнойтемпературе стенки детали, к которой днище приваривается.

3.5.5.2. Дляобогреваемого днища температура стенки должна приниматься согласно пп.3.2.4.1 и3.2.4.2, но не должна быть менее температуры стенки детали, к которой днищеприваривается.

 

3.5.6. Требованиек конструкции

 

3.5.6.1.Наибольший диаметр отверстия в выпуклых днищах должен удовлетворять условию d/D £0,61, если номинальным является внутренний диаметр днища, и условиюd/D £ 0,6, еслиноминальным является наружный диаметр.

3.5.6.2. Длявыпуклых днищ толщина стенки цилиндрического борта должна быть не менеерасчетной толщины стенки обечайки, рассчитанной в соответствии с пп.3.2.1.1 или3.3.2.1 при        j = 1.

Если длинацилиндрической отбортованной части днища удовлетворяет условию:  - дляэллиптического и торосферического днища или условию  -для полусферического днища, то толщина цилиндрического борта должна быть неменее толщины стенки обечайки, рассчитанной в соответствии с пп.3.2.1.1 или3.3.1.1 при j= 1.

Если длинацилиндрического борта равна указанным величинам или менее их, то допускаетсятолщина стенки цилиндрического борта, принятая согласно пп.3.5.1 и 3.5.2.

3.5.6.3.Допускается применение полусферических днищ без цилиндрического борта, т.е. приl = 0.

 

3.6. Плоскиекрышки и днища

 

3.6.1. Расчеттолщины круглых плоских днищ

 

3.6.1.1.Номинальная толщина круглого днища должна быть не менее определенной по формуле

s₁= s_1R + c,

где .

Для днищ сотбортованной цилиндрической частью, которые соответствуют рис.3.4,е,вместо D в формулу следует подставлять величину (D -r).

Коэффициент K следуетпринимать равным:

для днищ,конструкция которых дана на рис.3.4,,при  K = 0,42K₁, но неменее 0,35;

для днищ тойже конструкции, но при ,а также для днищ конструкции, данной на рис.3.4, б, в, K= 0,45K₁, но не менее 0,35;

для днищ,конструкция которых дана на рис.3.4, г, при полномпроваре толщины днища односторонним швом K= 0,55K₁ и двусторонним швом K= 0,45K₁;

для днищ,конструкция которых дана на рис.3.4, д, K = 0,53;

для днищ,конструкция которых дана на рис.3.4, е, K = 0,35.

 

 

Рис.3.4.Типы плоских днищ

 

Коэффициент K₁ следуетопределять по формуле

,

где [s]_z -номинальное допускаемое напряжение для металла цилиндрической детали, МПа.

Допускаетсякоэффициент K₁ определятьпо номограмме (рис.3.5), если [s]_z= [s].

 

 

Рис.3.5.Номограмма для определения коэффициента K₁ при расчетекруглых плоских днищ

 

Значениекоэффициента K₁ должно бытьне менее 0,76.

Приотрицательном значении подкоренного выражения следует принять K₁= 0,76.

Минимальнаятолщина стенки s₀ должнаопределяться по формуле

.

Толщинастенки цилиндрической детали в месте присоединения плоского днища илицилиндрической части плоского днища должна быть не менее s₀.

Коэффициент K₀ следуетпринимать равным следующим значениям:

для днищабез отверстия K₀= 1,0;

для днищ сотверстием

;

для днища сдвумя и более отверстиями

.

Величина Sd_i должнаприниматься как максимальная сумма диаметров отверстий или их хорд в наиболееослабленном диаметральном сечении днища (рис.3.6):

Прибавка c должнаприниматься согласно разделу 1.

3.6.1.2. Дляднищ, сваренных из двух частей, коэффициент прочности сварного соединения j_w следуетопределять согласно разделу 4.

3.6.1.3.Толщина плоского днища должна быть не менее толщин стенки цилиндрической части,определенной согласно п.3.3.1.1.

3.6.1.4. Дляднищ, конструкция которых изображена на рис.3.4, б и в,толщина днища в месте кольцевой выточки должна удовлетворять условию

.

Указания повыбору величины r приведены на рис.3.4, б.

 

 

Рис.3.6.Выбор максимальной суммы диаметров отверстий и их хорд

вдиаметральном сечении днища

 

3.6.2. Расчеттолщины круглых плоских крышек

 

3.6.2.1.Номинальная толщина круглой крышки должна быть не менее определенной по формуле

s₁= s_1R + c,

где .

Для крышек,конструкция которых соответствует рис.3.7, расчетный диаметр D_k икоэффициент K_m следует принимать согласнотабл.3.4.

Прибавка c должнаприниматься согласно разделу 1.

3.6.2.2.Толщина крышки по кольцевому участку действия усилия от болтов должна удовлетворятьусловию

s₃ ³0,7s₁.

 

 

Рис.3.7.Круглые плоские крышки (заглушки)

 

 

Таблица 3.4

 

Тип конструкции крышки по рис.3.7	Dk	Km
3.7,	Du	0,5Db/Du
3.7, б	Du	0,41
3.7, в	Du	0,53
3.7, г	Du	1,25
3.7, д	Db	0,41

 

3.6.2.3.Конструкция крышки, показанная на рис.3.7, г, при D_u > 500 мм кприменению не рекомендуется.

3.6.2.4. Длякрышек, конструкция которых соответствует рис.3.7, д, усилиезатяга болтов не должно превышать двукратного усилия от внутреннего давления.

 

3.6.3. Расчеттолщины овальных и прямоугольных крышек

 

3.6.3.1.Номинальная толщина овальной или прямоугольной крышки (рис.3.8) должна быть неменее определенной по формуле

s₁= s_1R + c,

где .

 

 

Рис.3.8.Овальная (прямоугольная) плоская крышка

 

 

Коэффициент K_m следуетпринимать согласно п.3.6.2.1.

Коэффициент Y следуетопределять по формуле

.

Прибавка c должнаприниматься согласно разделу 1.

3.6.3.2. Дляовальных и прямоугольных крышек должны выполняться условия пп.3.6.2.2-3.6.2.4,при этом в п.3.6.2.3 вместо среднего диаметра прокладки D_u следуетпринимать n + b, где b - ширинапрокладки.

 

3.6.4. Допустимоедавление

 

3.6.4.1.Допустимое рабочее давление изготовленных днищ и крышек при контрольныхрасчетах следует определять по одной из следующих формул:

для круглыхднищ

;

для круглыхкрышек

;

для овальныхи прямоугольных крышек

.

Привыполнении контрольных расчетов по данным измерений толщины стенки вместо s₁- c следует применять s_1f- c₂.

3.6.4.2.Величина пробного давления при гидравлическом испытании не должна превышатьзначения, полученного согласно п.3.6.4.1 при замене [s] на[s]_h.

3.6.4.3.Величина принятого рабочего или пробного давления в расчетном элементе(например, коллекторе) не должна превышать наименьшего допустимого значения дляплоских днищ, крышек и цилиндрической части расчетного элемента.

 

3.6.5. Расчетнаятемпература стенки

 

3.6.5.1.Расчетная температура стенки плоского днища или крышки должна приниматься также, как для выпуклых днищ, согласно п.3.5.5.

 

3.6.6. Требованияк конструкции

 

3.6.6.1.Радиусы закругления, глубина выточки, сечение сварных швов и другие величиныдля круглых плоских днищ должны удовлетворять требованиям, указанным нарис.3.4.

3.6.6.2.Расстояние между кромками соседних отверстий в плоском днище должно быть неменее полусуммы диаметров этих отверстий; расстояние от кромки отверстия довнутренней поверхности цилиндрической части днища должно быть не менее 2r для днищконструкции по рис.3.4, е, 3r - для днищ конструкции по рис.3.4, б и 0,1D дляостальных конструкций днищ.

3.6.6.3.Применение круглых плоских днищ из аустенитной стали допускается только привыполнении их по типу, изображенному на рис.3.4, a и б,с соблюдением условия .

3.6.6.4.Разделка кромок штуцера под сварку должна обеспечить соединение его с плоскимднищем по всей толщине штуцера. Приварка штуцера односторонним угловым швом безразделки кромок допускается только при толщине стенки штуцера не более 10 мм;минимальное сечение сварного шва приварки штуцера к днищу должно быть не менеетолщины стенки штуцера.

3.6.6.5.Толщину стенок днищ, к которым присоединяются трубы при помощи развальцовки,следует принимать не менее 13 мм.

3.6.6.6. Дляднищ, конструкция которых соответствует рис.3.4, е, радиусзакругления должен приниматься в соответствии с табл.3.5, но не менее .

 

Таблица 3.5

 

D, мм	r, мм, не менее
До 500	30
От 500 до 1400	35
От 1400 до 1600	40
От 1600 до 1900	45
Свыше 1900	50

 

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРОЧНОСТИ

 

4.1. Общиеположения

 

4.1.1. Условныеобозначения

 

4.1.1.1. Вформулах приняты следующие обозначения, представленные в табл.4.1.

 

Таблица 4.1

 

Символ	Название	Единица измерения
1	2	3
Dm	Средний диаметр детали	мм
d	Диаметр отверстия	мм
d1	Диаметр гнезда под штуцер или крышку лючка в детали	мм
t, t1	Расстояние между центрами соседних отверстий в продольном (для выпуклых днищ в любом направлении) и поперечном направлениях, принимаемое по средней окружности	мм
h	Глубина гнезда под штуцер или крышку лючка	мм
lw	Расстояние от кромки отверстий до центра сварного шва	мм
j	Расчетный коэффициент прочности детали
jw	Коэффициент прочности сварных соединений при 0
jd	Коэффициент прочности деталей, ослабленных неукрепленными отверстиями
jc	Коэффициент прочности деталей, ослабленных отверстиями с учетом укрепления
j0d, j0c	Коэффициенты прочности одиночного неукрепленного и укрепленного отверстия соответственно
z	Коэффициент, определяющий отношение диаметра отверстия к зоне его влияния
Sf	Сумма компенсирующих площадей укрепляющих деталей	мм2
l	Протяженность зоны влияния отверстия по сечению расчетной детали, учитываемая в укреплении	мм
ls	Протяженность зоны влияния отверстия по сечению штуцера, учитываемая в укреплении	мм
jmin, jmax	Минимальный и максимальный коэффициенты прочности при разных расстояниях между отверстиями ряда
Da	Наружный диаметр расчетной детали	мм
D	Внутренний диаметр расчетной детали	мм
s	Номинальная толщина стенки	мм
sf	Фактическая толщина стенки	мм
c	Суммарная прибавка к толщине стенки	мм
c2	Эксплуатационная прибавка к толщине стенки	мм
[s]	Номинальное допускаемое напряжение	МПа
p	Расчетное давление	МПа
da	Наружный диаметр штуцера или трубы (ответвления)	мм
ds	Внутренний диаметр штуцера или трубы (ответвления)	мм
dy	Условный диаметр отверстия, используемый в расчетах при различных диаметрах расточки отверстия по толщине стенки	мм
de	Эквивалентный диаметр отверстия, используемый в расчетах при отбортованных кромках отверстия внутрь или наружу расчетной детали	мм
s0	Минимальная толщина стенки без учета прибавок и ослаблений отверстиями или сварными соединениями	мм
aw	Угол между направлением сварного шва и расчетным направлением, т.е. продольным направлением для цилиндрических деталей при расчете на внутреннее давление и поперечным направлением при расчете на осевое усилие (0 £ aw £ 90)	град
ad	Угол между расчетным (продольным) направлением и направлением между центрами рассматриваемых соседних отверстий (0 £ ad £ 90)	град
F0	Площадь металла между кромками отверстий	мм2
Ft	Полная площадь между центрами отверстий	мм2

 

4.1.1.2. Вслучае необходимости приведенные в п.4.1.1.1 обозначения следует дополнитьиндексами s, n и b, относящимися соответственно к штуцерам, накладкам и воротникам,а также к вытянутым горловинам.

4.1.1.3. Всезначения используемых в расчетах величин следует принимать номинальными безучета допускаемых отклонений.

 

4.1.2. Среднийдиаметр цилиндрической детали или выпуклого днища

 

4.1.2.1.Если номинальным диаметром детали является наружный диаметр, то средний диаметрследует определять по формуле D_m = D_a - s.

4.1.2.2.Если номинальным диаметром детали является внутренний диаметр, то среднийдиаметр следует определять по формуле D_m = D_a + s.

4.1.3. Расчетныйкоэффициент прочности

 

4.1.3.1.Расчетный коэффициент прочности j представляет собой относительнуювеличину, используемую в формулах для определения толщины стенки расчетнойдетали и учитывающую ослабление отверстиями и сварными соединениями.

4.1.3.2.Коэффициент прочности сварных соединений j_wпредставляет собой отношение предельной нагрузки, действующей в направлении,перпендикулярном к направлению сварного соединения (т.е. при a_w= 0), к предельной нагрузке бесшовной детали.

4.1.3.3.Коэффициент прочности сроили j_d или j_c,учитывающий отверстия, представляет собой отношение предельной нагрузки деталис отверстиями к предельной нагрузке детали без отверстий.

Указанноеотношение нагрузок допускается заменять отношением среднего напряжения в деталибез отверстий к среднему напряжению детали с отверстиями или отношениемсоответствующих площадей тех же самых сечений (см. п.4.3.3.10). При этомрассматриваются напряжения или сечения между отверстиями или по отверстию,перпендикулярные направлению действия расчетной нагрузки или приведенные кэтому направлению.

4.1.3.4.Расчетный коэффициент прочности детали j принимается равным либоминимальному из значений коэффициентов прочности сварных соединений j_w и отверстий j_d, либо ихпроизведению в зависимости от расстояния между кромкой ближайшего к сварномушву отверстия и центром сварного шва l_w.

4.1.3.5.Если расстояние l_w равно или менее0,5, или менее50 мм, или кромка отверстия пересекает (полностью или частично) сварной шов(рис.4.1), то расчетный коэффициент прочности следует определять по формуле

.

 

 

Рис.4.1: I- I - расчетное направление (для цилиндрической детали при расчете

навнутреннее давление - продольная ось); II - II - средняя линия сварного соединения;

III- III - направление расчетной нагрузки

 

В остальныхслучаях для расчетного коэффициента прочности должно выполняться условие

.

При наличииукрепленных отверстий в формулах следует принимать j_c взамен j_d.

4.1.3.6. Длябесшовных деталей расчетный коэффициент прочности j следуетпринимать равным коэффициенту прочности деталей, ослабленных отверстиями j_d или j_c.

4.1.3.7. Длядеталей, не имеющих отверстий, или с одиночным отверстием, размеры которого должныудовлетворять условию ,или с рядами полностью укрепленных отверстий (j_c= 1), расчетный коэффициент прочности j следует принимать равнымкоэффициенту прочности сварного соединения .

4.1.3.8. Вовсех случаях коэффициенты прочности j, j_w, j_c, а также  недолжны приниматься более единицы.

Сварныесоединения с коэффициентом прочности j_w менее 0,5не допускаются.

4.1.3.9.Линейным рядом отверстий (который для упрощения называется рядом отверстий)являются отверстия в количестве двух и более, расположенные в одном направлении(по одной линии) на поверхности детали. Отверстия, центры которых отстоят отуказанного направления на 15° и менее, могут считаться входящими в рядотверстий (рис.4.2).

 

 

Отверстие Ав направлении слева направо входит в ряд отверстий, так как угол a < 15°,

и расчетдопускается производить без учета угла как для продольного ряда.

Отверстие Ав направлении справа налево не входит в продольный ряд отверстий,

так как уголg > 15°, ирасчет производят как для косого ряда.

 

Рис.4.2

 

4.1.3.10.Рядом одиночных отверстий называется ряд отверстий, расстояния между кромкамикоторых составляют не менее .

 

4.2.Коэффициенты прочности сварных соединений

 

4.2.1. Коэффициентыпрочности стыковых соединений

 

4.2.1.1.Коэффициент прочности стыковых сварных соединений, выполненных любым допущеннымспособом (автоматической, полуавтоматической или ручной дуговой сваркой),обеспечивающим полный провар по всей длине стыкуемых элементов, при проведенииконтроля качества шва радиографией или ультразвуком по всей длине шва дляпродольного шва под давлением и поперечного шва при растяжении долженприниматься следующим:

дляуглеродистой, низколегированной марганцовистой, хромомолибденовой (в том числе10СrМо910) и аустенитной сталей j_w= 1,0;

дляхромомолибденованадиевой и высокохромистой сталей при ресурсе до 2·10⁵ ч:

приэлектрошлаковой сварке j_w = 1,0;

при ручнойдуговой сварке, контактной стыковой сварке, автоматической стыковой сварке подфлюсом:

длярасчетной температуры 510 °С и менее j_w =1,0;

длярасчетной температуры 530 °С и более j_w =0,7;

приэлектронно-лучевой сварке:

длярасчетной температуры 510 °С и менее j_w = 1,0;

длярасчетной температуры 530 °С и более j_w =0,9.

Прирасчетной температуре от 510 до 530 °С значение коэффициента прочности сварногосоединения j_wопределяется линейным интерполированием между указанными значениямикоэффициента прочности.

4.2.1.2.Коэффициент прочности стыкового сварного соединения, контроль качества которогоУЗД или радиографией допускается производить не по всей длине каждого шва,следует принимать равным значению, приведенному в п.4.2.1.1 и умноженному навеличину: 0,8 - при выборочном контроле не менее 10% длины данного шва; 0,7 -при отсутствии контроля или при выборочном контроле менее 10%.

4.2.1.3. Приналичии смещения кромок сварных труб коэффициент прочности сварного соединения,определенный в соответствии с пп.4.2.1.1 и 4.2.1.2, должен быть уменьшенпропорционально смещению кромок, например, при смещении кромок на 15% значениекоэффициента должно быть умножено на 0,85.

4.2.1.4.Если направление нагрузки совпадаете направлением сварного шва или отличаетсяот него на угол не более 15° (90° - a_w £15°), то коэффициент прочности сварного соединения при расчете наданную нагрузку не учитывается. Так, при расчете на внутреннее давлениецилиндрических деталей не учитывается поперечный шов, а при расчете на осевоеусилие не учитывается продольный шов.

4.2.1.5.Усиление сварного шва при определении коэффициента прочности не учитывается.

4.2.1.6.Если сварное соединение нагружено изгибающими нагрузками, то при определенииизгибных напряжений, действующих в поперечном направлении сварного соединения,должны применяться коэффициенты прочности сварного соединения при изгибе j_bw, значениякоторых для катаных и кованосверленых или центробежнолитых труб с механическиобработанной внутренней поверхностью должны приниматься не более приведенных втабл.4.2.

 

Таблица 4.2

 

Значениякоэффициента j_bw

 

Сталь	Трубы
	катаные	механически обработанные
Аустенитная хромоникелевая и высокохромистая	0,6	0,7
Хромомолибденованадиевая при расчетной температуре:
	0,9	1,0
530 °С и более	0,6	0,7
Углеродистая, марганцовистая и хромомолибденовая	0,9	1,0

 

Примечание. При расчетной температуреот 510 до 530 °С коэффициент прочности сварного соединения при изгибеопределяется линейным интерполированием между указанными значениями.

 

Еслирасчетная деталь изготовлена из листа, то значения коэффициентов прочностисварного соединения при изгибе допускается принимать по табл.4.2 как длямеханически обработанных труб.

Приизготовлении деталей из полуфабрикатов с полем допусков толщины стенки более10% коэффициенты прочности сварного соединения при изгибе следует принимать потабл.4.2 как для катаных труб.

4.2.1.7. Дляхромомолибденованадиевых и высокохромистых сталей при расчетной температуреболее 510 °С и ресурсе 3·10⁵ ч значениякоэффициентов прочности должны быть уменьшены на 0,1 и составят 0,6 и 0,8вместо 0,7 и 0,9 согласно п.4.2.1.1 и 0,5 и 0,6 вместо 0,6 и 0,7 согласноп.4.2.1.6. Для ресурса от 2·10⁵ до 3·10⁵ ч значениякоэффициентов прочности сварного соединения определяются линейныминтерполированием между указанными значениями.

4.2.1.8. Дляхромомолибденованадиевых и высокохромистых сталей при расчетной температуреболее 510 °С и ресурсе 4·10⁵ ч значениякоэффициентов прочности должны быть уменьшены на 0,1 по сравнению созначениями, указанными при ресурсе 3·10⁵ ч вп.4.2.1.7. Значения коэффициентов прочности могут уточняться по мере накопленияэкспериментальных данных.

 

4.2.2. Коэффициентыпрочности угловых сварных соединений и соединений внахлестку

 

4.2.2.1. Прирасчете угловых и тавровых сварных соединений на все виды нагрузок (кромесжатия) коэффициент прочности j_w следуетпринимать не более 0,8 при контроле радиографией или УЗК по всей длине шва и неболее 0,6 при выборочном контроле или при отсутствии контроля.

4.2.2.2. Прирасчете сварных соединений внахлестку на все виды нагрузок коэффициент прочностиj_w следуетпринимать не более 0,6.

 

4.3.Коэффициенты прочности, учитывающие наличие отверстий

 

4.3.1. Диаметротверстия

 

4.3.1.1. Приопределении коэффициентов прочности j_d или j_c диаметротверстия для каждого расчетного сечения следует принимать:

дляотверстий, в которых трубы развальцованы или приварены к наружной поверхностидетали без расточки гнезда или с углублением для установки штуцера менее 30%толщины стенки или с углублением 30% и более, но с обеспечением полногопроплавления толщины стенки штуцера и заполнением гнезда наплавленным металлом,а также для лючковых отверстий - равными диаметру отверстия в соответствии срис.4.3;

 

 

Рис.4.3.Типы соединения труб (штуцеров) с расчетной деталью:

a - отверстиес завальцованной трубой (штуцером); б - отверстие с приварным штуцером(трубой) без полного проплавления толщины стенки штуцера (конструктивныйзазор);

в - отверстиес приварным штуцером (трубой) при полном проплавлении толщины

стенкиштуцера; г - отверстие с приварным штуцером (трубой) при полномпроплавлении толщины стенки расчетной детали

 

дляотверстий, имеющих по толщине стенки расточки с несколькими разными диаметрами,например с тремя диаметрами согласно рис.4.4, - равными условному диаметру,определенному по формуле

,

где i= 1, 2, 3, ... ,n. В случае если штуцерустанавливается в гнезде с полным проплавлением на глубину не менее h₃, расчетусловного диаметра отверстия (d_y)допускается производить по значениям двух расточек (d₁,h₁ и d₂, h₂);

 

 

Рис.4.4.Отверстие с различными диаметрами по толщине стенки

 

для овальныхотверстий - равными размеру отверстия в направлении ряда, рассматриваемого приопределении коэффициента прочности;

для соседнихотверстий ряда, имеющих разные диаметры, - равными среднеарифметическомузначению диаметров;

дляцилиндрических деталей и выпуклых днищ с отбортованным внутрь или наружуворотником или с вытянутой горловиной - равными эквивалентному диаметру,определенному по формуле

,

где r - радиус закругления воротника илигорловины по внутренней поверхности (по отношению к отверстию), мм (рис.4.5,4.6); должно быть r ³ 5 мм;

дляотверстий, имеющих резьбу, - равными среднему диаметру резьбы.

4.3.1.2.Снятие фасок или округление кромок с внутренней поверхности детали допускаетсяне учитывать.

 

 

Рис.4.5.Вытянутая горловина

 

 

Рис.4.6.Отбортованный воротник

 

4.3.1.3.Если одиночное отверстие в барабане, коллекторе или коническом переходе имеетформу, отличающуюся от круговой с максимальным размером d₁, расположеннымпод углом w кпродольному направлению, то при расчете коэффициента прочности или укрепленияотверстия за расчетный диаметр одиночного отверстия должно приниматьсянаибольшее из следующих значений:

размера,расположенного в продольном направлении;

размера,приведенного к продольному направлению и определенного по формуле

.

Приэллиптической (или близкой к ней овальной) форме отверстия с максимальнымразмером d₁ и сминимальным d₂ (рис.4.7)за расчетный диаметр одиночного отверстия должно приниматься наибольшее изследующих значений, определяемых по формулам:

 или .

Дляодиночных отверстий некруговой формы, расположенных в выпуклых днищах, зарасчетный диаметр отверстия следует принимать наибольший размер независимо отего направления.

 

 

Рис.4.7

4.3.2. Коэффициентпрочности деталей с одиночным отверстием

 

4.3.2.1.Одиночным следует считать отверстие, кромка которого удалена от кромкиближайшего отверстия на расстояние не менее .

4.3.2.2.Коэффициент прочности цилиндрической детали или выпуклого днища, ослабленныходиночным неукрепленным отверстием, следует определять по формуле

,

где .

4.3.2.3.Коэффициент прочности цилиндрической детали или выпуклого днища, ослабленныходиночным укрепленным отверстием, следует определять по формуле

.

Величинукоэффициента j_od следуетопределять согласно п.4.3.2.2.

Суммукомпенсирующих площадей Sf следует определять согласноп.4.3.6.

4.3.2.4.Если деталь ослаблена рядом одиночных отверстий, то за расчетный коэффициентпрочности следует принимать наименьшее из значений коэффициентов прочности дляодиночного отверстия согласно пп.4.3.2.2 и 4.3.2.3, а для ряда отверстийсогласно пп.4.3.3-4.3.7.

 

4.3.3. Коэффициентпрочности цилиндрических деталей,

ослабленныхнеукрепленными отверстиями

 

4.3.3.1.Коэффициент прочности деталей, ослабленных продольным рядом или коридорнымполем отверстий с одинаковым шагом, следует определять по формуле

.

4.3.3.2.Коэффициент прочности цилиндрической детали, ослабленной поперечным рядом илиполем отверстий с одинаковым шагом, следует определять по формуле

.

4.3.3.3. Пришахматном равномерном расположении отверстий должны быть вычислены три значениякоэффициента прочности:

в продольномнаправлении (для шага t = 2a) - поп.4.3.3.1;

в поперечномнаправлении (для шага t₁ = 2b) - по п.4.3.3.2;

в косомнаправлении - по формуле

,

где m = b/a.

Окончательнымдолжно приниматься наименьшее из трех найденных значений.

4.3.3.4.Если деталь ослаблена рядом, состоящим из двух неукрепленных отверстий срасстоянием между их кромками менее , токоэффициент прочности следует принимать по формуле

.

Для ряда изчетырех отверстий (рис.4.8), в котором минимальное значение коэффициентапрочности j_min имеет местоу средней пары отверстий, а по обоим направлениям от этих двух отверстийрасполагаются отверстия на расстояниях, определяемых коэффициентами прочности j₁ и j₂, значениякоторых удовлетворяют условию j₁>j₂³j_od, расчетныйкоэффициент прочности допускается определять по формуле

.

 

 

;;.

 

Рис.4.8. Рядиз четырех отверстий с неравномерным шагом

 

Примечание. При разных значенияхдиаметров соседних отверстий, различной их форме или наличии расточек следуетруководствоваться п.4.3.1.1.

 

Для ряда изтрех отверстий, расположение которых удовлетворяет указанным выше условиям j_min< j_0d,j ³ j_0d, расчетныйкоэффициент прочности допускается определять по формуле

.

Если условиедля коэффициентов прочности j₁, j₂ или дляодного из них не соблюдается, т.е. j₁ и j₂< j_0d, торасчетный коэффициент прочности следует определять по минимальному значению сучетом указаний пп.4.3.2.4, 4.3.3.1-4.3.3.3, 4.3.3.6, 4.3.3.7.

Коэффициентпрочности j_min для ряда стем же шагом следует определять по пп.4.3.3.1-4.3.3.3 соответственно.

4.3.3.5. Длядеталей, ослабленных отверстиями с неравномерным шагом, расчетный коэффициентпрочности j_d долженприниматься равным минимальному значению коэффициента прочности, вычисленномупо отверстиям данного ряда.

4.3.3.6.Если деталь из углеродистой стали ослаблена рядом из трех неукрепленныхотверстий с неравномерным шагом, то коэффициент прочности допускается приниматьравным среднеарифметическому значению из коэффициентов прочности для каждогошага:

j_d= 0,5(j_min+ j_max).

При косомнесимметричном расположении отверстий коэффициенты прочности j_min и j_max должнывычисляться по формуле, приведенной в п.4.3.3.3 соответственно при a = a₁, и a = a₂. Крометого, должен быть вычислен коэффициент прочности в продольном направлении дляшага t = a₁ + a₂ и должнобыть окончательно принято наименьшее из значений для продольного шага или длянесимметричного косого ряда.

Приведенныйкоэффициент прочности для ряда с неравномерным шагом, вычисленный по формуледанного пункта, не должен приниматься больше коэффициента прочности для ряда издвух отверстий, определенного согласно п.4.3.3.4.

4.3.3.7.Если деталь из углеродистой стали ослаблена рядом с неравномерным периодическиповторяющимся шагом, то коэффициент прочности следует определять как наименьшееиз двух значений: среднеарифметического коэффициента прочности согласноп.4.3.3.6 для наихудшего сочетания двух соседних шагов и коэффициента прочностидля двух смежных отверстий с минимальным шагом согласно п.4.3.3.4.

4.3.3.8.Если деталь ослаблена рядом отверстий одинакового диаметра, частичноукрепленных приваренными штуцерами, то величина коэффициента прочности должнаопределяться по формуле

.

Величинукоэффициента прочности j_d следуетопределять согласно пп.4.3.3.1-4.3.3.5.

Суммукомпенсирующих площадей Sf, отнесенную к одному отверстиюряда, следует определять согласно п.4.3.6.

4.3.3.9.Коэффициенты прочности детали с отверстиями равномерного или неравномерногоряда не должны превышать значения коэффициента прочности, определенного дляодиночного отверстия данного ряда.

4.3.3.10.Если между отверстиями в расчетном сечении имеет место расточка или выборкаметалла, а также изменение толщины стенки за счет скоса внутренней или наружнойповерхности, коэффициент прочности следует определять по общему правилу какотношение площади металла в сечении между кромками отверстий F₀ к полнойплощади между центрами отверстий F_t. В общемслучае расчетный коэффициент прочности j_d следуетопределять по формуле

.

4.3.3.11.Коэффициенты прочности цилиндрической детали при различных вариантахрасположения отверстий следует определять по табл.4.3 с учетом требованийп.4.3.3.9.

4.3.3.12.Для криволинейных коллекторов расчет расстояний между центрами соседнихотверстий как в продольном, так и в поперечном направлении должен производитьсяпо среднему радиусу поперечного сечения коллектора.

4.3.3.13.Для криволинейных коллекторов с кривизной R/D_a£5следует выявить значение расчетного коэффициента прочности, определяющего наименьшуювеличину номинальной толщины стенки с учетом требований п.3.3.

Таблица 4.3

 

Ва-ри-ант	Характе-ристика располо-жения отверстий	Эскизы вариантов ослабления детали отверстиями	Формулы
1	2	3	4
1	Косой ряд с равными шагами		При m > 5 рекомендуется применять формулу , где n = 1/m = a/b, m = b/a
2	Ряд отверстий с разными шагами (из угле-родистой стали): продольный	t' = tmin - минимальный шаг	Наименьшее из двух значений: среднеарифметического для наихудшего сочетания двух соседних шагов: jd = 0,5(j'd + j"d) для двух смежных отверстий с минимальным шагом продольного, поперечного и косого расположения отверстий:
	поперечный	t'1 = t1min - минимальный шаг	, где ,                 , где
	косой	; a1 = amin - минимальный шаг	,   где При m >5 - см. вариант 1
3	Зубчатый ряд с равномер- ным располо- жением отверстий: продольный		Наименьшее из трех значений: для продольного ряда с шагом t (см. п.4.3.3.1) для косого ряда при m = b/a (см. п.4.3.3.3) для двух смежных отверстий (см. п.4.3.3.4)
	поперечный	m = b/a	Наименьшее из трех значений: для поперечного ряда с шагом t1 (см. п.4.3.3.2) для косого ряда при m = b/a (см. п.4.3.3.3) для двух смежных отверстий (см. п.4.3.3.4)
4	Зубчатый ряд с нерав-номерным расположе-нием отверстий (из углеро-дистой стали): продольный	;	Наименьшее из следующих значений: наименьшего из определенных для продольных рядов I-I и II-II согласно п.4.3.3.1; наименьшего из определенных для двух соседних косых шагов: , где , наименьшего для двух смежных отверстий: , где jmin - наименьшее значение для косого ряда согласно варианту 1
	поперечный	;	Наименьшее из следующих значений: наименьшего из определенных для поперечных рядов I-I и II-II согласно п.4.3.3.2; наименьшего из определенных для двух соседних косых шагов: где , наименьшего для двух смежных отверстий: где jmin - наименьшее значение для косого ряда согласно варианту 1
5	Коридорное поле с неравно-мерным располо-жением отверстий		Наименьшее из двух значений: для продольного ряда с разными шагами согласно варианту 2; для поперечного ряда с разными шагами согласно варианту 2
6	Поле с пилооб-разным располо-жением отверстий	m = b/a	Наименьшее из следующих значений: для продольного ряда с шагом согласно п.4.3.3.1; для поперечного ряда с шагом согласно п.4.3.3.2; для косого ряда при m = b/a согласно п.4.3.3.3

 

4.3.4. Коэффициентпрочности выпуклых днищ

 

4.3.4.1. Длявыпуклых днищ, имеющих кроме лаза другие отверстия, коэффициент прочностидопускается определять по диаметру лазового отверстия, если удовлетворяютсяусловия:

расстояниеот кромки ближайшего отверстия до кромки лазового отверстия

;

расстояниемежду кромками любых других отверстий

,

где z- коэффициент, вычисляемый длялазового отверстия в выпуклом днище:

;

d₁,d₂ - диаметры отверстий в днище, кроме отверстия для лаза, мм.

4.3.4.2.Коэффициент прочности эллиптического, торосферического и полусферическогоднища, ослабленного одним неукрепленным лазовым отверстием, или при наличиидругих неукрепленных отверстий, если выполняются условия п.4.3.4.1, следуетопределять согласно п.4.3.2.

4.3.4.3.Коэффициент прочности эллиптического, торосферического и полусферического днищабез лаза, а также с лазовым отверстием, если не выполняются условия п.4.3.4.1,ослабленного двумя или несколькими отверстиями, должен определяться так же, какдля продольного направления цилиндрической детали, независимо от направленияотверстий в днище.

 

4.3.5. Наибольшийдопустимый диаметр неукрепленного отверстия

 

4.3.5.1.Наибольший допустимый диаметр неукрепленного отверстия в цилиндрических деталяхи выпуклых днищах следует определять по формуле

,

где [j_d] -минимальное допустимое значение коэффициента прочности детали, ослабленнойотверстиями, определяется по соответствующей формуле для вычисления толщиныстенки конкретной детали.

Дляцилиндрических деталей, у которых номинальным является наружный диаметр:

,

если расчет производится пономинальной толщине стенки;

,

если расчет производится пофактической толщине стенки.

Дляцилиндрических деталей, у которых номинальным является внутренний диаметр:

,

если расчет производится пономинальной толщине стенки;

,

если расчет производится пофактической толщине стенки.

Дляэллиптических, торосферических и полусферических днищ

,

где c,c₂ - суммарная и эксплуатационная прибавки, определяемые согласноразделам 1 и 3.

4.3.5.2.Используемое в расчетах значение наибольшего допустимого диаметранеукрепленного отверстия следует принимать (независимо от результатов расчетапо формуле п.4.3.5.1):

дляцилиндрической детали - не более внутреннего диаметра с учетом указанияп.4.3.8.7;

длявыпуклого днища - не более 0,61 внутреннего диаметра;

дляконической детали - не более внутреннего диаметра меньшего основанияконического элемента.

 

4.3.6. Укреплениерадиальных отверстий

 

4.3.6.1.Приводимая методика расчета укрепления отверстий применима, если отклонение осиштуцера от перпендикуляра к поверхности детали не превышает 15°.

4.3.6.2.Если диаметр отверстия превышает наибольший допустимый диаметр неукрепленногоотверстия, определенный согласно п.4.3.5, то должна быть увеличена толщинастенки детали или укреплено отверстие при помощи усиленных штуцеров, накладок,отбортовок или разными способами одновременно.

Неукрепленнымследует считать отверстие, не имеющее усиливающих деталей в виде штуцера илитрубы с толщиной стенки, превышающей необходимую по расчету на прочность навнутреннее давление, или приварной накладки, вытянутой горловины илиотбортованного воротника. Использование других способов укрепления может бытьдопущено по согласованию со специализированными научно-исследовательскимиорганизациями.

4.3.6.3.Сумма компенсирующих площадей Sf укрепляющихдеталей должна удовлетворять условию

Sf= f_s + f_n + f_w ³(d - d₀)s₀,

где f_s -компенсирующая площадь штуцера, мм²;

f_n -компенсирующая площадь накладки, мм²;

f_w -компенсирующая площадь наплавленного металла сварных швов, мм²;

s₀ -минимальная расчетная толщина стенки детали при j = 1 и c = 0, мм;определяется по формулам раздела 3.

Дляотверстия, укрепленного отбортовкой, в формулах, определяющих сумму укрепляющихплощадей Sf, вместокомпенсирующей площади штуцера f_s следуетиспользовать компенсирующую площадь отбортованного элемента f_b или f_bs.

4.3.6.4. Приукреплении одиночного отверстия детали до заданного значения коэффициентапрочности j_0c суммакомпенсирующих площадей укрепляющих деталей должна удовлетворять условию

,

где j_0d - коэффициент прочностидетали, ослабленной неукрепленным одиночным отверстием; определяется согласноп.4.3.2.

4.3.6.5. Приукреплении отверстий в ряду с одинаковыми диаметрами до заданного значениякоэффициента прочности j_c суммакомпенсирующих площадей укрепляющих деталей должна удовлетворять условию

,

где j_d -коэффициент прочности детали, ослабленной рядом неукрепленных отверстий; определяетсясогласно пп.4.3.3 и 4.3.4.

Если из двухсоседних отверстий при равных значениях диаметров укрепляется до заданногозначения j_c только одноотверстие, то сумма компенсирующих площадей должна быть удвоена.

4.3.6.6.Величину компенсирующих площадей укрепляющих деталей следует определять поформулам:

для наружныхштуцеров, конструкция которых соответствует рис.4.9, a:

;

дляпропущенных штуцеров, конструкция которых соответствует рис.4.9, б:

;

для накладок,конструкция которых соответствует рис.4.9, в:

f_n= 2b_ns_n;

дляотбортованного внутрь воротника в выпуклом днище, конструкция которогосоответствует рис.4.6:

,

где минимальная расчетная толщинастенки воротника должна быть определена по формуле

;

дляотбортованного наружу воротника в выпуклом днище или для вытянутой горловиныцилиндрической детали, конструкция которых соответствует рис.4.9, г:

.

 

 

Рис.4.9.Укрепление отверстий:

 - укреплениенаружным штуцером; б - укрепление проходным штуцером;

в -укрепление накладкой; г - укрепление вытянутой горловиной;

s_0b= s_0s при одинаковой марке стали

 

Для сварныхшвов, присоединяющих штуцера или накладки с укрепляемой деталью, компенсирующаяплощадь f_w принимается равной сумме площадей выступающихучастков наплавленного металла без учета усиления шва в соответствии срис.4.10, a, б, в.

 

 

Рис.4.10.Расчетная высота углового шва (D_min):

 - шовнаружного штуцера; б - шов утопленного штуцера; в - шовпроходного штуцера

 

Компенсирующаяплощадь шва накладки, удаленного от края отверстия на расстояние, превышающее , не должнаучитываться в расчете.

Приодновременном использовании двух штуцеров (наружного и вваренного с внутреннейстороны) или двух накладок (наружной и внутренней) компенсирующая площадь этихдеталей должна суммироваться.

Используемоепри расчете значение высоты штуцера h_s должноприниматься равным размеру по чертежу на конкретный штуцер, но не болееопределенного по формуле

.

Приодновременном укреплении отверстия штуцером и накладкой высота укрепленнойчасти штуцера h_s принимается без учетатолщины накладки.

Используемоепри расчете значение высоты штуцера h_s1 или высотыворотника h_b1 со сторонывнутренней поверхности детали должно приниматься равным размеру по чертежу наконкретный штуцер или воротник, но не более определенного по формулам:

;

.

Используемоепри расчете значение ширины накладки b_n должноприниматься равным размеру по чертежу на конкретную накладку, но не болееопределенного по формуле

.

Если металлукрепляющей детали (штуцера или накладки) обладает меньшей прочностью, чемметалл укрепляемой детали (барабана, коллектора, трубы, выпуклого днища), токомпенсирующая площадь укрепляющей детали должна быть увеличена пропорциональноотношению допускаемого напряжения укрепляемой детали к допускаемому напряжениюукрепляющей детали.

Болеевысокая прочность укрепляющей детали в расчет не должна приниматься.

Избыточнаятолщина штуцера (трубы) может учитываться в компенсирующей площади штуцера f_s только в томслучае, если штуцер приваривается швом с полным проваром толщины стенкибарабана (коллектора, днища или самого штуцера).

Значенияминимальных расчетных толщин штуцеров s_0s при j= 1 и c = 0 следуетопределять по разделу 3.

4.3.6.7. Прирасчете укрепления двух отверстий, имеющих разные размеры укрепляющих деталей,компенсирующие площади f_s,f_n и f_b следует определять поформулам п.4.3.6.6 для каждой кромки отверстий, причем коэффициент 2 вуказанных формулах следует заменить на 1. При определении суммы компенсирующихплощадей Sf следуетиспользовать среднеарифметическое значение площадей, вычисленных для каждойкромки.

4.3.6.8.Минимальные размеры сечения сварных швов D_min,D_1min,D_2min,(поГОСТ 2601 - расчетные высоты углового шва), соединяющих приварные штуцера илинакладки с расчетными деталями, должны удовлетворять следующим условиям:

для штуцеровв соответствии с рис.4.10, a, б

;во всех случаях

высоташтуцера h_s - по п.4.3.6.6;

для накладокв соответствии с рис.4.9, в

.

Ширинунакладки b_n и ее наружный диаметр D_n следует принимать согласно рис.4.9,в.

В формулахиспользованы значения коэффициентов прочности сварных соединений, значениякоторых указаны в п.4.2.2.

 

4.3.7. Коэффициентпрочности конических деталей

 

4.3.7.1.Коэффициент прочности конической детали, ослабленной одиночным отверстием, следуетопределять согласно пп.4.3.2, 4.3.5 и 4.3.6 при условии, что средний диаметрдетали должен приниматься по сечению, по которому проходит продольная осьотверстия или штуцера. Согласно рис.4.11 условный диаметр конической деталиследует определять по формуле

D_m= 2B_k + s,

где B_k - расстояние от точкипересечения продольных осей отверстия или штуцера с осью детали до условнойточки пересечения продольной оси отверстия с внутренней образующей детали.

 

 

Рис.4.11.Коническая деталь

 

4.3.7.2.Коэффициент прочности конической детали, ослабленной поперечным рядомотверстий, следует определять согласно пп.4.3.3.2, 4.3.3.8 и 4.3.3.9.

4.3.7.3.Коэффициент прочности конической детали, ослабленной продольным или косым рядомотверстий, следует определять согласно пп.4.3.3.1, 4.3.3.3, 4.3.3.8 и 4.3.3.9при условии, что во внимание принимаются два соседних отверстия, находящиеся научастке с наибольшими значениями диаметров детали.

4.3.7.4.Наибольший диаметр неукрепленного отверстия конической детали следует определятьсогласно п.4.3.5 с учетом п.4.3.7.1.

Минимальноедопустимое значение коэффициента прочности конической детали должноопределяться по формуле

,

где a - угол конусности, равный половинеугла у вершины конической детали, град;

D_k - внутреннийдиаметр наибольшего основания конической детали, мм.

4.3.7.5.Укрепление радиальных отверстий конической детали должно рассчитыватьсясогласно п.4.3.6 с учетом п.4.3.7.1.

 

4.3.8. Требованияк конструкции

 

4.3.8.1.Расчетные детали, имеющие неукрепленные и (или) укрепленные отверстия, а такжеответвления и тройниковые соединения трубопроводов, должны удовлетворятьтребованиям к конструкции детали, обусловленным используемыми методами расчетови приведенным в разделе 3.

4.3.8.2.Расстояние между центрами двух соседних отверстий одинакового диаметра,измеряемое по поверхности среднего диаметра расчетной детали, должно быть неменее 1,4 диаметра расчетного отверстия или 1,4 полусумм расчетных диаметровотверстий, если диаметры разные.

Прирасположении отверстий в один продольный или поперечный ряд допускаетсяуказанное расстояние уменьшить до 1,3 диаметра. При установке в этом ряду трубгазоплотной мембранной панели с приваркой к поверхности коллектора труб ипроставок между ними (или плавников) по всей протяженности стыкуемой сколлекторами панели расстояние между отверстиями допускается уменьшить до 1,2диаметра отверстия.

Рекомендуетсявыполнять поверочный расчет на прочность с обоснованием ресурса эксплуатации,если расчетное значение коэффициента прочности j_d £0,3.

Расстояниемежду кромками двух соседних отверстий на внутренней поверхности барабана,коллектора или днища должно быть не менее 5 мм.

4.3.8.3.Толщина стенки штуцера или накладки не должна превышать толщины стенки детали.Допускаются двухсторонние накладки.

Допускаетсяприменение штуцера или накладки толщиной до двух толщин детали, если этоопределяется технологией изготовления, но в укреплении отверстия это утолщениене должно учитываться.

4.3.8.4. Длявыпуклых днищ расстояние от кромки отверстия до внутренней поверхностицилиндрического борта, измеряемое по проекции, должно быть не менее 0,1D.Допускается уменьшение этого расстояния по согласованию со специализированныминаучно-исследовательскими организациями.

Требованиене распространяется на полусферические днища с радиальными штуцерами.

4.3.8.5.Расстояние от кромки отверстия в днище до начала закругления отбортованноговоротника, измеряемое по проекции, должно быть не менее толщины стенки днища.

4.3.8.6.Расстояние от кромки отверстия конической детали до ближайшего цилиндрическогооснования по поверхности среднего диаметра должно быть не менее , гдесредний диаметр определяется согласно п.4.3.7.1.

4.3.8.7.Максимальное значение диаметра отверстия в цилиндрической детали должноудовлетворять условию .

Этоограничение не относится к коллекторам и тройниковым соединениям, у которыхотверстие является вытянутой горловиной с высотой выступающей части не менее 10мм.

Для сварныхтройниковых соединений из углеродистых и низколегированных марганцовистых икремнемарганцовистых сталей, работающих при температурах, при которыхдопускаемые напряжения не зависят от величины расчетного ресурса (см. табл.2.2,раздела 2), допускается увеличение диаметра отверстия, определяемого изсоотношения

.

При этомследует выполнить поверочный расчет данного элемента на дополнительные нагрузкисогласно п.5.1.

 

4.4. Учетвлияния нерадиальных отверстий

 

4.4.1. Общиеположения

 

4.4.1.1. Поднерадиальными отверстиями или ответвлениями следует понимать отверстия илиштуцера (трубы) расчетной детали, направления продольной оси которых отличаютсяот радиального направления более чем на 15°.

4.4.1.2. Вданном разделе рассматриваются конструкции деталей, у которых угол отклоненияпродольной оси отверстия (ответвления) от радиального направления g непревышает 45°.

4.4.1.3.Расчетный диаметр отверстия следует принимать согласно п.4.3.1, т.е. так же,как для радиальных отверстий.

4.4.1.4.Зону укрепления отверстия следует принимать по средней поверхности детали отнаружной поверхности штуцера (в любом направлении). Длину указанной зоны b следуетопределять по формуле

.

4.4.1.5.Зону укрепления отверстия наружным штуцером или наружной частью пропущенногоштуцера следует принимать по средней поверхности штуцера от наружнойповерхности детали (точнее - от условной линии пересечения указанныхповерхностей).

Длинууказанной зоны h_s следует определять поформуле

.

4.4.1.6.Зону укрепления отверстия внутренней частью пропущенного штуцера следуетпринимать по средней поверхности штуцера от внутренней поверхности детали(точнее - от условной линии пересечения указанных поверхностей). Длинууказанной зоны h_s1 следуетопределять по формуле .

 

4.4.2. Проверкатолщины стенки тройниковых соединений

 

4.4.2.1.Выбранные размеры тройниковых соединений с нерадиальным ответвлением должныудовлетворять условию

.

Длянаклонного штуцера, конструкция которого соответствует рис.4.12, следуетпроверить выполнение данного условия для обоих участков детали (левая и праваясторона на рис.4.12).

Длятангенциального штуцера, конструкция которого соответствует рис.4.13,достаточно проверить выполнение указанного условия только на одном участке(правая сторона на рис.4.13).

4.4.2.2.Площадь нагружения A_p и площадисопротивления (A₀ - длядетали, A_s - для штуцера и A_n - для накладки) следует определятьсогласно рис.4.12 и 4.13.

Еслинаклонный штуцер располагается в плоскости под углом к продольной плоскостидетали (в которой находится проекция продольной оси штуцера), то следуетпроверить выполнение условия, приведенного в п.4.4.2.1, для каждой проекциисечения на продольное и поперечное сечения детали.

 

 

Рис.4.12.Схема детали с наклонным штуцером

 

 

 

Рис.4.13.Схема детали с тангенциальным вводом штуцера

 

4.4.2.3. Длятройниковых соединений, конфигурация которых характеризуется плавнымипереходами от поверхности детали к ответвлению и которые, как правило,изготовляются ковкой (рис.4.14) или литьем (рис.4.15), допускается вычислениеплощадей сопротивления производить по усредненным площадям прямоугольнойконфигурации при условной толщине стенки s- c и ответвления s_s - c.

4.4.2.4. Приукреплении детали наружной накладкой в условии, приведенном в п.4.4.2.1,следует принимать коэффициент m = 0,7, для внутренней накладкиm= 0,3.

 

 

Рис.4.14.Схема кованого тройника

 

 

 

Рис.4.15.Схема литого тройника

 

 

4.4.3. Проверкатолщины стенки развилок

 

4.4.3.1. Подразвилками следует понимать тройниковое соединение Y - образноготипа, предназначенное для разделения потока среды в трубе на два симметричныхпотока, направление которых располагается под углом b кпродольному направлению основной трубы.

В настоящемподразделе рассматриваются конструкции развилок с углом 30° £ b £60°.

4.4.3.2.Выбранные размеры развилок, конструкция которых соответствует рис.4.16, должныудовлетворять условию

.

Условиепроверяется отдельно для каждого из указанных на чертежах участков A_p1 и A_p2, A_s1 и A_s2, A₀₁ и A₀₂.

Длинаукрепляющих зон определяется согласно пп.4.4.1.4, 4.4.1.5, 4.4.2.3.

 

 

Рис.4.16.Схема развилки

 

4.4.3.3. Длясварных развилок толщина стенки по сварному соединению должна превышать толщинустенки основного металла по данному участку (сечению) развилки не менее чем на20%