Расчет на механическую прочность

Расчет на механическую прочность от внутреннего избыточного или наружного давления и внешних нагрузок (силы тяжести, ветровых, сейсмических и др.) производится для всех основных элементов аппарата (обечаек, крышек, днищ, трубных решеток теплообменников, тарелок колонн, фланцевых соединений и их крепежных деталей, перемешивающих устройств, опор и т. д.). Стандартные элементы при применении их в конструируемом аппарате выбираются на ближайшее большее условное давление для рабочей температуры и на прочность, как правило, не рассчитываются.

Допускаемые напряжения для конструкционных материалов из сталей для рабочих условий принимаются:

- для углеродистых сталей при расчетной температуре £380 °С и низколегированных сталей при расчетной температуре £420 °С равны меньшему из значений:

- для высоколегированной (аустенитной) стали при расчетной температуре £525 °С – меньшему из равенств:

или

.

При больших значениях расчетных температур допускаемые напряжения для любой стали принимаются равными наименьшему значению из равенств:

В этих выражениях:

[s] – допускаемое напряжение;

s_Т – предел текучести;

s_B – предел прочности (временный предел прочности);

s_0,2 – условный предел текучести;

s_D–предел длительной прочности;

s_1% ‑ предел ползучести;

n_T, n_B, n_D, n_п– соответствующие коэффициенты запаса прочности;

h ‑ поправочный множитель.

К допускаемым напряжениям для деталей вводится поправочный множитель h:

- для деталей из стальных отливок при индивидуальном контроле неразрушающими методами, равный 0,8;

- для остальных стальных отливок– 0,7;

- для прочих деталей, как правило, 1.

Коэффициенты запаса прочности принимаются по табл. 11.1.

Коэффициент запаса устойчивости при расчете элементов аппарата на устойчивость по нижним критическим напряжениям принимается: для рабочих условий – n_у = 2,4; для условий испытания и монтажа – n_у = 1,8.

Таблица 11.1. Коэффициенты запаса прочности

При расчете на прочность и устойчивость сварных элементов аппаратов в расчетные формулы вводятся коэффициенты прочности сварных швов, значения которых в зависимости от конструкции шва и условий сварки принимаются по табл. 11.2.

Таблица 11.2. Коэффициенты прочности сварных швов для стальных сосудов и аппаратов по ГОСТ Р 52857.1-2007

Исполнительные или принимаемые при конструировании размеры рассчитываемых элементов, как правило, должны быть больше расчетных на значение конструктивной прибавки, т. е.

s³s_R + c.

Общее значение конструктивной прибавки

c = c₁ + c₂ + c₃,