СОСУДЫ И АППАРАТЫ ЧУГУННЫЕ

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

ГОСТ 26159-84

(СТ СЭВ 4008-83)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18 апреля 1984 г. № 1338 срок введения установлен

с 01.01.85

1. Настоящий стандарт распространяется на чугунные сосуды и аппараты, применяемые в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, и устанавливает общие требования к нормам и методам расчета на прочность, конструктивных элементов сосудов и аппаратов, работающих при статических нагрузках.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4008-83. Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их условные обозначения приведены в справочном приложении.

2. Расчетную температуру определяют в соответствии с ГОСТ 14249-80.

3. Рабочее, расчетное и пробное давление определяют в соответствии с ГОСТ 14249-80.

4. За расчетные усилия и моменты принимают действующие в состоянии нагружения (например, при эксплуатации, испытании или монтаже) усилия и моменты, возникающие от действия собственного веса, присоединительных трубопроводов и других нагрузок.

5. Допускаемые напряжения и коэффициенты запаса прочности при расчете по предельным нагрузкам

5.1. Допускаемые напряжения [s] определяют по формулам:

для чугуна с пластинчатым графитом и для ковкого чугуна

[s] = k_N k_P k_B ;                                                            (1)

для чугуна с шаровидным графитом

[s] = k_N k_P min .                                                     (2)

Коэффициенты k_N, k_P и k_B определяют по табл. 1.

5.2. Коэффициенты запаса прочности должны соответствовать приведенным в табл. 2.

5.3. Коэффициент запаса устойчивости (n_у) при расчетах сосудов и аппаратов на устойчивость по нижним критическим напряжениям в пределах упругости следует принимать:

2,4 - для рабочих условий;

1,8 - для условий испытания и монтажа.

Таблица 1

Таблица 2

Примечание. Для чугуна с шаровидным графитом, у которого относительное удлинение при разрыве меньше 12 %, коэффициенты запаса прочности принимают как для чугуна с пластинчатым графитом.

Проверку устойчивости чугунных элементов, как правило, не производят.

5.4. Толщины стенок или допускаемые нагрузки для деталей или узлов сосудов и аппаратов определяют по ГОСТ 14249-80, ГОСТ 24755-81 с допускаемыми напряжениями и коэффициентами запаса прочности в соответствии с пп. 5.1 и 5.2 и с прибавками в соответствии с пп. 7.1, 7.2.

6. Допускаемые напряжения, коэффициенты запаса, и условия прочности при расчете на основе теории упругости

6.1. Расчет применим для деталей из чугуна с пластинчатым графитом, для которых выполняются условия, соответствующие k_N = k_P = 1,0 (по табл. 1).

6.2. Расчет на прочность на основе теории упругости производят в следующих случаях:

при подробном исследовании напряженного состояния сосуда или аппарата;

когда расчетная схема учитывает все особенности конструкции, а также концентрацию напряжений от дефектов типа раковин и зазубрин.

При выполнении этих условий вместо расчета по предельным нагрузкам в соответствии с пп. 5.1 - 5.4 должен выполняться расчет по пп. 6.1 - 6.7.

6.3. Допускаемое напряжение определяют по формулам:

для суммарных напряжений

[s]_E = ;                                                                (3)

для мембранных напряжений

[s]_m = .                                                               (4)

6.4. Коэффициенты запаса прочности должны соответствовать приведенным в табл. 3.

Таблица 3

6.5. Для внутренней и наружной стороны стенки сосуда должны выполняться условия прочности:

s_max £ [s]_E;                                                                      (5)

|s_max - s_min| £ K₂ [s]_E;                                                           (6)

max {s_m1; s_m2} £ [s]_m.                                                           (7)

6.6. Максимальные и минимальные суммарные напряжения на внутренней и наружной стороне стенки сосуда определяют по формулам:

s_max = max ;                                 (8)

s_min = min .                                   (9)

Индексы 1 и 2 обозначают направление напряжений в плоскости стенки.

В формулах (8) и (9) необходимо учитывать знаки напряжений s_m и s_i. При этом следует иметь в виду, что s_i > 0, если изгиб вызывает на рассматриваемой стороне стенки напряжение растяжения, и s_i < 0, если изгиб вызывает напряжение сжатия.

6.7. Значения коэффициентов K₁ и K₂ принимают в зависимости от марки чугуна и элемента конструкции; при отсутствии таких данных следует принимать:

K₁ = 1,45;

K₂ = 3,0.

Значение коэффициента K₃ принимают из условия:

K₃ =

7. Прибавки к расчетным толщинам конструктивных элементов

7.1. При расчете сосудов и аппаратов необходимо учитывать прибавку с к расчетным толщинам элементов сосудов и аппаратов.

Исполнительная толщина стенки элемента сосуда и аппарата должна определяться по формуле

s ³ s_R + c.                                                             (10)

Величина прибавки к расчетным толщинам с, мм, должна определяться по формуле

c = c₁ + c₃.

7.2. Обоснование всех прибавок к расчетным толщинам должно быть приведено в технической документации на сосуды и аппараты, утвержденной в установленном порядке.

При двустороннем контакте с коррозионной и (или) эрозионной средой прибавка с₁ для компенсации коррозии и (или) эрозии должна соответственно увеличиваться.

Технологическую прибавку учитывают в тех случаях, когда ее величина превышает 5 % номинальной толщины стенки.

8. Для сосудов и аппаратов, работающих при переменных статических нагрузках, вызывающих усталостное разрушение, кроме расчета по настоящему стандарту, следует выполнять проверку на усталостную прочность.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

ТЕРМИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ, И ИХ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ