ГОСТ 26159-84 Сосуды и аппараты чугунные. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
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
СОСУДЫ И АППАРАТЫ ЧУГУННЫЕ Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования Cast iron vessels and
apparatus. Norms and |
ГОСТ (СТ СЭВ 4008-83) |
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 ] = kN kP kB ; (1)
для чугуна с шаровидным графитом
[ s ] = kN kP min . (2)
Коэффициенты kN , kP и kB 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
Условия расчета |
Коэффициент |
Отожженный или эмалированный чугун |
KN = 1,0 |
Неотожженный чугун |
KN = 0,8 |
Неразрушающий контроль и контроль механических характеристик, проводимый на каждой отливке |
KP = 1,0 |
Для серийных изделий при проверке соблюдения литейной технологии и контроле механических характеристик, проводимых на всей плавке |
KP = 1,0 |
Контроль механических характеристик, проводимый на всей плавке, при отсутствии неразрушающего контроля |
KP = 0,85 |
Элементы, испытывающие преимущественно изгибающую нагрузку (плоские днища, торосферические и сферические неотбортованные днища в случаях расчета в краевых зонах, фланцы) |
KB = 1,4 |
Элементы, испытывающие преимущественно мембранные напряжения (цилиндрические обечайки, выпуклые днища при расчете в центральных зонах) |
KB = 1,0 |
Таблица 2
Условия нагружения |
Коэффициент запаса прочности |
||
Для чугуна с пластинчатым графитом и ковкого чугуна |
Для чугуна с шаровидным графитом (относительное удлинение при разрыве ³ 12 %) |
||
nBG |
nB |
nТ |
|
Рабочие условия |
7,0 |
4,4 |
3,0 |
Условия испытания и монтажа |
3,5 |
2,2 |
1,5 |
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 kN = kP = 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
Условия нагружения |
Коэффициент запаса прочности |
|
nBE |
nBm |
|
Рабочие условия |
2,2 |
3,5 |
Условия испытания и монтажа |
1,3 |
2,2 |
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 K 1 и K 2 принимают в зависимости от марки чугуна и элемента конструкции; при отсутствии таких данных следует принимать:
K 1 = 1,45;
K 2 = 3,0.
Значение коэффициента K 3 принимают из условия:
K 3 =
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 sR + c. (10)
Величина прибавки к расчетным толщинам с, мм, должна определяться по формуле
c = c 1 + c 3 .
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
Термин |
Единицы измерения |
Условное обозначение |
Сумма прибавок к расчетным толщинам стенок |
мм (см) |
с |
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии |
мм (см) |
с 1 |
Прибавка технологическая |
мм (см) |
с 3 |
Коэффициент, равный отношению предела прочности при изгибе к пределу прочности при растяжении |
|
K 1 |
Коэффициент, равный отношению предела прочности при сжатии к пределу прочности при растяжении |
|
K 2 |
Коэффициент, учитывающий знак напряжения от изгиба |
|
K 3 |
Коэффициент, учитывающий влияние термической обработки |
|
kN |
Коэффициент, учитывающий объем контроля |
|
kP |
Коэффициент, учитывающий нагружение элементов конструкции |
|
kB |
Коэффициент запаса прочности по пределу прочности при растяжении для чугуна с шаровидным графитом |
|
nB |
Коэффициент запаса прочности по пределу прочности при растяжении, для суммарных напряжений |
|
nBE |
Коэффициент запаса прочности по пределу прочности при растяжении для ковкого чугуна и чугуна с пластинчатым графитом |
|
nBG |
Коэффициент запаса прочности по пределу прочности при растяжении для мембранных напряжений |
|
nBm |
Коэффициент запаса прочности по условному пределу текучести при 0,2 %-ном удлинении для чугуна с шаровидным графитом |
|
nT |
Коэффициент запаса устойчивости |
|
ny |
Исполнительная толщина стенки |
мм ( см ) |
s |
Расчетная толщина стенки |
мм (см) |
sR |
Минимальное значение условного предела текучести при расчетной температуре (при 0,2 %-ом остаточном удлинении) |
МПа (кгс/см2) |
s 0,2 |
Минимальное значение предела прочности при растяжении при расчетной температуре |
МПа (кгс/см2) |
s B |
Напряжение от изгиба |
МПа (кгс/см2) |
s i 1 , s i 2 |
Мембранное напряжение |
МПа (кгс/см2) |
s m 1 , s m 2 |
Максимальное суммарное напряжение на внутренней или наружной стороне стенки сосуда |
МПа (кгс/см2) |
s max |
Минимальное суммарное напряжение на внутренней или наружной стороне стенки сосуда |
МПа (кгс/см2) |
s min |
Допускаемое напряжение при расчетной температуре |
МПа (кгс/см2) |
[ s ] |
Допускаемое напряжение для суммарных напряжений |
МПа (кгс/см2) |
[ s ] E |
Допускаемое напряжение для мембранных напряжений |
МПа (кгс/см2) |
[ s ]m |