МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ Методы расчета на прочность с учетом смешения кромок сварных соединений,угловатое-тя и нокруглости обечаек
РД 26-6-87
Москва 1987
УТВЕРЖДАЮ
Начальник Главного технического управления
I) / 'К
f __но; В. Захаро в
ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ
Методические указания.Сосуды и аппараты стальные.Методы расчета на прочность с учетом смещения кромок сварных соединений,угловатости и некруглости обечаек
РД гЬ-6-87
Заместитель директора НДОШШАЫа
Начальник
нисос
В.И.Рачков
В.Д.Бабансккй-
М.Л.Немчин
Б.Ф.Гусаков И.В.Сорокина В.А.Ршшин
Начальник отдела прочности
Рукоподатель разработки, научный сотрудник
Начальник сектора НИООС
Начальник сектора прочности машин и аппаратов
Научный сотрудник Научный сотрудник СОГЛАСОВАНО:
Начальник отдела стандартизация Главного технического управления
круговой формы поперечного сечения цилиндрической оболочки номинального диаметра, распределенные по части окружности оC'D , Обусловленные продольной вмятиной ( черт. 2а) или обусловленные наружным уводом кромок сварного продольного шва ( черт. 26).
2.2.1. Расчет обечаек } нагруженных внутренним избыточным
давлением
2.2.1.1. Допускаемое избыточное
формуле ^ „
2y-f&Jfs-c)
[р]
где коэффициент при толщине свариваемых листов я <20 мм
определ тется по графику черт. 6 или вычисляется по бюрмуле
А.........при
JL-
При толщине свариваемых листов S > 20 mi коэффициент А.,
определяется по графику П черт. 6 или вычисляется по формуле ( 2.0 ) П ри ^у ~ 4 *
г 2.2.1.2. Амплитуда напряжении в условиях циклического нагру
жения внутренним избыточным давлением определяется по формуле
- параметр, характеризующий зоны отклонения.
2.2.2. Расчет обечаек, нагруженных наружным давлением 2.2.2.1. Допускаемое избыточное давление Ср] определяется по формуле (5) с использованием формул (б),(7) и(8), при этом параметр "а" , входящий в формулу (б)т определяется по формуле
- /С-
—--100у£ в случае продольной вмятины ( черт. 2 а)
СН Ъ (17)
0 в случае наружного увода кромок (.черт.2 б)
и*
Величина давления Ср] р , входящая в формулу ([^определяется :
I) в случае продольной вмятины ( черт. 2 а)
2 [6 JCs-c)
т
где коэффициент при толщине листов по формуле
V J А.........
I
чу ---—------ -J . . при
S ^ £0 мм определяется
S'
при толщине листов от 20 до 50 га коэффициент определяется по
формуле _ , £■
• - при f < D,j■
2) в случае наружного увода кромок ( черт.2б)
__ДС&З/Ус) v
~ 3) ■+ (s-c) »
где X. определяется по формуле (15)
2.2.2.2. Амплитуда напряжеттий в условиях циклического нагруже]
наружным давлением определяется по формуле
S'
\ + iiMi £-.р-У
Па-4 l£ Vs-c;
3. СМЕЩЕНИЕ КРОМОК СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
3.1. Смещение кромок продольного сварного шва ( черт.За)
3.1.1. Расчет обечаек .нагруженных внутренним избыточным давлением
3.1.1.1. Допускаемое избыточное давление рассчитывается по формуле
где коэффициент определяется по графику черт.6 или по
формуле (15).
3.1.1.2. Амплитуда напряжений в условиях циклического нагружения избыточным давлением- определяется по формуле
,3)
,...... (24)
А ($ -с)
3.1.2. Расчет обечаек, нагруженных наружным давлением 3.1.2.1. Допускаемое избыточное давление определяется по формуле (5)?в которой принимается : срз: -tp].,
определяемое по разделуйГОСТ 14243-80; допускаемое давление из условия прочности определяется лс форлуле
5.-ft» кз-с)
гр]
Р 3 -‘•(’s-
где коэффициент ^ определяется по и. 2.2.1.1.
3.1.2.2. Амплитуда условных упругих напряжений при циклическом нагружении избыточным давлением определяется по формуле (24).
3.2. Отклонения в кольцевом сварном шве
К отклонениям в кольцевом сварном шве относятся случая смещения кромок стыкуемых царг ( черт.Зб) , а также случаи внутреннего или наружного увода кромок ( черт. 4 )
3.2.1. Расчет обечаек .нагруженных внутренним давлением
3.2.1.1. Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитывается по формуле
tf -[ejfs-cy /ПСП {4\i ’2}
JD + fs-c) (26)
где коэффициент У определяется по графикам черт.6 или по формуле п. 2.2.1.1.
3.2.1.2. Амплитуда напряжений при циклическом нагружении избыточным давлением определяется по формуле
tpi-
РД 26-6-37
где коэффициенты Кли Кг, определяются по графикам черт.7 или рассчитываются по формулам
^ = °,5 И ■+ 3 -jrr) (28)
kj, = \ ■+ o,hs — (29)
3.2.2. Расчет обечаек, нагруженных наружным давлением
3.2.2.1. Поверочный расчет выполняется по ГОСТ 14249-80.
3.2.2.2. Амплитуда напряжений при циклическом нагружении избыточным давлением определяется го формула (27) с использованием фирмул (28) и (29).
4. ОЦЕНКА МАЛОЩЮЮБОЙ ПРОЧНОСТИ
4.1. Оценка малоциклоьог точности ( определение допекаемой амплитуды напряжений [<од] или допускаемого числа циклов нагружения [N]) выполняется по формулам ГОСТ 25859-83 ( разд.б) при Ga = КЭ ,
где £эа - определяется по формулам соответствующих разделов настоящего стандарта в зависит'-ости от еидэ отклонения;
К"э - принимается по таблице .
4.2. В случае , если стыковой шов не совпадает с расчетным сечением ( черт. 1-3) и удален от последнего на расстояние более, чем 0,5 ]Jj)(s-c) , в расчет принимается К = I .
|
Коэффициенты ^4 |
|
|
V^D/77. Р |
с. 15
|
РД 26-6-87 |
|
Характеристика сварного шва |
Схема сварного шва |
~Щхректи вныи ко эффпциент концентрации наполнений |
|
Углеродистая сталь |
Низколегирс ванная и аустенитные стали |
|
Стыковой сварной шов с плавным переходом и полным проваром |
|
1,0 |
1,0 |
|
Стыковой сварной шов с подкладным листом по всей длине шва
Стыковой сварной шов (односторонний ) с неполным проваром |
тъшшз, |
1,2 |
1,4 |
|
|
1,5 |
1" 1 г '■ - -1,8
!
1 |
|
Стыковой шов со смещением кромок |
|
1,3 |
,
1
1,5 |
|
РД 26-S-8? ПРИЛОЖЕНИЕ \ Справочное
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Наименование
Параметр,характеризующий кекруглостьS Сумма прибавок к расчетной толщине стенки обечайки,мм (см),
Внутренний диаметр идеальной обечайки,мм(см) Наибольший наружный диаметр обечайки :ш( см)
Наименьший наружный диаметр сбо^тчйкч:,:л/:(см) Модуль продольной упругости при расчетной температуре, Ша( кгс/см^)
Поправочный коэффициент Безразмерные коэффициенты Эффективный коэффициент концентрации напряжений для сварных швов Допускаемое число циклов нагружения Параметр зоны некруглости Коэффициент запаса устойчивости Расчетное внутреннее избыточное или
наружно е давленае,МПа(кгс/см^) Допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление, МПаСкгс/см2) Допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругости для обечайки с отклонениям,МПа(кгс/слг) Допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругости для оболочки круговой фор,ш(без дефектов), МПа(кгс/ск?)
Наименование
Ркр
Рт
Ср]р
s
Л
%
о, ^оу , 4У
Критическое давление длинной обечайки МПа(кгс/см2)
Давление 'текучести,МПа( кгс/см2)
Допускаемое наружное давление из условия прочности при ip =1,МПа(кгс/см2) Исполнительная толщина стенки обечайки, ш( см)
Половина центрального угла зсни гокруглости, радиан ( черт.2 )
Величина отклонения от идеальной круговой формы или величина* смещения и увода кромок, мм(см) ( черт, 1-4 )
Безразмерные коэффициенты
Амплитуда напряжений, МПа (кгс/см 2)
Расчетная амплитуда напряжений, МПа( кгс/см2) Допускаемая амплитуда напряжений, МПа(кгс/см2) Допускаемое напряжение для материала обечайки при расчетной температуре,
МПа( кгс/см2)
Предел текучести материала при расчетной температуре, МПа(кгс/см2)
Коэффициент прочности сварных швов Расчетная длина гладкой обечайки,мм(см) Величины р}с)у>} определяются в
соответствии с ГОСТ 14249-80
РД 26-6-87
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное
ПРИМЕР РАСЧЕТА
Исходные данные для круговой цилиндрической обечайки :
3) = 1600 мм t = ЮС°С
£ = 1600 мм у = 0,9
S = £ мм S-с = 5 мм. р =0,8 МПа
г I мм
В аппарате возможно образование вакуума Материал обечайки аппарата - счаль БСт.З
Е = 1,91.105 МПа ( по ГОСТ 14249-80 ) и= 149,0 МПа ( ОСТ 26-JI-04-84 )
(Е>т - 230,0 МПа
Пример I Общая некруглость ( п. 2.1)
--:*-40— ’ЛОО /0
J) ГПАХ f -Р ПГНП '
2.1 Л. Расчёт'гнагружепыых внутренним избыточнш давлением 2.1.1Л. Допускаемое избыточное давление рассчитывается по формуле n v ч
Ср] =1Л5Д£Л,1
lJ 3 + <fs-c) ,
где коэффициент А0 определяется по формуле ( 2 ) :
\ = I при (X = I %
= 0,83В МПа
р =0,8 МПа < гР] = 0,836 МПа .
Полученный результат сравним со значением, рассчитанным в соответствии с ГОСТ 14249-80 (п. 2.3).
(2.3.1). Обечайки, нагруженные внутренним избыточным давлением
Группа Г02
руководящей документ по стандартизации
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ Методы расчета на прочность с
учетом смещения кромок сварных со еда нений,угловато с ти и не кругло сти обечаек ОКОТУ 3603
Дата введения 01.07.87
Настоящий руководящий документ устанавливает поверочные методы расчета на прочность стальных сварных далиндрических обечаек с учетом отклонений от правильной геометрической формы ( общая и локальная кекруглость, смещение кро??ок сварных швов ), работающих в условиях однократных и малоцикловых статических натрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным давлением.
Руководящий документ применим для сосудов и аппаратов, изготовляемых в соответствии е требованиями ОСТ 26-291-79, когда указанны?.'! стандартом разрешается , при подтверждении специальными расчетами, изготовление с увеличенными допусками.
Руководящий документ рекомендуется также к применению головными институтами подотраслей для экспертной оценки прочности сосудов и аппаратов, у которых после*изготовления установлено превышение допусков, регламентированных ОСТ 26-291-79 .
РД 26-6-87 С.49
(2.3.1.2), Допускаемое внутреннее избыточное дазление следует рассчитывать по формуле
г л 2C<Sj-%(s-c) _ 2-^3'0,9-5-
JJ + fS-c) АбОО ■+ 5 ~ МПа.
При общей кекруг^лости I % при действии внутреннего давления результаты, по РД 26-6-8? и ГОСТ 14249-80 совпадают ("при ifp-4*). 2.1.2. Расчет обечаек, нагруженных наружным давлением В соответствии с п. 2.1.2.1. определяем допускаемое наружное давление при заданной общей ,кекруглости по формуле
Г -1 О L у J £
Р Е 4 ч. 45а f ЕрЗе'Пт * т*к' а ^ 0,5 ^ ^ а = 1 ^ ' j‘ Рт
G£ D Г4oo(s~c)')2' IsiooCs-c)
Е" * £ Z. J) J |/ “э
, -6 с*
4&-40 ^,94 Чо /(б'оо
4600
Сп„ - 2/0
Р = .4 вт С%~-С\ = ? '•g3?'5, = ^42.6 МПа. ;
ГТ Э Ч- fs-c) -4600 Ч 5 1
i М - 0'°2'т/?В "Г °-02 г/£г < ^
М-о,аб = о,бУ •
о 02 5- -.ГЖГ1
‘ Г V S-C.
РД 26-6-87
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящий руководящий документ действителен при условии , что толщина стенки обенайки предварительно выбрана в соответствии с ГОСТ 14249-80 .
1.2. Сосуды и аппараты, работающие при многократных нагрузках, проверяют на циклическую прочность по ГОСТ 25859-83»
1.3. Обозначения, применяемые в формулах документа, соответствуют указанным в справочном приложении.
1.4. Расчетные значения допускаемого напряжения [£] и предела текучести GT материала обечайки принимаются пс
ОСТ 26-11-04-84.
1.5. На черт.1-4 представлены типы несовершенств обечайки с указанием расчетных величин.
1.6. Методы расчета не распространяются на случаи сочетания дефектов в расчетном элементе .
1.7. В отдельных случаях допускается проводить оценку прочности сосудов и аппаратов с учетом отклонения обечайки от правильной форрщ при помощи специальных исследований ( например, экспериментальных исследований с применением электротензометрии )•
1.8. Приведенные в руководящем документе методы расчета допустимы при условии, что неточности изготовления ( за исключением смещения кромок кольцевого шва ) находятся от отверстий , фланцевых соединений и т.п. на расстоянии не менее
2. РАСЧЕТ ОБЕЧАЕК С -ОТКЛОНЕНИЕМ ОТ КРУГОВОЙ ФОРМЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ
2.1. Общая некруглость
РД 26-6-87 С,4
Т )
|
( ' |
П Г |
|
|
Ъг i |
|
и |
— |
>
-t!L
"Т" |
|
|
1
я.) продольный сёарной шо£
д) кольцевой о&схрной шоё |
|
|
Черт.Е |
У Вод кромок кольцевого шва
Под общей некруглостью понимается общее отклонение от круговой формы по всему периметру поперечного сечения цилиндрической оболочки ( черт. I ).
2.1.1. Расчет обечаек загруженных внутренним избыточным давлением
2.1.1*1. Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитывается по формуле
Л-У>-£в}($~с) v J) , 1
где коэффициент J0 'определяется по графику черт.5 или
/!\oO(S~t))+~|/ (zoocs-c)) * ^
2 Л .1.2. Амплитуда напряжений в условиях циготического нагружения давлением определяется по формуле
рР i ------
^a~4fs-c)|J * \ -*0,455-
2.1.2. Расчет обечаек,нагруженных наружным давлением 2.1.2.1.Допускаемое избыточное давление определяемся по
из условия устойчивости овальной
обечайки в пределах упругости определяется по формуле
Л
Ер]в.........при а ^ 0,5 %;
-- .... при 05°/f 0-^2%
\ и- 45а-f • E£h• пу
рт
2-6T-Cs-c)
Г '
л | ^ 0/°^' £ ys-c ...при D,0^£|s.ci| (8)
L 0 ..........при 0№^-J~>/l
Допускаемое давление СрЗ^из условия прочности определяется
По формуле
l-[es}Cs~c)
1 _. _________
Jp J) •+fs-c)
.где коэффициент Л оу определяется по формуле '1 >.......
•ЖГЙГ7 х ' (ю)
S~C" - при CL$ 2%
LUooCS‘C)JTUaoors^c)j ^ 1
Коэффициент |«с рассчитывается по соотношениям :
4
t. Г3
• • 'nPU J) >f^fs~c) (II)
.... при ^ JZSI2
l 3 Y2Cs-c)
PT^f
2.1.2.2. Амплитуда напряжений в условиях циклического нагружения наружным давлением определяется по формуле
г* Р'Е Г1 3Q.D • tc41
Ga ~ ifs’c) И + £00fs-c) J > (13)
где ky определяется по п. 2.1.2Л.
2.2. Локальная некруглость ( черт. 2 )
Под локальной некруг^-лостью понимаются отклонения от
