РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ СОСУДОВ И АППАРАТОВ, РАБОТАЮЩИХ В КОРРОЗИОННО-АКТИВНЫХ СЕРОВОДОРОДОСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ
РД 26-02-62-98
АО ВНИИНЕФТЕМАШ
Москва 1998
ЕРЖДАЮ 60 «(Оборудование хюлерсрабзшваюик:о>
8 А Заваров
Лист утверждения.
Расчет на прочность элементов сосудов и аппаратов, работающих в шрроз ионно-активных сероводо-родосодержащи ч средах.
^Петроцим инжиниринг»
J/и директоо, ктн Вихман.
отдела прочности, к, т н Зусмановская.
Главный специалист по сварке Ф Корнеев
АООТ «ВНИИНЕФТЕМАШ»
генерального
Н Ермолаев
^еду^щии;<^делом 30
^ Ю С Медведев
абораторией />^J? А Н Бочаров
Старший научный сотрудник ^ Б С Вольфсон
|
Главный | |
уктор
Р Павловский |
|
й лабораторией № 93 /•" ~Т В Булчи некая |
Ведущий инженер набораюрии Mi 93 Н Д Джалилова
|
О 1
0.2
0.3
Q.4
0.5
0.7
1.0
и*. г
й
ъ |
|
Коэффициент К |
|
|
Put. 8
Рис, 9 |
|
|
0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0.4
Рис. 13 |
4 2 Условие прочности в сечении So:
Ао* j 2 >^^2^»4ог2| *^^*22 * ^^*23 * ^^*24 ^
г ,<х„,<т определяются по РД 26-15, а величина
°!1 *СГ124£Г139еГ14*<Т21>еГ22,<Т23,<Г24 опРеделяются П( [а] - по п. 1.1 настоящего руководящего документа.
5. Проверка элементов теплообменных аппаратов типа ТП и TU по напряжениям.
5.1. Проверка прочности трубной решетки теплообменников типа ТП и TU производится по формуле:
Величина максимального изгибающего момента в перфорированной зоне решетки Мт^ для теплообменников типа ТП определяется по п. 5.2,
для теплообменников типа TU - по п.5.3, а величина допускаемого напряжения [сг] - по п.1.1 настоящего руководящего документа. Величины
^ ,5 ,с определяются по РД 26-14. $
5.2. Величина максимального изгибающего момента в перфорированной зоне решетки м для теплообменников типа ТП определяется по
ШАХ
п. Z2.4.1 РД26-14. При этом, величина перерезывающей силы , распре
деленной по периметру перфорированной части трубной решетки, определяется по формуле:
Ов = ~£(Рт~Рм)’ (?)
а величина распределенного по периметру перфорированное чаши трубной решетки шгибающего момента \ta - по формуле:
где: коэффициенты ж и К2 определяются по графику рис. 14 настоящего руководящего документа в зависимости от значения m , а величины
Л я
i
яфурт,рм#^аъФ2,Фъ-по п. 2 РД 26-14.
5.3. Величина максимального изгибающего момента в перфорированной зоне решетки A# для теплообменников типа TU определяется по
формуле:
A/nM=max{(AfJM4 <9>
Здесь:
к.
1(Ж,
(г
Ч=^Ч+0>4(гг-р,>г do
Коэффициенты ^,<р2,<р^,<р4определяются по графику рис 15 настоящего руководящего документа в зависимости от значения ® :
Коэффициенты Ki, К2, фц ф2, ф3, ф4
|
js V JVj*
Кг
фь Ф2, фз, ф4 |
|
О)!
.#
И) с > |
|
Рис, 14
Рис. 15 |
c.i7
дм аппаратов с перегородками по межтрубному пространству:
(12)
- дам аппаратов без перегородок по межтрубному пространству:
(В)
Величины по п, 2 РД 26-14.
5.4. Проверка прочности тепяообменнпых труб теплообменников типа ТП я TU производится по п.п 2.2.7.1 и 2.2.7.2 РД 26-14. При этом, следует использовать величины допускаемых напряжений, определенные в соответствии с п.1.1 настоящего руководящего документа, а величины допускаемых амплитуд условных упругих напряжений принимать равными
Расчетные величины осевой силы и нагибающего момента в трубе Nj, nMj, для теплообменников типа ТП определяется по п. 5 5, а для теплообменников тала TU - по п 5.6 настоящего руководящего документа.
5.5. Расчетные величины осевой силы и изгибающего момента в трубе Nj. wMT для теплообменников типа ТП определяются по п.2.2.3.3 РД
26-14. При этом, используются значения величин распределенных по периметру перфорированной части трубной решетки перерезывающей силы
Q и изгибающего момента М , определенные в соответствии с п. 5.2 на-& (2
стоящего руководящего документа
5.6. Расчетные величины осевой силы и изгибающего момента в трубе NT и Мр для теплообменников типа TU определяются по формулам:
(14)
Здесь: величины определяются в соответствии с п. 2 РД 26-
14, а М в соответствии с п. 5.3 настоящего руководящего до-
а 1 m *
куменга
0.12
Приложение 1 (обязательное) УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
|
Наименование |
Обозначение |
|
Расстояние от оси теплообменного аппарата до оси наибо- |
а\ |
|
лее удаленной трубы, мм |
|
|
Расчетная прибавка к толщине стенки, мм |
С |
|
Внутренний диаметр обечайки, мм |
D |
|
Расчетный диаметр укрепляемого элемента, мм |
dp |
|
Расчетный диаметр штуцера, мм |
dP |
|
Наружный диаметр трубы, мм |
d<p |
|
Количество труб в пучке |
i |
|
Момент инерции сечения трубы, мм4 |
JT |
|
Коэффициенты |
K'Kb'KVK2 |
|
Расстояние от решетки до первой перегородки, мм |
кя |
|
Расчетные распределенные изгибающие моменты в сече- |
, A/д,,, |
|
ниях решетки, Н мм1 мм |
|
|
Изгибающий момент, действующий на трубу, Н мм |
MT |
|
Осевая сила, действующая на трубу, Н |
NT |
|
Коэффициент запаса по отношению к временному сопро- |
nB |
|
тивлению |
|
|
Коэффициент запаса по отношению к пределу текучести |
nT |
|
Расчетное давление, МПа |
P |
|
Расчетное давление в межтрубном пространстве, МПа |
Pm |
|
Расчетное давление в трубном пространстве, МПа |
Pt |
|
Минимальное значение предела текучести при расчетной |
К |
|
температуре, МПа |
|
|
Минимальное значение условного предела текучести при |
Pp02 |
|
расчетной температуре (напряжение, при котором остаточ- |
|
|
ное удлинение составляет 0,2 %), МПа |
■ |
|
Минимальное значение временного сопротивления (преде- |
Д* 1 |
|
да прочности) при расчетной температуре, МПа |
|
|
Радиус выточки, мм |
rB |
|
Толщина стенки обечайки или днища, мм |
s |
Группа Г40
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
Расчет на прочность элементов со- РД 26-02-62-98
судов и аппаратов, работающих в коррозионно-активных сероводородосодержащих средах
Срок введения с 99-01-01
Настоящий руководящий документ устанавливает нормы и методы расчета на прочность сосудов и аппаратов из углеродистых и низколегированных сталей, работающих в условиях воздействия статических и повторно-статических нагрузок при температурах не выше 200 °С в коррозионноактивных сероводородосодержащих средах.
Общий принцип подхода к расчету, использованный в настоящем руководящем документе, состоит в ограничении величин растягивающих напряжений в элементах, контактирующих с коррозионно-активными сероводородосодержащими средами, в дополнение к обычному расчету по предельному состоянию, выполняемому в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. При этом, необходимые коэффициенты запаса прочности в рабочих условиях назначаются в зависимости от группы блока или аппарата по РД 26-02-63, а влияние характера напряженно-деформированного состояния на прочность элемента при оценке условных упругих напряжений учитывается введением дополнительных коэффициентов к значениям допускаемых напряжений
Настоящий руководящий документ действителен при соблюдении
|
ированию и лением в |
|
. В. Раков |
иммаш" о 107 99.04.14 еральното
требований РД 26-02-63 “Технические требования изготовлению блоков, сосудов и аппаратов, рабо коррозионно-активных сероводородосодержащ
|
Приложение 1 (обязательное) |
|
Наименование |
Обозначение |
|
Толщина втулки фланца в месте приварки к обечайке, мм |
|
|
Толщина втулки фланца в месте приварки к тарелке, мм |
*! |
|
Толщина накладного кольца, мм |
Ь |
|
Толщина трубной решетки, мм |
sp |
|
Безразмерные коэффициенты |
Ф2,Фз |
|
Коэффициент прочности трубной решетки |
V? |
|
Коэффициенты |
Х\ |
|
Расчетное напряжение в трубной решетке, МПа |
ар |
|
Расчетные напряжения в сечениях фланца при затяжке и их приращения в рабочих условиях, МПа Приведенные расчетные напряжения в сечениях фланца, МПа |
<y,j А<уч |
|
<**> |
|
Допускаемое напряжение, МПа |
М |
|
1. Общие требования
1.1. Допускаемые напряжения, коэффициенты запаса прочности
ИЛ Допускаемые напряжения в рабочих условиях [сг] при расчете
по предельным нагрузкам элементов сосудов и аппаратов из углеродистых и низколегированных сталей, работающих при статических и повторно-сгагшческйх нагрузках и температурах не выше 200 °С в коррозионно-активных сероводородосодержащих средах определяются по формуле
где. коэффициенты запаса прочности, определяемые в соответст
вии с п.1.1.2 настоящего руководящего документа
Допускаемые напряжения для условий монтажа, гидро- и пневмоис-пытаний и коэффициенты запаса устойчивости определяются по ГОСТ 14249-89.
1.1 2. Коэффициенты запаса прочности в рабочих условиях должны соответствовать таблице:
|
Таблица |
|
|
Коэффициенты запаса прочности |
|
Группа блока иди аппарата |
йу |
Пв |
|
I |
2 |
3 |
|
и |
1 8 |
3 |
|
Ш, IV |
16 | 26 |
|
113 Расчетные значения предела текучести, временного сопротивления и коэффициентов линейного расширения для сталей, широко используемых в химическом, нефтяном и газовом машиностроении принимаются
а соответствии с приложениями 2,3 к ГОСТ 14249
114 Разрешается допускаемые напряжения в рабочих условиях при расчетной температуре 20 °С определять по п 111 настоящего руководящего документа, принимая гарантированные значения механических харак-
теристик в соответствии со стандартами или техническими условиями на стали с учетам толщины листового проката
1.1,5. Механические характеристики при повышенных температурах, принимаемые е учетом толщины проката и групп прочности стали, включая механические характеристики сталей, отсутствующих в приложениях 2,3 к ГОСТ 14249, разрешается определять либо по нормативнотехнической документации, утвержденной в установленном порядке, либо путем проведения испытаний представительного количества образцов, обеспечивающего гарантированные значения прочностных свойств.
1.1.6 Величины расчетных температур, рабочего, расчетного и пробного давления, расчетных усилий и моментов, а также прибавок к расчетным толщинам конструктивных элементов определяются в соответствии с ГОСТ 14249,
1.1.7. Для элементов сосудов и аппаратов, рассчитываемых не по предельным нагрузкам, например фланцевых соединений, критерии прочности, допускаемые напряжения и коэффициенты запаса должны определяться по соответствующей нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке, если только в настоящем руководящем документе не оговорены иные требования.
1.2. Растет обечаек и днищ
1.2.1- Расчет обечаек и дншц производится по ГОСТ 14249. При этом используются величины допускаемых напряжений, определенные в соответствии с пЛ1 настоящего руководящего документа,
1.2.2. Определенные в соответствии с п. 1.2.1 толщины цилиндрических обечаек в местах присоединения плоских отбортованных дншц подлежат дополнительной проверке с учетом концентрации напряжений по ц.2.1 настоящего руководящего документа.
1.3 Расчет укрепления отверстий
1.3Л. Расчет укрепления отверстий в обечайках и днищах производится по ГОСТ 24755 и РД 26 260.05 с последующей проверкой условий прочности по п,3.1 настоящего руководящего документа.
с.5
1.4. Расчет фланцевых соединений
1.4.1. Расчет фланцевых соединений сосудов и аппаратов в условиях монтажа до подачи среды производится в полном соответствии с РД 26-15 независимо от группы аппаратов.
1.4.2. Коэффициенты запаса и допускаемые напряжения для шпилек (болтов) в рабочих условиях следует определять по п.п. 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4 РД 26-15.
1.4.3. Проверка прочности приварных встык фланцев в рабочих условиях производится в соответствии с п.4 настоящего руководящего документа.
1.4.4. При выборе и расчете фланцевых соединений штуцеров и арматуры следует принимать величины допускаемых напряжений в рабочих условиях, не превышающие значений, определенных в соответствии с п. 1.1 настоящего руководящего документа.
1.5. Расчет элементов тешюобменных аппаратов.
1.5.1 Расчет элементов теплообменных аппаратов типа ТН и ТК производится по РД 26-14. При этом, следует использовать величины допускаемых напряжений, определенные в соответствии с п.1.1 настоящего руководящего документа, а величины допускаемых амплитуд условных упругих напряжений принимать равными 0.65[сг].
1.5.2. Расчет трубных решеток и теплообменных труб аппаратов типа ТП и TU следует производить в соответствии с РД 26-14 с дополнительной проверкой напряжений по п.5 настоящего руководящего документа.
2. Определение напряжений в цилиндрической обечайке в зоне концентрации в месте присоединения плоского отбортованного днища.
2.1. Напряжения в месте присоединения плоского отбортованного днища к цилиндрической обечайке должны отвечать условию’
(1)
Коэффиеткнт а £ определяется по графику рис 1 в зависимости от г^А f~c)
величины ——-- , величина [<т] определяется по п 1,1 настоящего ру-
( D ■* 5-с)"
ководящего документа.
3. Проверка напряжений в местах врезки штуцеров и люков.
3.1. Расчетное напряжение в месте врезки штуцера или люка в цилиндрическую обечайку должно отвечать условию:
3.2. Расчетное напряжение в месте врезки штуцера или люка в эллиптическое или полусферическое дншце должно отвечать условию:
Коэффициенты K,K& определяются по графикам рис. 2 - 13 в завися s~e ~с
сдаости от отношений , — и ——- Величины P ,d n % опреде-
D 2> s~c Р Р 1
Р
ляются по ГОСТ 24755, а величина [а] -поп.М настоящего руководящего документа.
^- = 0.05 для соответствующих
3.3. В случае использования накладного кольца
При ~2- < 0.05 величины АГД следует принимать как для отношения Р
й не менее
допускается в формулах (2) и (3), а также при определении коэффициентов Л,ДД по графикам на рис. 2-13 вместо (г-е) подставлять (S+S2C)
3.4. При использовании наклонных и тангенциальных штуцеров, а также узлов врезки иных конструкций, отличающихся от рассматриваемых в ilil 3.1-3.3, допускается производить определение расчетных растягивающих напряжений на внутренних поверхностях узлов врезок численными методами с использованием ЭВМ, с последующей оценкой полученных результатов в соответствии с иль 3.1, 3.2 настоящего руководящего документа.
4. Условие прочности приварного встык фланца в рабочих условиях.
4.1 Условие прочности в сечении Si:
№ ,, +Дегп)2 "К'Тз +л<7в)2 ~iai 1 +АоТ |Х°'13+До'1з)
^(a-l2+A(7l2)2+(al4+AaI4)2-(al2+Aal4Xa-,2+Aa!4)
(4)
|
2,4
1,4 |
|
0,3
44
45
47
1,5 |
|
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,06 0,09 0,1 |
0.3
0.4
45
0.4
0.7
0.8
1.0
1.5
D,
0,1 0,2 0,3 0.4 0,5 0,6 0,7 0,8
Рис, 5
