РТМ 26-02-65-83 Расчет на прочность элементов аппаратов воздушного охлаждения высокого давления |
«УТВЕРЖДАЮ» |
||
Начальник ВПО «Союзнефтехиммаш» _________________ В.В. Плещевский «____» ________________ 1983 г. |
РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Расчет на прочность элементов |
РТМ 26-02-65-83 |
Настоящий РТМ устанавливает нормы и методы расчета на прочность коллекторов продукта и коллекторов секций (рис. 1, 2) аппаратов воздушного охлаждения, работающих в условиях однократных или многократных статических нагрузок под давлением от 16 МПа до 40 МПа.
РТМ применим при соблюдении требований к материалам, конструкции, изготовлению и контролю, содержащихся в нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.
Допускается использовать РТМ для расчета аналогичных конструкций, работающих под внутренним давлением меньше 16 МПа.
Расчет продуктовых и теплообменных труб (поз. 9, 4 рис. 1, 2), колен (поз. 8, рис. 1) и заглушек (поз. 6, 10 рис. 1, 2) должен выполняться по РД РТМ 26-01-44-78 «Детали трубопроводов на давления свыше 100 до 1000 кгс/см2 (свыше 9,81 до 98,10 МПа). Нормы и методы расчета на прочность».
Элемента аппарата воздушного охлаждения высокого давления
Рис. 1.
1, 2 - коллекторы продукта, 3, 5 - коллекторы
секций, 4 - теплообменные трубы,
6 - заглушки, 7 - штуцера, 8 - колена, 9 - продуктовые трубы.
Коллектор секции
Рис. 2
1 - коллектор секции, 2, 3 - гребенки, 4 -
теплообменные трубы,
5 - штуцера, 6 - заглушки.
1. Условные обозначения
С - сумма прибавок к расчетной толщине стенки, мм (см)
Dн - наружный диаметр коллектора, мм (см)
dн - наружный диаметр штуцера, мм (см)
di - диаметр i-го участка ступенчатого отверстия, мм (см)
dR - расчетный диаметр отверстия, мм (см)
- расчетные диаметры двух рядом расположенных отверстий, мм (см)
?f - сумма компенсирующих площадей укрепляющих деталей, мм2 (см2)
fсв. - компенсирующая площадь сварного шва, мм2 (см2)
fш - компенсирующая площадь штуцера, мм2 (см2)
?f1, ?f2 - суммы компенсирующих площадей укрепляющих деталей двух рядом расположенных штуцеров, мм2 (см2)
hш - высота компенсирующей зоны штуцера, мм (см)
l1 - высота штуцера, мм (см)
l1R - расчетная высота штуцера, мм (см)
m - коэффициент
Р - расчетное давление, МПа (кгс/см2)
S - толщина стенки коллектора, мм (см)
Sгр - ширина гребенки, мм (см)
S? - глубина i-го участка ступенчатого отверстия, мм (см)
SR - расчетная толщина стенки коллектора, мм (см)
SR0 - расчетная толщина стенки коллектора без учета ослабления, мм (см)
S1 - толщина стенки штуцера, мм (см)
S1R - расчетная толщина стенки штуцера, мм (см)
t1, t2 - шаги размещения отверстий в продольном и поперечном направлениях, соответственно, мм (см)
У - безразмерный коэффициент
? - минимальный размер сечения сварного шва, мм (см)
[?] - допускаемое напряжение для материала коллектора при расчетной температуре, МПа (кгс/см2)
[?]1 - допускаемое напряжение для материала штуцера при расчетной температуре, МПа (кгс/см2)
? - коэффициент прочности коллектора
?' - коэффициент прочности неукрепленного коллектора, ослабленного одиночным отверстием
?'', ?''р - коэффициенты прочности неукрепленного коллектора, ослабленного рядом (группой) отверстий
A - безразмерный коэффициент
Величины С, Р, [?] и [?]1 определяются по ГОСТ 14249-80.
2. Условия применения расчетных формул
Расчетные формулы применены при отношении толщины стенки к наружному диаметру
3. Толщина стенки коллектора
Толщина стенки коллектора должна отвечать условию
S ? SR + С
Коэффициент прочности коллекторов, ослабленных отверстиями ? определяется по п. 4.3. - для одиночных отверстий и по п. 5.1. - для группы (ряда) отверстий. В расчет принимается наименьшее из полученных значений ?.
4. Укрепление одиночного отверстия в стенке коллектора
4.1. Одиночным считается отверстие, кромка которого удалена от кромки ближайшего отверстия на расстояние не менее
4.2. Расчетный диаметр отверстия определяется по формулам
Рис. 3
- для гладких отверстий
dR = dн - 2S1 + 2С
- для ступенчатых отверстий (рис. 3)
4.3. Коэффициент прочности коллектора, ослабленного одиночным отверстием, определяется по формуле
где
?f = fш + fсв.
fш= 2hш(S1 - S1R - C)
hш = min{l1; l1R}
5. Укрепление группы (ряда) отверстий в стенке коллектора
5.1. Коэффициент прочности коллектора, ослабленного рядом отверстий, определяется по формуле
где
?" - определяется по пп. 5.2., 5.3.
SR0 - определяется по п. 3 при ? = 1 и С = 0
dR - определяется по п. 4.2.
Для двух радом расположенных отверстий различных диаметров
dR = 0,5 · (dR1 + dR2)
dR1 и dR2 - определяются по п. 4.2.
- определяется по п. 4.3.
?f - для штуцеров, приваренных непосредственно к стенке коллектора определяется по п. 4.3.
Для двух рядом расположенных штуцеров различных диаметров
?f = 0,5 · (?f1 + ?f2)
?f1 и ?f2 - определяются по п. 4.3.
Для штуцеров, приваренных к гребенке, при определении коэффициента прочности продольного ряда отверстий, ?f принимается равной площади сечения гребенки между отверстиями.
При определении коэффициента прочности для поперечного или косого ряда отверстий, укрепленных гребенками, идущими в продольном направлении, ?f определяется по п. 4.3. При этом, S1принимается равным;
Si = 0,5 · (Sгр - dR)
5.2. Коэффициент прочности коллектора, ослабленного рядом из более чем 2-х неукрепленных отверстий
5.2.1. В случае продольного ряда:
5.2.2. В случае поперечного ряда:
5.2.3. В случае косого ряда
где
5.2.4. При шахматном расположении отверстий принимают меньшее из значений ?", определенных по п.п. 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3.
5.3. Коэффициент прочности коллектора, ослабленного двумя неукрепленными отверстиями диаметром d1 и d2, определяется по формуле
где ?" - определяется по п. 5.2., как для ряда отверстий
dR - определяется как в п. 5.1.
б. Минимальный размер сечения сварного шва, приварки штуцера к коллектору (рис. 4) должен удовлетворять условию:
Рис. 4
7. Проверка на усталостную прочность
7.1. Для аппаратов, работающих при многократных нагрузках с количеством циклов нагружения более 103 за весь срок эксплуатации, кроме расчета по настоящему РТМ, следует выполнять проверку на усталостную прочность.
7.2. Если колебания нагрузки не превышают 15 % от расчетной, то проверки на усталостную прочность выполнять не следует.
Замдиректора ВНИИНефтемаша Г.В. Мамонтов
Зав. отделом № 41 Э.Г. Стамбулян
Зав. отделом № 19 А.И. Шапиро
Зав. лабораторией № 19Л1 С.И. Зусмановская
Гл. конструктор проекта И.Е. Зейде
Мл. научный сотрудник Б.С. Вольфсон