Основы проектирования химических производств
Расчет на механическую прочность
Расчет на механическую прочность от внутреннего избыточного или наружного давления и внешних нагрузок (силы тяжести, ветровых, сейсмических и др.) производится для всех основных элементов аппарата (обечаек, крышек, днищ, трубных решеток теплообменников, тарелок колонн, фланцевых соединений и их крепежных деталей, перемешивающих устройств, опор и т. д.). Стандартные элементы при применении их в конструируемом аппарате выбираются на ближайшее большее условное давление для рабочей температуры и на прочность, как правило, не рассчитываются.
Допускаемые напряжения для конструкционных материалов из сталей для рабочих условий принимаются:
— для углеродистых сталей при расчетной температуре <380°С и низколегированных сталей при расчетной температуре <420 °С равны меньшему из значений:
N - ловМ,; [<т] = л^т/лт;
— для высоколегированной (аустенитной) стали при расчетной температуре <525 °С — меньшему из равенств:
[а) = пах/лт ; !<*] = лон/«н
Или
[о] = лов/яв; [о1 = лсг02/«т.
При больших значениях расчетных температур допускаемые напряжения для любой стали принимаются равными наименьшему значению из равенств:
[<*1 = л<*в/Ч; [а1 = лот/Ч; [<*] = п<з0М>; [о! = лсг1%/«п.
В этих выражениях: [о] — допускаемое напряжение; от — предел текучести; ств—предел прочности (временный предел прочности); а0, — условный предел текучести; — предел длительной прочности;
О]% — предел ползучести; ят, /*п> пп, пп — соответствующие коэффициенты запаса прочности; л — поправочный множитель.
К допускаемым напряжениям для деталей вводится поправочный множитель г):
— для деталей из стальных отливок при индивидуальном контроле иеразрушающими методами, равный 0,8;
— для остальных стальных отливок — 0,7;
— для прочих деталей, как правило, 1.
Коэффициенты запаса прочности принимаются по табл. 11.2.
Коэффициент запаса устойчивости при расчете элементов аппарата на устойчивость по нижним критическим напряжениям принимается: для рабочих условий — пу = 2,4; для условий испытания и монтажа — лу= 1,8.
|
Таблица 11.2. Значения коэффициентов запаса прочности
|
При расчете на прочность и устойчивость сварных элементов аппаратов в расчетные формулы вводятся коэффициенты прочности сварных швов, значения которых в зависимости от конструкции шва и условий сварки принимаются по табл. 11.3.
Исполнительные или принимаемые при конструировании размеры рассчитываемых элементов, как правило, должны быть больше расчетных на значение конструктивной прибавки, т. е.
■У > - Уд + с.
Общее значение конструктивной прибавки
С = с, + с2 +
Где с, — прибавка на коррозию и эрозию; с2 — прибавка на минусовое значение предельного отклонения по толщине листа, из которого изготавливается элемент аппарата; ся — прибавка, учитывающая уменьшение толщины листа при вытяжке, штамповке, гибке и т. д.
|
Таблица 11.3. Коэффициенты прочности сварных швов (ГОСТ 14249—80)
|
Прибавка на коррозию и эрозию при проницаемости менее 0,05 мм в год принимается равной I мм; при большей проницаемости, а также при двухсторонней коррозии прибавка соответственно увеличивается.
Для материалов, стойких к заданной среде, при отсутствии данных о проницаемости рекомендуется принимать прибавку с,, равную 2 мм.
Прибавки с2 и учитываются только в тех случаях, когда сумма их превышает 5% от расчетной толщины элемента.
