Расчёт с учетом стесненности температурных деформаций

Расчёт болтов(шпилек):

Коэффициент учета нагрузки от температурных деформаций: K_yт = 1, 3

Допускаемые напряжения для болтов (шпилек) при затяжке:

1, 2 * 1, 35 * 1 * 1, 3 * 130

= 273, 8 МПа

Расчетная болтовая нагрузка при затяжке, необходимая для герметизации в рабочих условиях (только давление)

Нагрузка от температурных деформаций: Q_t = 0 (в условиях испытаний или без учета стесненности температурных деформаций)

=max{

0, 6594 * (3, 579∙ 10⁴ + 0) + 5705 + 4 * 0, 3821 * |0| / 190, 8 = 2, 931∙ 10⁴ 0, 6594 * (3, 579∙ 10⁴ + 0) + 5705 + 4 * 0, 3821 * |0| / 190, 8 – 0 = 2, 931∙ 10⁴

}= 2, 931∙ 10⁴ Н

Болтовая нагрузка в условиях затяжки:

max{2, 931∙ 10⁴; 2, 714∙ 10⁴ }

= 2, 931∙ 10⁴ Н

Условие прочности при затяжке:

2, 931∙ 10⁴ / 522

= 56, 14 МПа

56, 14 МПа £ 273, 8 МПа, Условие прочности выполнено

Допускаемые напряжения для болтов (шпилек) при рабочих условиях:

1, 35 * 1 * 1, 3 * 130

= 228, 1 МПа

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

2, 931∙ 10⁴ + (1 – 0, 6594) * (3, 579∙ 10⁴ + 0) + 0 + 4 * (1 – 0, 3821) * |0| / 190, 8

= 4, 149∙ 10⁴ Н

Условие прочности в рабочих условиях:

4, 149∙ 10⁴ / 522

= 79, 49 МПа

79, 49 МПа £ 228, 1 МПа, Условие прочности выполнено

Крутящий момент при затяжке болтов (шпилек) без смазки при s_б1< 120 МПа:

0.3 * 2, 931∙ 10⁴ * 10 / 10

= 8, 792 Н м

При наличии смазки величина M_кр снижается на 25% и составляет 0.75*M_кр = 6, 594 Н м

Расчёт прокладки:

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

2, 931∙ 10⁴ + (1 – 0, 6594) * (3, 579∙ 10⁴ + 0) + 0 + 4 * (1 – 0, 3821) * |0| / 190, 8

= 4, 149∙ 10⁴ Н

Условие прочности мягких прокладок:

max{2, 931∙ 10⁴; 4, 149∙ 10⁴ } / (3, 142 * 190, 8 * 16)

= 4, 327 МПа

Условие работоспособности выполнено

Расчёт первого фланца:

Расчет в сечении s₀ в условиях затяжки:

В соответствии с п.8.5.4 ГОСТ Р 52857.4-2007 проверку приварных встык фланцев с прямой втулкой (s₁ = s₀), плоских фланцев и буртов свободных фланцев в сечении s₀ по 8.5.3 допускается не проводить, если выполняются следующие условия:

мм

s₀ = 8 мм £ 16 мм

= 120 / 8

= 15 £ 300

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при затяжке:

1 * 2, 931∙ 10⁴ * 17, 6

= 515, 8 Н м

= 3, 205 * 515, 8 / (20² * 120)

= 34, 44 МПа £

= 272, 7 МПа

Условия выполнены, проверка в сечении s₀ по 8.5.3 не требуется.

Расчет в сечении s₀ в рабочих условиях:

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

2, 931∙ 10⁴ + (1 – 0, 6594) * (3, 579∙ 10⁴ + 0) + 0 + 4 * (1 – 0, 3821) * |0| / 190, 8

= 4, 149∙ 10⁴ Н

Приведенная нагрузка от внешней силы и момента:

	=	0 + 4 \|0\| / 190, 8*	= 0 Н
	=	0 + 4 \|0\| / 190, 8*	= 0 Н

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при рабочих условиях:

1 * max{4, 149∙ 10⁴ * 17, 6 + (3, 579∙ 10⁴ + 0) * 29, 4; |3, 579∙ 10⁴ + 0| * 29, 4}

= 1729 Н м

= 3, 205 * 1729 / (20² * 120)

= 115, 4 МПа £

= 272, 7 МПа

Условия выполнены, проверка в сечении s₀ по 8.5.3 не требуется.

Окружное мембранное напряжение от действия давления во втулке в рабочих условиях в сечении s₀:

1, 252 * 120 / (2 * (12 – 3))

= 8, 349 МПа

Меридиональное мембранное напряжение во втулке в рабочих условиях в сечении s₀ (+):

(3, 579∙ 10⁴ + 0 + 4 * 0 / 190, 8) / (3, 142 * (120 + 12) * (12 – 3))

= 9, 589 МПа

Меридиональное мембранное напряжение во втулке в рабочих условиях в сечении s₀ (–):

(3, 579∙ 10⁴ + 0 – 4 * 0 / 190, 8) / (3, 142 * (120 + 12) * (12 – 3))

= 9, 589 МПа

Условие статической прочности в рабочих условиях в сечении s₀:

max{|8, 349|; | 9, 589|}

= 9, 589 МПа

9, 589 МПа £ 272, 7 МПа, Условие прочности выполнено

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при затяжке:

1 * 2, 931∙ 10⁴ * 17, 6

= 515, 8 Н м

Радиальное напряжение в тарелке в условиях затяжки:

(1.33 * 0, 91 * 20 + 33, 67) / (1, 46 * 20² * 33, 67 * 120) * 515, 8

= 12, 65 МПа

Окружное напряжение в тарелке в условиях затяжки:

3, 205 * 515, 8 / (20² * 120) – 1, 761 * 12, 65

= 12, 17 МПа

Условие статической прочности при затяжке для тарелок:

max{|12, 65|; | 12, 17|}

= 12, 65 МПа

Коэффициент увеличения допускаемых напряжений при расчёте с учетом стесненности температурных деформаций: K_T = 1, 3

1, 3 * 272, 7

= 354, 5 МПа

12, 65 МПа £ 354, 5 МПа, Условие прочности выполнено

Приведенная нагрузка от внешней силы и момента:

	=	0 + 4 \|0\| / 190, 8*	= 0 Н
	=	0 + 4 \|0\| / 190, 8*	= 0 Н

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при рабочих условиях:

1 * max{4, 149∙ 10⁴ * 17, 6 + (3, 579∙ 10⁴ + 0) * 29, 4; |3, 579∙ 10⁴ + 0| * 29, 4}

= 1729 Н м

Радиальное напряжение в тарелке в рабочих условиях:

(1.33 * 0, 91 * 20 + 33, 67) / (1, 46 * 20² * 33, 67 * 120) * 1729

= 42, 39 МПа

Окружное напряжение в тарелке в рабочих условиях:

3, 205 * 1729 / (20² * 120) – 1, 761 * 42, 39

= 40, 78 МПа

Условие статической прочности в рабочих условиях для тарелок:

	=	max{\|42, 39\|; \| 40, 78\|}	= 42, 39 МПа
	=	1, 3 272, 7*	= 354, 5 МПа

42, 39 МПа £ 354, 5 МПа, Условие прочности выполнено

Жёсткость фланца:

Угол поворота фланца в рабочих условиях:

1729 * 0, 3618∙ 10^-4 * 1, 99∙ 10⁵ / 1, 99∙ 10⁵

= 0, 06254 °

Условие выполнения жесткости фланцев:

= 1, 3 * 0, 7448 = 0, 9683 °

Условие жёсткости выполнено

Расчёт второго фланца:

Расчет в сечении s₀ в условиях затяжки:

мм

s₀ = 8 мм £ 16 мм

= 120 / 8

= 15 £ 300

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при затяжке:

1 * 2, 931∙ 10⁴ * 17, 6

= 515, 8 Н м

= 2, 986 * 515, 8 / (20² * 120)

= 32, 08 МПа £

= 272, 7 МПа

Условия выполнены, проверка в сечении s₀ по 8.5.3 не требуется.

Расчет в сечении s₀ в рабочих условиях:

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

2, 931∙ 10⁴ + (1 – 0, 6594) * (3, 579∙ 10⁴ + 0) + 0 + 4 * (1 – 0, 3821) * |0| / 190, 8

= 4, 149∙ 10⁴ Н

Приведенная нагрузка от внешней силы и момента:

	=	0 + 4 \|0\| / 190, 8*	= 0 Н
	=	0 + 4 \|0\| / 190, 8*	= 0 Н

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при рабочих условиях:

1 * max{4, 149∙ 10⁴ * 17, 6 + (3, 579∙ 10⁴ + 0) * 29, 4; |3, 579∙ 10⁴ + 0| * 29, 4}

= 1782 Н м

= 2, 986 * 1782 / (20² * 120)

= 110, 9 МПа £

= 272, 7 МПа

Условия выполнены, проверка в сечении s₀ по 8.5.3 не требуется.

Окружное мембранное напряжение от действия давления во втулке в рабочих условиях в сечении s₀:

1, 252 * 120 / (2 * (12 – 0))

= 6, 262 МПа

Меридиональное мембранное напряжение во втулке в рабочих условиях в сечении s₀ (+):

(3, 579∙ 10⁴ + 0 + 4 * 0 / 190, 8) / (3, 142 * (120 + 12) * (12 – 0))

= 7, 192 МПа

Меридиональное мембранное напряжение во втулке в рабочих условиях в сечении s₀ (–):

(3, 579∙ 10⁴ + 0 – 4 * 0 / 190, 8) / (3, 142 * (120 + 12) * (12 – 0))

= 7, 192 МПа

Условие статической прочности в рабочих условиях в сечении s₀:

max{|6, 262|; | 7, 192|}

= 7, 192 МПа

7, 192 МПа £ 272, 7 МПа, Условие прочности выполнено

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при затяжке:

1 * 2, 931∙ 10⁴ * 17, 6

= 515, 8 Н м

Радиальное напряжение в тарелке в условиях затяжки:

(1.33 * 0, 91 * 20 + 37, 95) / (1, 23 * 20² * 37, 95 * 120) * 515, 8

= 14, 31 МПа

Окружное напряжение в тарелке в условиях затяжки:

2, 986 * 515, 8 / (20² * 120) – 1, 667 * 14, 31

= 8, 232 МПа

Условие статической прочности при затяжке для тарелок:

	=	max{\|14, 31\|; \| 8, 232\|}	= 14, 31 МПа
	=	1, 3 272, 7*	= 354, 5 МПа

14, 31 МПа £ 354, 5 МПа, Условие прочности выполнено

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

2, 931∙ 10⁴ + (1 – 0, 6594) * (3, 579∙ 10⁴ + 0) + 0 + 4 * (1 – 0, 3821) * |0| / 190, 8

= 4, 149∙ 10⁴ Н

Приведенная нагрузка от внешней силы и момента:

	=	0 + 4 \|0\| / 190, 8*	= 0 Н
	=	0 + 4 \|0\| / 190, 8*	= 0 Н

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при рабочих условиях:

1 * max{4, 149∙ 10⁴ * 17, 6 + (3, 579∙ 10⁴ + 0) * 29, 4; |3, 579∙ 10⁴ + 0| * 29, 4}

= 1782 Н м

Радиальное напряжение в тарелке в рабочих условиях:

(1.33 * 0, 91 * 20 + 37, 95) / (1, 23 * 20² * 37, 95 * 120) * 1782

= 49, 46 МПа

Окружное напряжение в тарелке в рабочих условиях:

2, 986 * 1782 / (20² * 120) – 1, 667 * 49, 46

= 28, 45 МПа

Условие статической прочности в рабочих условиях для тарелок:

	=	max{\|49, 46\|; \| 28, 45\|}	= 49, 46 МПа
	=	1, 3 272, 7*	= 354, 5 МПа

49, 46 МПа £ 354, 5 МПа, Условие прочности выполнено

Жёсткость фланца:

Угол поворота фланца в рабочих условиях:

1782 * 0, 2144∙ 10^-4 * 1, 99∙ 10⁵ / 1, 99∙ 10⁵

= 0, 03822 °

Условие выполнения жесткости фланцев:

= 1, 3 * 0, 7448 = 0, 9683 °

Условие жёсткости выполнено

Штуцер №3

Исходные данные

Элемент:	Штуцер №3
Условное обозначение (метка)	Штуцер №3
Элемент, несущий штуцер:	Обечайка цилиндрическая №7
Тип элемента, несущего штуцер:	Обечайка цилиндрическая
Тип штуцера:	Непроходящий без укрепления

Материал несущего элемента:	09Г2С Gr.ГОСТ 19281
Толщина стенки несущего элемента, s:	12 мм
Сумма прибавок к стенке несущего элемента, c:	1, 8 мм
Материал штуцера:	09Г2С Gr.ГОСТ 19281
Внутренний диаметр штуцера, d:	120 мм
Толщина стенки штуцера, s₁:	12 мм
Сумма прибавок к толщине стенки штуцера (включая коррозию), c_s:	3 мм
Длина штуцера, l₁:	20 мм

Смещение штуцера, L_ш:	1235 мм
Угол поворота штуцера, J:	0 °
Минимальный размер сварного шва, D:	8 мм

Расчётные параметры размещения штуцера:

Ближайший штуцер

Название штуцера:	Штуцер №4
Расстояние до стенки ближайшего штуцера, b:	212 мм
Угол b:	180 °

Коэффициенты прочности сварных швов:

Продольный шов штуцера:

j_l

= 0, 9

Шов обечайки в зоне врезки штуцера:

= 1

Расчётный диаметр цилиндрической обечайки:

= 2800 мм

Расчёт в рабочих условиях

11.1.1. Условия нагружения:

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 7 8910 11 12 Следующая ⇒