ГОСТ 25859-83 Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ МАЛОЦИКЛОВЫХ НАГРУЗКАХ

ГОСТ 25859—83 (СТ СЭВ 3648—82)

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Месим

УДК *2.023.001.24 : 006 3J4 Группа Г02

‘ (

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

сосуда! И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ

Нормы и методы раската *а прочность при малоциклоеых нагрузках

Steel vessels end apparatuses. Norms and methods of fatigue strength calculation under low-cyclic loads

ОКП 36 1510

ГОСТ

25859—83

(CT СЭВ 3648—821

Постановлением Государственного комитете СССР по стандартам от 11 июля 1983 г. Н8 3046 срок введения установлен

с 01.07.84

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на стальные сосуды и аппарат!,I, применяемые в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности и отвечающие требованиям ГОСТ 24306—-80, и устанавливает нормы и методы их расчета на прочность при количестве главных циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других видов нагружений от К)¹ до 5• 10⁵ за весь срок эксплуатации сосуда.

Настоящий стандарт должен применяться совместно с ГОСТ 14249—80.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3648—82.

1. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛ

1.1. Расчетные формулы настоящего стандарта применимы при условии, что расчетные температуры не превышают значений, при которых учитывают ползучесть материалов, т. е. при таких температурах, когда допускаемое напряжение определяют по ГОСТ

I

Издание официальное ★

Перепечатка воспрещена

Переиздание. Ноябрь 1984 г.

_■ .

© Издательство стандартов, 1985

14249—80 по пределу текучести или временному?сопротивлению (пределу прочности).

Если нет точных данных, то формулы применишь! при условии, что расчетная температура стенки из углеродистой стали не превышает 380°С, из низколегированной стали 420°С и из аустенитной стали 525°С.

1.2. Расчетные формулы применимы для сосудов, отвечающих условиям прочности при статических нагрузках по нормативнотехнической документации.

1.3. Расчетные формулы применимы для элементов сосудов и аппаратов, для которых в нормативно-технической документации не приведен расчет на малоцикловую усталость.

2. ЦИКЛЫ НАГРУЖЕНИЯ

2.1. Под циклом нагружения понимают последовательность из

менения нагрузки, которая заканчивается первоначальным состоянием и затем повторяется. _s

2.2. Под размахом колебания нагрузки следует понимать абсолютное значение разности между максимальным и минимальным ее значениями в течение одного цикла,

2.3. При расчете на малоцикловую усталость учитывают следующие циклы нагружения:

1) рабочие циклы, которые имеют место между пуском и остановом рассчитываемого сосуда и относятся к нормальной эксплуатации сосудов;

2) циклы нагружения при повторяющихся испытаниях давлением;

3) циклы дополнительных усилий от воздействия крерления элементов сосуда или аппарата и крепления трубопроводов;

4) циклы нагружения, вызванные стесненностью температурных деформаций при нормальной эксплуатации сосудов.

2.4. При расчете на малоцикловую усталость не учитывают циклы нагружения от:

а) ветровых и сейсмических нагрузок;

б) нагрузок, возникающих при транспортировании и монтаже;

в) нагрузок, у которых размах колебания не превышает 15% для углеродистых и низколегированных сталей, а также 25% для аустенитных сталей от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность. При совместном действии нагрузок по подпунктам а—в этим условиям должна удовлетворить сумма размахов нагрузок. При определении суммы разма хов нагрузок от различных воздействий не учитывают вспомогательную нагрузку, которая составляет менее 10% от всех остальных нагрузок;

г) темпсратурных^нагрузок, при. которых – размах колебания разности температур^» двух еоседшис точках менее 15°С для углеродистых и низколегированных сталей и 20°С для аустенитных сталей. Под соседними точками следует понимать две точки

стенки сосуда, расстояние между которыми не превышает f2Ds, Тгде D — диаметр сосуда, s— толщина стенки сосуда.

2.5. Размах колебания гдавных нагрузок определяют на основе рабочих значений этих нагрузок.

2.6. Число циклов нагружения определяют по установленной в документации долговечности сосуда или аппарата. При отсутствии таких данных принимают долговечность 10 лет.

3. УСЛОВИЯ ПРОВЕРКИ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ

3.1. Расчет на малоцикловую усталость не проводят, если имеются положительные результаты эксплуатации аналогичного сосуда при тех же условиях работы и в течение времени не менее расчетной долговечности.

3.2. Расчет на малоцикловую усталость по разд. 4 и 5 не проводят, если для всех элементов сосуда выполняются следующие условия:

1) все изменения нагрузок, кроме давления, удовлетворяют условиям п. 2.4;

2) размах давления принимают постоянным в течение всего срока эксплуатации;

3) удовлетворяется условие

Np^lNp) (1)

для всех элементов сосуда. Допускаемое число циклов нагружения давлением JW_P] определяют по черт. 1—3.

Формулу (1) применяют на основании расчета отдельных узлов при соответствующих значениях % [о] и {р]. Допускается

проводить расчет аппарата в целом при наибольших значениях * пн и наименьшем 1рь

3.3. Если условие формулы (1) не выполняется, то проводят либо упрощенный, либо уточненный расчет на малоцикловую усталость по разд. 4 или 5.

Допускается уточненный расчет не проводить, если упрощенный расчет дает положительные результаты.

Допускаемое число циклов нагружения давленном для элементов сосудов и аппаратов из углеродистых сталей’

_ ₌ ial£l . М

^ffA 2 fpl ‘

Черт. 1

ГОСТ Стр. 5

I » ……. I ■■

Допускаемое число циклов нагружения давлением для елементов сосудов и аппаратов из низколегированных сталей

<га

1пИ . М

2 . [р]

Черт. 2

£тЦ. 6 rdcr 2rtJ9—83

Допускаемое число циклов нагружения давлением для элементов сосудов* аппаратов из ау£тОннтныд ctitafcft

Черт. 3

МПа

ГОСТ 25859—83 Стр. 7

4. УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ

4.1. Для всех нагруженных элементов сосуда должно выполняться условие

t/ = 2

N,

f N,]

1.

(2)

Значение допускаемого числа циклов нагружения /-го вида определяют по разд. 6 в зависимости от амплитуды напряжения /-го вида.

4.2. Амплитуду напряжений при нагружении /-го вида определяют по формуле

ОА =

(ЕаАТ tj^–!^–

+ |£iai—EiazlATaj),

(3)

где £ и т) определяют по табл. 1 и 2. При расчете гладкой обечайки коэффициент | принимают только для продольных сварных швов.

Значения [М] и [/■’] определяют по ГОСТ 14249’—80, ГОСТ 24757—81 и ГОСТ 25221—82.

Тип сварного шва или соединение ‘элементов

Таблица 1

Примеры сварных швов

Стыковые сварные швы с полным * проваром и плавным переходом.

Тавровые сварные швы е полным проваром и плавным переходом. Бесшовная обечайка

11 ———– -— – – –

Сварные швы соседа с подкладным листом по всей длине.

Стыковые н тавровые сварные ВДвы с полным проваром без плавного перехода. Сварные швы штуцеров с укрепляющим кольцом с полным проваром

Тип сварного шва или соединение элементов

Односторонние сварные швы без подкладного листа с непроваром в корне шва.

Сварные швы штуцеров с конструктивным зазором.

Сварные швы подкладных листов.

Сварные швы плоских привар–ных фланцев с конструктивным зазором.

Сварные швы штуцеров с укрепляющим кольцом и конструктивным зазором

Продолжение табл. I

Примеры сварных швов

I

Кб

5. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ

5.1. Уточненный расчет на малоцикловую усталость основан на определении напряжений для упругого материала по теории пластин, оболочек, колец и балок при линейном распределении напряжений по толщине стенки. При расчете определяют напряжения для проверяемого узла в нескольких точках каждого элемента на внутренней и наружной поверхностях в трех направлениях.

Полученные таким образом решения для некоторых наиболее типичных узлов приведены в справочном приложении 1.

5.2. Для упрощения расчетов эпюры циклов нагружения принимают в виде прямоугольников (черт. 4), причем количество циклов определяют при постоянной нагрузке, или одна нагрузка может иметь в одном главном цикле (пуск в эксплуатацию и останов) несколько второстепенных целых циклов.

5.3. Для каждого вида нагрузки рассчитывают размах отдельных составляющих напряжений Да*, Да_у, Аа₇, Дт_ху, At_xz, Дт_у2, Дай Дог, Лаз как разность напряжений обоих нагруженных состояний, входящих в цикл.

Узел или элемент сосуде	Расчетный элемент
Гладкая оболочка. Сферическая часть выпуклых днищ без отверстий	Оболочка тт* t
Соединение оболочек разных толщин. Плоское днище или крышка без отверстий (отверстия для болтов не учитываются). Эллипсоидное днище. г Шпильки фланцевых соединений. : Приварные встык фланцы с плавный переходом	Более тонкая оболочка. Плоское днище, крышка. Эллипсоидное днище. Шпильки. Оболочка и фланец
Отбортованная часть торосферического и конического днища. Плоское днище или крышка с отверстием, трубная решетка. Обечайка с кольцом жесткости	Переход. Днище, крышка, трубная решетка. Обечайка

Таблица 2

ГОСТ 25SSf—вэ Стр.

Продолжение табл. 2

Узел нли элемент сосуд*

Расчетный элемент

Отбортованные штуцеры и лазы.

Оболочка в месте установки штуцера или лаза.

Оболочка со штуцером без накладного кольца.

Оболочка в месте установки штуцера.

Соединение конической обечайки с цилиндрической обечайкой меньшего диаметра.

Конический переход.

Приварные плоские фланцы к оболочке.

Оболочка и фланец.

Болты с головкой

болт

Стр. 10 ГОСТ 25859—S3

Продолжение табл. 2

Узел или элемент сосуда

Оболочка со штуцером и укреп* ляющим кольцом.

Расчетный элемент

…..-I…..— I———-

j

Оболочка в месте ус* тановки штуцера

Угловые соединения конической или сферической обечайки.

Переход,

Болты И ШПИЛЬКИ из высокопрочной стали

^Сферическая крышка с кольцом*

Болт или шпилька в зоне резьбы_

Сферический сегмент.

Соединение с обечайкой плоского днища с отбортовкой или выточкой

Соединение с обечайкой приварных плоских днищ остальных типов

Обечайка

Обечайка

4.0

6.0

ГОСТ 2М59—83 Стр. 1Т

размах на грузни /- го типа

N) – 2 цинла

Время

АН f

АН?

О

i

>

N₂ = J цинла

Размах на грузни 2-го типа

-— Время

Черт. 4

Амплитуду напряжений для каждого цикла определяют по формуле

<ул=—^-тах {|Ло|—Дсг*|; |Дсг₂— Ао₃|; |Ао₃—Aoi|}; (4)

при расчетах с помощью ЭВМ допускается амплитуду напряжений определять по формуле

<Га = —Т~У А°* 4″Ао²у -J-Aoi —ЛосАпу—АохАаг— ДсГуДа*+

+3 (АТху +Дт1г -f-АТуг ) ; (5)

для плоского напряженного состояния при главных напряжениях ДО| И \02

<Та= 2 *”” +До|—AoiAoe • (6)

5.4. Значение эффективного коэффициента концентрации напряжения Ко определяют по формуле

Ко =1+<Ма„ -1), (7)

где 1— коэффициент чувствительности материала к кон

центрации;

а_в — теоретический коэффициент концентрации.

Значения q и а_л определяют в зависимости от применяемых материалов и концентрации напряжений.

При отсутствии точных данных

Ко -5, (8)

где I — определяют по табл. 1.

5.5. Для полученного значения оа по формуле (11) определяют [Wj].

5.6. При известных значениях JVj и |Wj] для отдельных типов циклов нагружения определяют коэффициент линейного суммирования повреждении U, который должен удовлетворять условию формулы (2).

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМОЙ АМПЛИТУДЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ДОПУСКАЕМОГО ЧИСЛА ЦИКЛОВ НАГРУЖЕНИЯ

6.1. Допускаемую амплитуду напряжений определяют по формуле (9) или графикам черт. 5—8

6.2. Допускаемое число циклов нагружения определяют по формуле (10) или графикам черт. 5—8

Расчетная кривая усталости для углеродистых сталей до температуры а80°С

AW, МПа

В

Расчетная кривая усталости для низколегированных сталей

до температуры 420°С

Черт. 6

Расчетная кривая усталости для аустенитных сталей до температуры 525°С

[а_л], МПа

Расчетная кривая усталости для щысокопрочных (а_в>700 МПа) крепежных сталей

/

6.3. Значения А и В в МПа определяют по табл. 3.

Таблица 3

Стали	А	В
Углеродистые	0.6-10»	1,43 Осо—0,43 <Тт)о иля 0,66 (Т»и—0,43 0тю
Низколегированные	0.46-10»
Аустенитные корро-зяонностойкие	0.6-10»	Осо или 270
Высвкопрочные для болтов с ое^7<Х>	0.05-10*	1,43 Осо—0,43 От*о ‘s. или 0,06 Овю—0,43 0tjo

I

6.4. Коэффициенты запаса прочности по числу циклов 10, по напряжениям —2.

ПРИЛОЖЕНИЕ I Справочное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВНЫХ УПРУГИХ НАПРЯЖЕНИЯ

Ниже приведены расчетные зависимости для определения наибольших упругих напряжении и:* условия напряженного состояния краевого эффекта в зонах сопряжения элементов сосудов и аппаратов. Зависимости получены методом строительной механики (метод сил) с использованием результатов и основных соотношений теории тонкостенных оболочек вращения и прикладной теории упругости. Зависимости получены для некоторых наиболее типичных узлов, когда сосуд или аппарат находится под действием внешних нагрузок (давление, температура).

Приведенные расчетные зависимости не исключают возможности использования решений, полученных другими способами (и для других узлов и типов сопряжений элементов), содержащихся в специальной и справочной литературе.

1. Составные оболочки вращения под дойстяиом внутреннего давления

■1Л. Наибольшие упругие напряжения, возникающие под действием внутреннего давления в узлах сопряжения элементов сосудов и- аппаратов, составленных из оболочек вращения (табл. I), определяют следующими вычис

лениями:

а) определение вспомогательных безразмерных величин

V

4/

V

3(1—м²)

е

1; 2;

a 11 — f 1 + еб^э/ ₂; а ——(I —еб⁴);

Различные типы сопряжения оболочек

Таблица 1

й₂2 = 2 ^ ); Л«=а_иааа—а²;

^1 — —«I+ e6*M2+fi9oi+e6³/29o2>*

6 ₂=Oi -f вб*Фа—9о 1+еб⁴9ол* j

^о= д Г&1Ц22—Ь2d); Wlo“ (бгДп—&1в).

Величины /₍, ut, dj и <7oi O’—l; 2) в приведенных выражениях определяют по табл. 2.

Таблица 2

Сопровождающие функции и безразмерные распорные усилия

для оболочек вращения

Величина	Тип оболочка
цилиндри ческая	коническая	1 ^ сферическая	сплющенная эллипсоидальная (при отношении осей 1:2)
h	1	Vcos Pi	Vsin 0i	Vsin 0i (М-3 sin^Hi) ‘/* –
Ш	2—ц ,	2—ц	I—M-	1—\i—3 sins0t
2	2 cos pi	2 sin 8t	2 sin 0t
o,	0	3 sm р, 2yp( cos2 Pi	0	0
^01	0	±YP* tg Pi	±YPi ctg 0(	dhYPi ctg 0i

Примечание. Знак « + » в выражении для дт соответствует верхнему положению полюса оболочки (табл. 1 настоящего приложения);

б) вычисление краевого усилия Qoi и изгибающего момента Afo (черт. 1 настоящего приложения);

~ _ч PRо pR oSi

Qoi~(qo—Яы) 2ур,^; Afo =*=/«о 2_Ya »

в) вычисление упругих напряжении в крайних волокнах обечаек по линии их сопряжения

pRo 6 Afo

OxJ” 2(<St—€ ) * fsi—c)⁷ ’

TsSp”* +(-^,)^,–^,2VP./. (s?-c)-²^

6pAfp

* (Si—c)* ‘

где 1]	—1
	I
л***=п	V 7“ COS01
1	1
sin 0| * 11	ф ^^sin 0|
	1—3sin* в|
: .’1 *, ~’	2sin 0i

— для конической оболочки;

Знак «+» в выражениях для напряжений относится к внешней поверх-“иостя оболочки.

1.2. Наибольшие упругие напряжения, возникающие при действии внутреннего давления в узлах сопряжения обечаек сосудов и аппаратов через j) а спорное кольцо (черт. 2)_t определяют следующими вычислениями:

а) определение вспомогательных величин и коэффициентов

Е\ Ей ^еЕг’ ^Ек=“ Ei

^:6== V-T_a‘^y=

pi=l/—; »|i=y (—). .е=*1;2)

“ Si \ p-sfi;

Ф| = 2ув«

; ф₃а=2у^Эв,

^ крЗ

R«Ros‘₂

2

/еб³ I \

^л,,вф,+2и ⁺/J;

. (2t|i+fi)e6⁴ (2т) f 2)

——/г~- ь~;

„ * . , . ^ . (2т) 2 “Ь /2 2 . Гу . , ч . (2tj 1 “+• ) П t ,

^4_згаюф₂4 (iis+fs)-f “ ^ 4- : ~ |e6^s ;

}

о (2*li + M6 (2т]_г4- fa) _A2 >

n 12

ЛгягИлЛгг 4 ; * U = Д ^ ^=!B д j).

‘Остальные параметры определяют по п. 1.1, «.

»б) вычисление краевых усилий Qi и моментов Aft

Qi=|2e6-« + (2r|, -i7.)*e*0-2e,}-^j ;

Afi=fe-6²H+(i|.+Me6³0—*

-Ог —Г—2и + (2п2 +/г)0 + 2из! j •

М_а=~[и—(*]t+ft)b—:

Схемы пересечения оболочек вращения различной ориентации

Схемы сопряжения оболочек

Черт. 1

Черт. 2

J в) вычисление упругих напряжений в крайних волокнах *шям их сопряжения с распорным кольцом

pRn 6Mi

^{011 |=а} 2(s_l–_Cyⁿ‘^± (Si-c)* ^:

обечаек по ли-

рЯ

<М

(Si

•2у^:

Af,

6pAfi

fSi—С)^г • ($\—с)²

Значения коэффициентов г\_х и »1_ф принимают по п. 1.1.

*1.3. Наибольшие упругие напряжения, возникающие под действием внутреннего давления в узле сопряжения оболочки вращения с плоским днищем (черт. 3), определяют следующими вычислениями:

Схема сопряжения оболочки с плоским днищем

а) определение вспомогательных безразмерных величин

«Ра» |/ ПО—P‘^J) ;п

\h₀

Г’ 2$3

_ JKJ -JL)

р2

Е*

Е

з

2_

h

an=-/2 + n^Jco; a_l2 — 1—r\c_Q; a₂₂ —

bi^ua

^о— д (biQz2—bzdis);

m₀“

При Д» ДцП2 2™***в|‘2 •

Значения hj, /2, 0* и <?₀2 определяют по табл. 2 настоящего приложения;

б) вычисление краевого усилия Qo и момента Afo

л f . pR* „

Qo~ (<7о <7оз) 2ура ^: 2у^{2 :} –

в) вычисление напряжений в крайних волокнах ободочки

бМо

2(s₂—с)*¹^ fsj—с)» ^:

<Р

р/?0 _ Qo

¹¹«. -2VP=/a ~(7₂__c)–2y

iWc

6pAf<

(s_a—^)² ‘

fs₃-c) ’4 ^Avi’*’/2 fs_a__C)—-IT (Sr-cy^

Значения коэффициентов i}_x и r|_(f) определяют согласно n. 1.1* в.

Расчетные зависимости справедливы при выполнении следующих условий:

I) угловая меридиональная координата края сферической или эллипсоидальной оболочки

2)

D

<0,1

— для сферической, цилиндрической и эллипсоидальной оболочек;

(s—cjcosft D

:о,о5

для конической оболочки;

■0.2.

где /i_K и размеры поперечного сечения распорного кольца (см. черт, 2Ь

Кроме того, должны удовлетворяться условия, позволяющие считать оболочки достаточно длинными (табл. 3).

1.4. Соединение конического днища через тороидальную вставку с цилиндрической обечайкой сосуда или аппарата (черт. 4).

Напряжении в тороидальной вставке (сечение О —во)

Ох

Напряжении в сварном соединении вставки с цилиндром

Ох

pR

$2—с \ 2 Г \ —р ч ‘ 52-

Напряжении в сварном соединении вставки с конусом

ск =

Таблица 3

Условия «длинности» длпг Оболочек вращения

Оболочка

Цилиндрическая

Сферические

В этих выражениях обозначены

Условие «длинностн»

L> 1,55 V# s

■*r

£>2,34УК s

у/.—у/г>0,8Vs tg р

УЛ—У/а> !,2Уз tg р

«2—в, > 1,65

/т

е₂—в|>2,30

V-i

с.

А . — Ц-Л/ ctg в,;

2 г So

в. =-?*-Гд. _£1_ф(л,,)+ ■£=*/: *1 *! 2 \

–*!_|л.-£г-Ф(х,)+ £=к/|-

*,совр[ а \

Погрешность

расчета,

%

^)1^: so cos Pi I

10

.5

10

10

Эскиз соединения конуса с цилиндром

через тороидальную отбортовку

Функцию Ф(Х0 определяют соотношением

—X,

‘(sin Х₍ + соз XJ.

Значения аргументов Xi равны

Xi*=[Ai + (0o—Bi)ro] Я,2 = [Да+ (02—во^о] ~/п ~^

VKiSq уКзЗ#

Окружные радиусы кривизны в соответствующих сечениях равны

(D-\-So)’—2r₀(b—sin во)

^R,== 2 sin в₀ ^:

(D+Sp)—2r₀( —sin 0i)

*^I== 2 sin в, ^:

Rt ■» 0,5fO

где Го — радиус отбортовки;

Ai, Лз — длины прямолинейных участков тороидальной вставки^

щит к обечайкам.

Расчетные зависимости применимы при выполнении условии

2О°<0<9О°;—V^o_<_0i6.

2r₀+s,

V

примыкаю

2, Составим* оболочки вращения при воздействии температуры

2.1. Наибольшие упругие напряжения при непосредственном сопряжении обечаек, разнородных по термомехдническим свойствам (например, из углеродистых и аустенитных сталей), определяют следующими вычислениями

а) определение вспомогательных велнчкн

в—

£-.6>m т/’-Д-; V—V3(I—ц>) ; р.=

£з Г $1 г Si

Пи— ftj-+ “р~)^:

(1—вб⁴) ; б»

(*-1; 2)

а,г*»—j

a₂t₂—oLiti

2v .

А = ОпЯ_а2—;

б) вычисление краевого усилия Q« и момента М₉

^{£lSl; Мл}—т1^Е^ ^:

в) вычисление напряжений в крайних волокнах обечаек по линии их сопряжения

/

Шо

Qo _а Л!» 6и>*М₀

fsi—c) ^Y fst—c)²^ (Si—c)^J

Б приведенных соотношениях знак « + > относится к наружной поверхности обечайки. Кроме того, в зависимости от индекса (7=1,2) обечайки h выбирают по табл. 2.

Отсчет температуры стенки обечайки при определении температурных напряжений ведут от начальной температуры или температуры при монтаже сосуда или аппарата^ Модули упругости Е\, и коэффициенты температурного удлинения аг материалов для каждой из сталей принимают постоянными в пределах рассматриваемого интервала температур по гарантированным справочным данным. При отсутствии последних для приближенных расчетов можно использовать зависимости, представленные на черт. 5 настоящего приложения.

2.2. Наибольшие упругие напряжения при сопряжении разнородных по термомеханическим свойствам обечаек через распорное кольцо определяют следующей последовательностью вычислений: а) определение вспомогательных величии

V ~УЗ(1—р²) (у*»1,2854 при р = 0,3);

(Г>1=2уе,

AjcPj

/ кРа

тг~Г ; Фа»2у³е*———«

R*R,s\

^/‘”-^ф‘^+г(т⁺ -к)¹

А] 2

(2T]i-b/i)e6⁴ (2n»+f»>

/4л = Фа+ (r)i 4-/i )e6^e + (ila+fs) +

Д— AuAm—А^ I

(2г)| +^ijt|_le6⁸ *(2п « + /»)*»>

7. ⁺ h ‘

Зависимость модуля упругости* н коэффициента линейного расширения от температуры

/5“

16

14

12

1~ легированные стали; 2—углеродистые.

Черт. 5

* Значения модуля упругости Е взяты в соответствии с ГОСТ 14249—80,

Ot i /1 \

-у + ебЧ+а«*.р.Ф, ;

„ „ . . I а. Л грев⁴ o₂<₂rj>\

Bi=a7ie6⁴—fX2^j + 2| j — J;

ВзАц); fl=« “fBs^n“BiAij) ;

6) вычисление красных усилий Qi и моментов 2)

Ei$\

Qi=I2«+(2n.+Me*-2a,*i] :

Л1

£is²

!==[«+ ft)i +/i)8G—cMi] 2y» •

Q₃8s[—2а+(2*12+/2)Ф4-2аз*а]2ур₂/₂ 5

2

Мг=*[и— (Па+Ь)^^аЛ]“2^Г“ ‘»

в) вычисление напряжений в крайних волокнах обечаек по линии их сопряжения с распорным кольцом (1*=\ \ 2)

6Mi

^0x1“ (s,~ с)¹ ‘

Qi

Mi

6|iMi

= 2yp.fi -T^)-2V² ~_s7_-)! ± _f7^1.

Расчетные зависимости данного раздела справедливы при выполнении условий п. 1.3 настоящего приложения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

ТЕРМИНЫ И ИХ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Термин	Обозначение
–.-г— Характеристика материала, МПа (кгс/см2)	А
Коэффициенты	А и, А)2, А22, А * а, ап, ai2, а%2
Характеристика материала, МПа (кгс/см2)	В
Ширина распорного кольца, мм (см)	ьк
Коэффициенты	В\, В 2, Вк
	ь, ъи ь2 с*
■	Со
Сумма прибавок к расчетной толщине стенки обе	с
чайки, мм (см)
Диаметр сосуда, мм (см)	D
Модуль продольной упругости материалов при рас	Е, Ei, Е2> Ек
четной температуре, МПа (кгс/см2)	\
Площадь поперечного сечения распорного в коль	FK
ца, мм2 (см2)
Допускаемое растягивающее или сжимающее уси	т
лие, Н (кгс)
Размах колебаний усилия, Н (кгс)	Afj
Сопровождающие функции	U 0 = 1,2)
Нагрузка /-го вида (давление, момент, усилие и др.	Hi
или их совместное воздействие)
Размах нагрузки
Толщина плоского днища, мм (см)	А
Плечи краевых поперечных сил, мм (см)	Ао, Aif£=l,2>
Толщина распорного кольца, мм (см)	Лк
Момент инерции поперечного сечения распорного	/к
кольца, мм4 (см4) *
Индекс оболочки	»
Индекс для обозначения одинаковых (одного типа)	1
циклов нагружения
Эффективный коэффициент концентрации напряже
ний

Продолжение

Термин	Обозначение
т’ -—-=-=-—-1– Длина цилиндрической оболочки вдоль образующей, мм (см)	L
Расстояние от полюса конической оболочки до ее краев, мм (см)	lx, h
Краевой изгибающий момент, Н* мм/мм (кгс-ем/см)	Mo. М, (i= 1,2)
Допускаемый изгибающий момент, Н*мм (кгс*см)	ГМ]
Размах колебания изгибающего момента, Н * мм (кгс* см)	ДМ]
Безразмерное краевое усилие	то
Число циклов нагружения	ATj
Допускаемое число циклов нагружения	Ml
Число циклов нагружения давлением	No
Допускаемое число циклов нагружения давлением	Ш
Коэффициент запаса прочности по числу циклов	Пы
Коэффициент запаса прочности по напряжениям	«о
Расчетное давление в сосуде в состоянии эксплуатации или испытания, МПа (кгс/см2); если абсолютное давление больше атмосферного, то р>0, если абсолютное давление меньше атмосферного (вакуум), то 0,	Р
Допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление, МПа (кгс/см2)	Гр]
Размах колебания рабочего давления. МПа (кгс/см2)	ДР1 •
Краевая поперечная сила, Н/мм (кгс/см)	Qo, Qoi, Q. (i=1.2> _а
Коэффициент чувствительности к концентрации напряжений	Г Я
Безразмерное краевое усилие	Яо
.Безразмерные распорные усилия	<7oi (»= 1,2)
Средний радиус распорного кольца, мм (см)	Як
Радиус сопряжения оболочек, мм (см)	Яо
Средние радиусы сопрягаемых оболочек, мм (см)	Ri, Яг
Средний радиус тороидальной отбортовки, мм (см)	го
Толщина стенки тороидальной отбортовки, мм (см)	So
Исполнительные толщины стенок оболочек, мм (см)	si (i—1.2)
Размах колебания разности температур двух соседних точек стенки сосуда, °С	ДГт]

Продолжение

Термин	Обозначение
Размах колебания расчетной температуры в месте	дг и/
соединения двух материалов с различными коэффициентами линейного расширения, °С
Расчетные температуры, °С	t. t*. и (i- 1,2)
Коэффициент линейного суммирования поврежде-	V
ний
Сопровождающие функции	и. (7= 1.2)
Температурные коэффициенты линейного расширс-	а, ап «2
иия материалов, 1/’С
Половина угла раствора при вершине конической	р, р,а=1.2)
обечайки, … °
Безразмерный параметр	У
Коэффициент	. А
Безразмерные параметры	о е, ек
Коэффициент, учитывающий-местные напряжения	л
Безразмерные параметры	тцЦ-1.2)
Характеристические функции обечайки	Ях^ ф
Угловая меридиональная координата сферической	в. в#, в, е»=1,2)
оболочки, , . .
Сопровождающие функции	в|<1=1,2)
Аргументы сопровождающей функции Ф	Х.Ц—1.2)
Коэффициент поперечной деформации материала	Р
Коэффициент, учитывающий тип сварного соединения	1
Безразмерные параметры	рк, р! 0*:=:= ^ 1 2)
Амплитуда напряжений, МПа (кгс/см2)	0А
Предел текучести материала при 20°С. МПа	0т2О
(кгс/см2)
Временное сопротивление материала при 20°С.	0*20
МПа (кге/см) •
Предел выносливости при изгибе для 10е цик-	<Тсо
лов, МПа (кге/см2)
Суммарное меридиональное напряжение, МПа (кгс/см2)	ах# Oxi (7—1,2)
Суммарное кольцевое напряжение, МПа (кгс/см2)	ф * ® ф1 1 1 2
Допускаемое напряжение материала элемента со-	М
суда при расчетной температуре, МПа (кгс/см2)
Допускаемая амплитуда напряжений, МПа (кгс/см2)	Г®*1
Размах напряжений, МПа (кгс/см2)	До Лт
Сопровождающая функция	ф
Безразмерные параметры	Фь Ф,

Изменение № 1 ГОСТ 25859—83 Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках

Утверждено и введено в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 17.04.90 № 906

Дата введения 01.11.90

Пункт 2.4 дополнить абзацем: «д) размахов колебаний температуры в месте соединения материалов с различными коэффициентами линейного расширения, которые не превышают 50 °С».

Таблицу 1 дополнить примечанием: «Примечание. Значение £ действительно только в том случае, когда площадь поперечного сечения и момент со- \ противления сварного соединения не меньше соответствующих значений в наиболее слабом элементе узла».

Таблица 2. Графы «Узел или элемент сосуда» и «Расчетный элемент» для т) = 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 изложить в новой редакции:

Узел или элемент сосуда	Расчетный элемент
Соединение оболочек разных толщин	Более тонкая оболочка
Плоское днище или крышка без от-	Плоское днище, крышка
верстия (отверстия для болтов не учи-
тываются);, центральная зона
Эллипсоидное днище	Эллипсоидное днище
Шпильки	Стержень
Обечайки с кольцом жесткости	Обечайка
Приварные встык фланцы с плавным	Оболочка и фланец
переходом

(Продолжение см. с. 68)

Узел или элемент сосуда

Расчетный элемент

Отбортованная часть торосферического и конического днища

Плоское днище или крышка с отверстием, трубная решетка

Отбортованные штуцеры и лазы

Оболочка со штуцером без накладного кольца

Соединение конической обечайки с цилиндрической обечайкой меньшего диаметра

Приварные плоские фланцы к оболочке

Болты и шпильки (а в <540 МПа)

Оболочка со штуцером и укрепляющим кольцом

Угловые соединения конической или сферической обечайки Болты и шпильки (о_в >540 МПа)

Сферическая крышка с кольцом Соединение с обечайкой плоского днища с отбортовкой или выточкой

Переход

Днище, крышка, трубная решетка

Оболочка в месте установки штуцера или лаза

Оболочка в месте установки штуцера

Конический переход

Оболочка и фланец Резьба

Оболочка в месте установки шту цера Переход

Резьба

Сферический сегмент Цилиндрическая обечайка или плоское днище без отверстия (определяющим является элемент с более низким допускаемым давлением), в краевой зоне

(Продолжение см. с. 69)

Уз

ел или элемент сосуда

Расчетный элемент

Соединение с обечайкой приварных плоских днищ остальных типов

Цилиндрическая обечайка или плоское днище без отверстия (определяющим является элемент с более низким допускаемым давлением) в краевой зоне

графу «Эскиз узла» для т] = 3,0 дополнить чертежами шпилек:

Формулу (8) и экспликацию изложить в новой редакции:

К_а =р£Ар.

где ср — коэффициент прочности сварного шва по ГОСТ 14249—89; £ — определяется по табл, к

_( 1,0 для шлифованных поверхностей и сварных швов;

Р \ 1,1 для необработанных поверхностей и швов».

(Продолжение см. с. 70)

! Чертеж 8 исключить.

Таблица 3. Последнюю строку для высокопрочных сталей исключить. Раздел 6 дополнить пунктом — 6.5: «6.5. В случае соединения сталей с разными механическими характеристиками определяющей является сталь, дающая меньшие значения (<Тд ] h|W]».

Приложение 1. Таблица 2. Заменить формулу и обозначение:

V sin 9_t

(Н-Звт^)⁵⁷⁴

на ;

I

А.

р i на рг,

пункт 1.4. Заменить формулы:

а

ф

Ф S₂— С

+

уё’

s₂—c

1+1 +

таблица 3. Графа «Условие «длинности». Заменить формулы: Vh—K^2>0,8KstgP на V 1г—^^”>0,8}/ stgfl;

К(7-/Ч>1,2/Л5Р на /ТГ-У«Г>1,2/й£р.

в формулах заменить обозначения:

, В* , С, на А*, В*, С*.

(ИУС № 7 1990 г.)

Редактор Af. В. Глушкова Технический редактор М. А4. Герасименко Корректор Г. И. Чуйко

Сдано к наг>. 18.03.8П Поли, п поч. 24.07 f-^!T 8.0 уел. п. л. 2,0 уел. кр.-отт. 1,ûû

Тираж lOui.tO Цена Ш коп.

уч.-изд. л.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123Б40, Москва* ГСП.

НовопресненскиД пер.* Д. 3.

Вильнюсская типография Издательства стандартов, ул. Мипдауго, 12/14. Зак. 2067