ГОСТ 24757-81
Завантажити документ
Формат .docx · доступно зареєстрованим користувачам
Москва
Нормы и методы расчета на прочность
Vessels and apparatus. Apparatus of column type. Norms and methods of strength calculations ГОСТ
24757-81
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15 мая 1981 г. № 2411 срок введения установлен
с 01.07.81
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на аппараты колонного типа по ГОСТ 24305-80. Стандарт устанавливает методы расчета на прочность колонных аппаратов, работающих под действием внутреннего, избыточного или наружного давления, собственного веса и изгибающих моментов от ветровых нагрузок или сейсмических воздействий, а также изгибающих моментов, возникающих от действия ветровых нагрузок.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1645-79.
1.1. При расчете колонного аппарата устанавливаются следующие основные расчетные сечения:
поперечные сечения корпуса колонны, переменные по толщине стенки или диаметру (I-I, II-II, ..., Z-Z по черт. HYPERLINK "" \l "SO0000002" \o "Чертеж 1" 1 ); для аппаратов постоянного сечения (по диаметру и толщине стенки) - только поперечное сечение в месте присоединения опорной обечайки;
поперечное сечение в месте присоединения опорной обечайки к корпусу колонны (Z-Z по черт. HYPERLINK "" \l "SO0000002" \o "Чертеж 1" 1 , HYPERLINK "" \l "SO0000003" \o "Чертеж 2" 2 );
поперечное сечение опорной обечайки в местах расположения отверстий (X-X по черт. HYPERLINK "" \l "SO0000002" \o "Чертеж 1" 1 , HYPERLINK "" \l "SO0000003" \o "Чертеж 2" 2 );
поперечное сечение в месте присоединения опорного кольца (Y-Y по черт. HYPERLINK "" \l "SO0000002" \o "Чертеж 1" 1 , HYPERLINK "" \l "SO0000003" \o "Чертеж 2" 2 ).
Расчетные сечения колонного аппарата
Черт. 1
Цилиндрические опорные обечайки
Черт. 2
Примечание. Черт. HYPERLINK "" \l "SO0000002" \o "Чертеж 1" 1 и HYPERLINK "" \l "SO0000003" \o "Чертеж 2" 2 не определяют конструкцию и приведены только для указания расчетных размеров.
1.2. Для расчета местных нагрузок следует рассмотреть дополнительные расчетные сечения (А-А, В-В по черт. HYPERLINK "" \l "SO0000002" \o "Чертеж 1" 1 ).
Термины, использованные в стандарте, и их условные обозначения приведены в справочном приложении.
2.1. Расчетные давления
2.1.1. Расчетное давление p1 в рабочих условиях для каждого расчетного сечения и пробное давление р2, измеряемое в верхней части колонны, - по ГОСТ 14249-80.
2.1.2. Гидростатическое давление рн во время гидроиспытания колонны в вертикальном положении необходимо определять для каждого расчетного сечения по формуле
pН = (·(Н-х0). (1)
Для воды ( = 10-5 Н/мм3 (10-3 кгс/см3)
2.2. Нагрузки от собственного веса.
При расчете колонн должны быть учтены следующие весовые нагрузки:
G1 - вес колонны в рабочих условиях, включая вес обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств и рабочей среды, Н (кгс);
G2 - вес колонны при гидроиспытании, включая вес жидкости, заполняющей колонну, Н (кгс);
G3 - максимальная нагрузка колонны от собственного веса в условиях монтажа, Н (кгс);
G4 - минимальная нагрузка колонны от собственного веса в условиях монтажа (после установки колонны в вертикальное положение), Н (кгс).
Примечание. Необходимо учитывать, что нагрузка от веса воды, заполняющей колонну в условиях испытания, действует только на нижнее днище и расчетные сечения опорной обечайки.
2.3. Расчетные изгибающие моменты
2.3.1. Максимальный изгибающий момент МG от действия эксцентрических весовых нагрузок, в том числе от присоединяемых трубопроводов и других нагрузок, необходимо определять для каждого расчетного сечения.
2.3.2. Изгибающие моменты MV от действия ветровых нагрузок - по ГОСТ 24756-81.
2.3.3. Изгибающие моменты от сейсмических воздействий МR по ГОСТ 24756-81.
2.4. Снеговые нагрузки.
При расчете колонных аппаратов снеговые нагрузки не учитывают.
2.5. Температурные нагрузки.
В случае необходимости температурные напряжения определяют специальными методами расчета.
2.6. Местные нагрузки.
Расчет локальных напряжений от местных нагрузок на колонне (например, трубопроводы, краны, лестницы и др.) производят по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке. Для этого необходимо определить общие мембранные напряжения в соответствующих дополнительных расчетных сечениях (А-А, В-В по черт. HYPERLINK "" \l "SO0000002" \o "Чертеж 1" 1 ) (х и (у по п. HYPERLINK "" \l "PO0000025" \o "Пункт 4.1" 4.1 .
2.7. Расчетная температура
Расчетную температуру для каждого элемента колонного аппарата следует определять по ГОСТ 14249-80.
Для элементов нижнего опорного узла опорных обечаек, которые приварены к корпусу колонны и изолированы, расчетную температуру в рабочих условиях определяют по формуле
tA = maх (tK -(t; 20 °С), (2)
где (t - перепад температуры по черт. HYPERLINK "" \l "SO0000004" \o "Чертеж 3" 3 .
Перепад температуры в опорной обечайке
Черт. 3
Расчетная температура для условий испытания и монтажа принимается 20 °С.
Колонный аппарат необходимо рассчитывать для следующих трех условий работы аппарата:
рабочие условия;
условия испытания;
условия монтажа.
Сочетания нагрузок для перечисленных условий приведены в таблице
Индекс условий работы Условия работы Давление р, МПа (кгс/см2) Осевое сжимающее усилие, Н (кгс) Расчетный изгибающий момент М, Н·мм,
В районах с сейсмичностью 7 и более баллов принимается большее из двух значений:
3 Условия монтажа 0 F3 = G3
Для анкерных болтов Принимается большее из двух значений:
;
;
Примечания:
исходят из общей весовой нагрузки в рабочих условиях.
исходят из общей весовой нагрузки в условиях испытания.
, учитывают изоляцию.
4.1. Стенка колонного аппарата должна быть рассчитана на прочность и устойчивость.
4.1.1. Расчет напряжений
Расчет напряжений следует проводить во всех сечениях, указанных в разделе HYPERLINK "" \l "PO0000002" \o "Раздел 1" 1 , для рабочих условий (F=F1; M=M1; p=p1) и для условий монтажа (F=F3; М=М3; р=0).
4.1.2. Продольные напряжения (x следует рассчитывать:
на наветренной стороне по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000028" \o "Формула 3" 3 )
; (3)
на подветренной стороне по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000029" \o "Формула 4" 4 )
. (4)
4.1.3. Кольцевые напряжения (y следует рассчитывать по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000031" \o "Формула 5" 5 )
(5)
4.1.4. Эквивалентные напряжения следует рассчитывать:
на наветренной стороне по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000033" \o "Формула 6" 6 )
; (6)
< 0, то (Т = 1,0, если (y < 0, то (р = 1,0;
на подветренной стороне по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000034" \o "Формула 7" 7 )
; (7)
< 0, то (Т = 1,0, если (y < 0, то (р = 1,0.
4.1.5. Проверку условий прочности следует проводить:
на наветренной стороне по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000036" \o "Формула 8" 8 )
( ( (((К·(Т; (8)
< 0, то (Т = 1,0;
на подветренной стороне по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000037" \o "Формула 9" 9 )
( ( (((К·(Т; (9)
< 0, то (Т = 1,0;
4.2. Проверка устойчивости
Проверку устойчивости следует проводить для рабочих условий, условий испытания и монтажа.
4.2.1. Колонны, работающие под внутренним избыточным давлением, и колонны, работающие без давления.
Если толщина стенки s3 опорной обечайки меньше или равна толщине стенки самой нижней обечайки колонны и механические свойства материала опорной обечайки не выше соответствующих свойств материала обечайки колонны, то расчет колонного аппарата не производят. В этом случае достаточно провести проверку устойчивости опорной обечайки по п. HYPERLINK "" \l "п_5_3" \o "Пункт 5.3" 5.3 . Для остальных колонн проверку устойчивости следует проводить для каждого основного расчетного сечения по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000040" \o "Формула 10" 10 ).
1,0. (10)
Нагрузки принимают в соответствии с таблицей.
Значения [F] и [М] определяют по ГОСТ 14249 - 80, соответственно, для рабочих условий, условий испытания и монтажа.
4.2.2. Колонны, работающие под наружным давлением
Для условий испытания и монтажа проверку устойчивости необходимо проводить в соответствии с требованиями п. HYPERLINK "" \l "PO0000039" \o "Пункт 4.2.1" 4.2.1 .
Для рабочих условий проверку устойчивости для каждого основного расчетного сечения, следует проводить по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000042" \o "Формула 11" 11 )
1,0, (11)
где [р], [F], [М] - определяют по ГОСТ 14249-80 для рабочих условий.
5.1. Расчет опорной обечайки следует проводить для рабочих условий и для условий испытания. Расчетные нагрузки в сечениях Z-Z (Fz = Gz; Мz) и Y-Y (FY=GY; MY) следует принимать в соответствии с таблицей. Для сечения Х-Х используют расчетные нагрузки сечения Y-Y.
5.2. Проверку прочности сварного шва, соединяющего корпус колонны с опорной обечайкой (сечение Z-Z по черт. HYPERLINK "" \l "SO0000002" \o "Чертеж 1" 1 , HYPERLINK "" \l "SO0000003" \o "Чертеж 2" 2 ), следует проводить по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000046" \o "Формула 12" 12 )
·min{[((0; [((К} (12)
Толщина сварного шва а1 приведена на черт. HYPERLINK "" \l "SO0000005" \o "Чертеж 4" 4
5.3. Проверку устойчивости опорной обечайки в зоне отверстия (сечение Х-Х по черт. HYPERLINK "" \l "SO0000002" \o "Чертеж 1" 1 , HYPERLINK "" \l "SO0000003" \o "Чертеж 2" 2 ) следует проводить по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000048" \o "Формула 13" 13 )
, (13)
где [F], [M] - определяют по ГОСТ 14249-80;
(1, (2, (3 - коэффициенты, определяемые соответственно по черт. HYPERLINK "" \l "SO0000006" \o "Чертеж 5" 5 , HYPERLINK "" \l "SO0000007" \o "Чертеж 6" 6 и HYPERLINK "" \l "SO0000008" \o "Чертеж 7" 7 .
Если в сечении Х-Х несколько отверстий, то расчет следует проводить для наибольшего из отверстий по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000048" \o "Формула 13" 13 ) при условии, что для остальных отверстий коэф