Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Расчет укрепления отверстий




 

Наличие отверстий в стенках сосудов вызывает концентрацию напряжений. Концентрация напряжений распространяется на часть стенки, расположенной в непосредственной близости к отверстию, т.е. имеет явно выраженный местный характер. Поэтому укрепление отверстий заключается в утолщении края стенки у отверстия [8].

Обычным способом укрепления стенки у отверстий является приварка укрепляющего кольца, изготовленного из того же материала, что и обечайка, и расположенного, как правило, снаружи сосуда. Схема укрепления стенки сосуда дана на рис. 11.

 

 

Рис. 11. Схема укрепления стенки сосуда.

Условные обозначения: 1 - стенка сосуда; 2 - патрубок; 3 - укрепляющее кольцо.

 

Не укрепленными отверстиями считаются отверстия под развальцовку и резьбу; отверстия, уплотняемые лючковыми и др. затворами; отверстия, предназначенные для присоединения труб, штуцеров, втулок и т. п.

Расчет укреплений отверстий проводится но ГОСТу 24755-91. Данный стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий в обечайках, переходах и выпуклых днищах сосудов и аппаратов, работающих под действием внутреннего и наружного давления [13].

Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления, при наличии избыточной толщины стенки обечайки вычисляется по формуле:

 

, (44)

 

где S - избыточная толщина стенки сосуда, мм;

с - прибавки, мм (см. п. 4.2);

SN - расчетная толщина стенки обечайки по условиям прочности, мм;

Dp - расчетный диаметр укрепляемых элементов, мм.

 

Для цилиндрической обечайки расчетный диаметр:

 

DP = D. (45)

 

Для конической обечайки перехода или днища расчетный диаметр определяется по формуле:

, (46)

 

где DK - внутренний диаметр конической обечайки по центру укрепляемого отверстия, мм;

α - половина угла при вершине конической обечайки.

 

Для эллиптических днищ расчетный диаметр определяется по формуле:

 

,(47)

 

где х - расстояние от центра укрепляемого отверстия до оси эллиптического днища, мм.

 

Для сферических и торосферических днищ расчетный диаметр определяется по формуле:

 

Dp = 2 • R , (48)

 

где R - наибольший внутренний радиус выпуклого днища, мм.

 

Укрепление отверстий не требуется, если выполняется следующее условие:

 

dp £ d0, (49)

 

где do - расчетный диаметр отверстия, не требующего дополнительного укрепления, мм;

dp - расчетный диаметр имеющегося отверстия, мм.

 

Расчетный диаметр кругового отверстия определяется по формуле:

 

dp = d + 2 • С, (50)

 

где d - внутренний диаметр штуцера, мм;

С - сумма прибавок к толщине стенки, мм.

 

Расчетный диаметр отверстия и штуцера, ось которого лежит в плоскости поперечного сечения обечайки (рис.12), определяется по формуле:

 

dp = max{d; 0,5 × t} + 2 × C , (51)

 

где t - длина отверстия в окружном направлении, мм.

 

Расчетный диаметр отверстия для смещенного штуцера на эллиптическом днище (рис. 13) определяется по формуле:

 

, (52)

 

 

 

Рис. 12. Наклонные штуцера на обечайке: а - по касательной к обечайке; б - под наклоном к обечайке

 

 

 

Рис. 13. Смещенный штуцер на эллиптическом днище

 

Необходимо отметить, что независимо от расчета не рекомендуется оставлять неукрепленной стенку у отверстия диаметром более 200 мм.

Размеры укрепляющего кольца определяются по методу площадей [8]. Вначале находится площадь (Рэ) сечения укрепляющего элемента при продольном сечении обечайки (рис. 11), которая должна быть по меньшей мере равна площади (Fy) сечения стенки обечайки, приходящейся на отверстие, стенку у которого допустимо не укреплять, а именно по формуле:

 

Fэ ³ Fy - F0 = (d + 2 • С - do) • SP. (53)

 

Считается, что весь материал, находящийся внутри зоны укрепления в виде укрепляющего элемента, а также в виде толщины стенок обечайки и штуцера, взятый дополнительно к расчетному, входит в укрепление стенки вблизи отверстия. Однако площадь, приходящаяся на долю сечения, образованного прибавками на коррозию, не считается укрепляющей. Площадь сечения элементов сосуда, участвующих в укреплении стенки у отверстия, определяется по формуле:

 

Рэ = [DK - (d + 2 • С) ] • SK + [D3 - (d + 2 - С)] • (S - SP - С) + (54)

+ 2-(H3 - SK) - (S1 - S1P - C),

 

где Dk - диаметр закрепляющего кольца, мм;

SK - толщина укрепляющего кольца, мм;

S1p , S1 - соответственно расчетная и проектная толщина стенки штуцера, мм;

Н3 - высота зоны укрепления, мм;

D3 - диаметр зоны укрепления, мм.

 

Высота зоны укрепления равна расстоянию между образующими обечайки и горизонтальными линиями АГ и БВ и определяется по формуле:

 

Н3 = 2,5 • Sp, (55)

 

Диаметр зоны укрепления равен расстоянию между двумя вертикальными линиями АБ и ВГ и определяется по формуле:

 

D3 = 2 • (d + 2 • S1), (56)

 

Приравнивая формулы (53) и (54), определяют диаметр и толщину укрепляющего кольца, принимая для расчета соотношение:

 

SK = 0,5 × LK , (57)

 

где Lk - ширина укрепляющего кольца, мм.

 

Полученную по расчетам толщину укрепляющего элемента (SK, мм) округляют до ближайшего стандартного значения толщины листа по ГОСТ 19903-74 [4].


 

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-04; просмотров: 527; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты