Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 25 из 74)

Визначаємо допустиму напружину для сталі марки Ст3сп5 при розрахунковій температурі стінки t=165 °С методом лінійної інтерполяції за таблицею Б.1 додатку Б,  144 МПа.

Розрахункову товщину стінки днища визначаємо за формулою (3.58), враховуючи, що радіус кривизни у вершині днища по його внутрішній поверхні для стандартних еліптичних днищ R  D

S_{1p } P R _ 1, 01000 _ 3,87 _мм.

20,5 P 20, 91440,51,0

Виконавча товщина стінки днища без урахування добавки для компенсації мінусового допуску дорівнює

S₁  ^S₁p  ^C₁  3,87  2  5,87 мм.

Визначаємо виконавчу товщину стінки еліптичного днища з урахуванням добавки на мінусовий допуск ^C₂ 0,8 мм для листа товщиною 8 мм

S₁  ^S₁p  ^C₁  ^C₂  3,87  2  0,8  6,67 мм.

Приймаємо виконавчу товщину стінки еліптичного днища за таблицею В1 додатку В рівною ^S₁  8 мм.

Перевіряємо необхідність врахування добавки для компенсації мінусового допуску сталевого листа товщиною 8 мм

C₂  0,8  0,05S₁  0,058  0,4 мм.

Добавку враховуємо, тому що вона складає понад 5 % від товщини листа.

Сума добавок до розрахункової товщини днища

С  С1 С2  2 0,8  2,8мм

дорівнює попередньо прийнятій.

Для прийнятої товщини стінки днища допустимий внутрішній надлишковий тиск розраховуємо за формулою (3.61)

_P_ 2S1 C^ _ 28  2,80,9144 _{ 1,34 МПа.} R 0,5S₁ C 10000,58  2,8

Умова міцності

P 1,0 P1,34МПа

виконується.

Умова застосування розрахункових формул

0,002 S1 C  8  2,8  0,0052 0,1

D 1000

виконується.

Приклад 3.13

Розрахувати товщину стінки напівсферичного днища апарата (рисунок 3.12,б), що працює під внутрішнім надлишковим тиском. Матеріал днища – сталь марки 09Г2С. Внутрішній діаметр апарата D=4000 мм, розрахунковий тиск в апараті Р=0,6 МПа, розрахункова температура стінки днища t=100 °С. Коефіцієнт міцності зварних з’єднань прийняти рівним 1 , добавку для компенсації корозії та ерозії – C₁=2 мм.

Визначаємо допустиму напружину для сталі марки 09Г2С при розрахунковій температурі стінки t=100 °С за таблицею Б.1 додатку Б, _ 177МПа.

Розрахункову товщину стінки днища визначаємо за формулою (3.58), враховуючи, що радіус кривизни у вершині днища по внутрішній поверхні напівсферичного днища R 0,5D 0,54000 2000мм

S_{1p } PR _ 0,6 2000 _ 3,39_мм.

20,5 P 211770,50,6

Виконавча товщина стінки днища без урахування добавки для компенсації мінусового допуску дорівнює

S₁  ^S₁p ^C₁  3,39  2  5,39 мм.

Визначаємо виконавчу товщину стінки напівсферичного днища з урахуванням добавки на мінусовий допуск С2 0,8 мм для листа товщиною 8 мм

S₁  ^S₁p  ^C₁  ^C₂  3,39  2  0,8  6,19 мм.

Приймаємо виконавчу товщину стінки напівсферичного днища рівною ^S₁  8мм.

Перевіряємо необхідність урахування добавки для компенсації мінусового допуску сталевого листа товщиною 8 мм

C₂  0,8  0,05S₁  0,058  0,4 мм.

Добавку враховуємо, тому що вона складає понад 5 % від товщини листа.

Сума добавок до розрахункової товщини днища

С  С1 С2  2 0,8  2,8мм

дорівнює попередньо прийнятій.

Для прийнятої товщини стінки днища внутрішній допустимий надлишковий тиск розраховуємо за формулою (3.61)

P 2S1 C  28 2,81177  0,919МПа. R 0,5S₁ C 20000,58 2,8

Умова міцності

P 0,6  P0,919МПа

виконується.

Днища, які виготовляються із двошарової сталі і навантажені внутрішнім надлишковим тиском

При розрахунку еліптичних та напівсферичних днищ, які виготовляються із двошарової сталі і навантажені внутрішнім надлишковим тиском, як перше наближення товщину стінки днища визначають по допустимій напружині для матеріалу основного шару за формулами (3.58, 3.60). Після вибору виконавчої товщини, а також товщини плакувального шару за таблицею 3.5 розраховують допустиму напружину за формулою (3.8). По отриманій допустимій напружині уточнюють товщину стінки днища за формулами (3.58, 3.60). Розрахунок проводять до збігання виконавчої товщини стінки днища, визначеної останнім і попереднім розрахунками.

Допустимий внутрішній надлишковий тиск визначають за формулою (3.61).

Приклад 3.14

Розрахувати товщину стінки еліптичного днища (рисунок 3.12,а) із двошарової сталі Ст3сп+12Х18Н10Т. Внутрішній діаметр апарата D=2000 мм, розрахунковий тиск в апараті P=1,0 МПа, розрахункова температура стінки днища t=100 °С. Коефіцієнт міцності зварних з’єднань прийняти рівним 1 , добавку для компенсації корозії та ерозії з боку плакувального шару – C₁=1 мм.

За таблицями Б.1 і Б.3 додатку Б визначаємо допустимі напружини для матеріалів основного та плакувального шарів при розрахунковій температурі t=100 °С:

– для основного шару зі сталі марки Ст3сп _о149МПа;

– для плакувального шару зі сталі 12Х18Н10Т __n 174МПа.

Як перше наближення товщину стінки днища визначаємо по допустимій напружині для матеріалу основного шару за формулою (3.58)

S_{1p } P  R _ 1,0 2000 _ 6,72_мм.

2__о 0,5 P 211490,51,0

Виконавча товщина стінки днища без урахування добавки для компенсації мінусового допуску складає

S₁  ^S₁p  ^C₁  6,72 1 7,72 мм.

Визначаємо виконавчу товщину стінки еліптичного днища з урахуванням добавки на мінусовий допуск ^C₂  0,9 мм для листа товщиною 10мм (таблиця 3.5)

S₁  ^S₁p  ^C₁  ^C₂  6,72  10,9  8,62 мм.

Виконавчу товщину стінки еліптичного днища приймаємо за таблицею В1 додатку В рівною ^S₁  10 мм.

Перевіряємо необхідність урахування добавки для компенсації мінусового допуску сталевого листа товщиною 10 мм

C₂  0,9  0,05 S₁  0,0510  0,5 мм.

Добавку враховуємо, тому що вона складає понад 5 % від товщини листа.

Сума добавок

С  С1 С2  10,9  1,9 мм

дорівнює попередньо прийнятій.

За таблицею 3.5 визначаємо товщину плакувального

(корозійностійкого) шару для двошарового листа товщиною 10 мм, S_п  2 3мм. Враховуючи, що _о_n , товщину плакувального шару приймаємо мінімальною, тобто ^S_п  2 мм, а товщину основного шару відповідно рівною ^S_o  8 мм.

Добавку для компенсації корозії та ерозії матеріалу плакувального шару приймаємо рівною ^C_п  1 мм. Добавку для компенсації корозії та ерозії матеріалу основного шару приймаємо рівною ^C_o  0 , тому що він не піддається корозії з боку агресивного середовища.

Допустиму напружину визначаємо за формулою (3.8)

 оSo ConSn Cn 