Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 27 из 74)

510 10 _

 max5,31; 2,19 5,31 мм.

Виконавчу товщину стінки розраховуємо за формулою (3.60 ) S₁  S₁p  C  5,31  3,8  9,11мм.

Приймаємо виконавчу товщину стінки днища рівною ^S₁  10мм.

Отримана товщина стінки днища збігається зі значенням, прийнятим при визначенні розрахункового значення коефіцієнта К_е .

Допустимий тиск за умови міцності визначаємо за формулою (3.66)

PП  R20,5SS11CC  100021440,51010 3,38,8  1,78МПа.

Допустимий тиск за умови стійкості в границях пружності визначаємо за формулою (3.67)

PE  2610_n 6 E _100S1 C2 



y Kэ  R 

 2610^62,41,8510⁵ 1000,9461010003,8^²  0,86 _МПа.



Допустимий зовнішній тиск розраховуємо за формулою (3.65)

P РП  1,78  0,774МПа.

 Р 2  1,78 2

1  РПЕ  1  0,86 

Умова міцності та стійкості

Р 0,63Р0,774МПа

виконується.

Умова застосування розрахункових формул

0,002 S C  103,8  0,006 0,1

D 1000

виконується.

Приклад 3.16

Розрахувати товщину стінки напівсферичного днища (рисунок

3.12б), що працює під вакуумом. Залишковий тиск в апараті P_зал  0,01МПа. Матеріал корпуса – сталь марки 09Г2С. Внутрішній діаметр апарата D=4000 мм, розрахункова температура стінки днища t=100 °С. Добавку для компенсації корозії та ерозії прийняти рівною С₁=2 мм.

Розрахунковий зовнішній тиск в апараті визначаємо як різницю між атмосферним та залишковим тиском в апараті

Р  P_ат  P_зал 0,10,010,09 МПа.

Радіус кривизни напівсферичного днища по його внутрішньої поверхні

R 0,5D 0,54000 2000мм.

Коефіцієнт зведення радіуса кривизни напівсферичного днища приймаємо рівним ^K_е  1,0 .

Коефіцієнт запасу стійкості для робочих умов дорівнює ⁿy  2,4 .

Згідно з таблицею Б.1 додатку Б визначаємо допустиму напружину для сталі марки 09Г2С при розрахунковій температурі t  100 °С,  177 МПа. Модуль подовжньої пружності матеріалу днища при

розрахунковій температурі визначаємо за таблицею 3.8, Е  1,91¹⁰⁵ МПа .

Розрахункову товщину стінки днища визначаємо за формулою

(3.62)

S1p  maxKе  R _ ny6 P_E ; 2P R_ _

510 ₁₀

^1,02000 2,40,09 0,092000^

 max_ 510  106 1,91105 ; 2177  



 max4, 17; 0,51 4,17 мм.

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

S₁  ^S₁p  ^C₁  4,17  2  6,17 мм.

Визначаємо виконавчу товщину стінки напівсферичного днища з урахуванням добавки на мінусовий допуск ^C₂ 0,8 мм за таблицею 3.4 для листа товщиною 8 мм

S₁  ^S₁p  ^C₁  ^C₂  4,17  2  0,8  6,97 мм.

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

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

C₂  0,8  0,05 S₁  0,058  0,4 мм.

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

Сума добавок

С  С1 С2  20,8  2,8мм

дорівнює попередньо прийнятій.

Допустимий зовнішній тиск за умови міцності визначаємо за формулою (3.66)

PП  R20,5SS11CC  200021770,5882,82,8  0,919МПа.

Допустимий зовнішній тиск за умови стійкості в границях пружності визначаємо за формулою (3.67)

PE  2610ny6 E 100 S1 C2 

 Kе  R 

 2610^62,41,9110⁵ _1001,0_82000 2,8_²  0,14 МПа.

Допустимий зовнішній тиск розраховуємо за формулою (3.65)

P РП  0,919  0,138МПа.

 Р^П ² 1  00,,91914 ²

1  _РЕ  



Умова міцності і стійкості

Р 0,09Р0,138МПа

виконується.

Днища, які виготовляються з двошарової сталі і навантажені зовнішнім тиском

Розрахунок днищ, які виготовляються з двошарової сталі і навантажуються зовнішнім тиском, здійснюється за пунктом 3.3.2. При цьому враховується тільки основний шар. У цьому випадку при визначенні виконавчої товщини стінки днища як добавку для компенсації корозії та ерозії приймають максимальну товщину плакувального шару.

Приклад 3.17

Визначити товщину стінки еліптичного днища з двошарової сталі Ст3сп+12Х18Н10Т за даними прикладу 3.15, враховуючи тільки товщину основного шару. Допустима напружина для матеріалу основного шару зі сталі марки Ст3сп при розрахунковій температурі складає __о 144МПа.

Розрахункову товщину стінки днища визначаємо по допустимій напружині для матеріалу основного шару за формулою (3.62)

S1p  max K510е  R _ ny6 PE ; P2 R _ 10

 max 0,9 1000 _2₆,41,085,63_10₅ ; 0,632_1441000_ 

_ 510 10 _

 max5,05; 2,19 5,05 мм. Виконавчу товщину стінки днища визначаємо за формулою (3.60). При цьому добавку для компенсації корозії та ерозії С1 визначаємо як суму максимальної товщини плакувального шару С₁  ^S_п  3мм за таблицею 3.5 та добавки для компенсації корозії з боку теплоносія, яка дорівнює ^C₁  ¹ мм

С1  ^C₁  ^C₁  3 1  4 мм.

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

S₁  ^S₁p  ^C₁  5,05  4  9,05 мм.

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

S₁  S₁p  C₁ C₂  5,05  4  0,9  9,95 мм.

Приймаємо виконавчу товщину стінки еліптичного днища 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  0,5мм.