ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчет на прочность барабанов и камер из "Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов Издание 3 " Формулы (5.16) и (5.17) можно применять для расчета на прочность барабанов и камер, содержащих воду, пароводяную смесь или насыщенный пар, а также для расчета камер котлов сверхкритического давления при теплосодержании среды до 2514 кДж/кг, если выдерживаются условия (х —с)/ ) 0,20 или (5 —с)/0 0,30. Область применения формул (5.15) и (5.16) для расчета камер, содержащих перегретый пар, шире — до (5 —с)/О 0,25. [c.338] Коэффициент прочности сварного соединения обозначается фщ. Причем учитывается в расчетах на прочность — угол между направлением сварного шва и расчетным сечением, в котором проверяется прочность при продольном расположении сварного шва и расчете трубы от внутреннего давления аш = 0° при поперечном расположении сварного шва и нагружении внутренним давлением принимается равной 90°. Расчетный коэффициент прочности сварного шва в зависимости от а представляется как аш (1 — 0,75 5т ак,) и в таком виде вводится в формулы расчета на прочность. [c.338] Расчетный коэффициент прочности детали, входящий в формулы (5.16) и (5.17), может быть равен либо минимальной величине из ф и ц а, либо их произведению, если отверстия расположены близко к сварному шву. [c.338] Здесь От = Оа — 5 = /)+ 5. Если отверстия укреплены, то вместо сра подставляют фс. [c.338] Барабаны и камеры имеют ослабления одиночными отверстиями большого диаметра и полями отверстий малого диаметра. Концентрация напряжений возникает около края отверстия в цилиндрическом сосуде, нагруженном внутренним давлением. В упругой области эти напряжения могут быть определены расчетным путем с использованием методов теории упругости. В плоской пластине большой ширины, растягиваемой в одном направлении, коэффициент концентрации напряжений достигает 3, т. е. нормальные напряжения около отверстия в 3 раза больше средних. [c.338] Напряжение около отверстия значительно превышает среднее. Однако обычно считается допустимой работа конструкции в упругопластическом состоянии, когда часть металла в сечении перешла в пластическое состояние, а часть находится в упругой области. При этом относительная пластическая деформация составляет всего доли процента. Пластическая деформация охватывает сравнительно небольшие объемы металла, но в это же время происходит резкое снижение максимумов напряжений. [c.339] В Нормах расчета на прочность [140,141] используется приближенный метод расчета как ослаблений от одиночных отверстий, так и ослаблений от поля мелких отверстий. [c.339] Одиночным считают такое отверстие, кромки которого удалены от кромок ближайшего отверстия на расстояние не менее 2 /(0- -5)(5 — с). Отверстие может быть укрепленным конструктивными способами или неукрепленным. Неукрепленным считается отверстие, не имеющее усилений в виде утолщенных штуцеров, способных кроме восприятия внутреннего давления укреплять сосуд, или отверстие, не имеющее усилений в виде приварных накладок. [c.339] При расчете одиночного отверстия фаски и скругления кромок с внутренней стороны барабана или камеры не учитывают. За диаметр отверстия с резьбой принимают средний диаметр резьбы. [c.339] Толщина стенки барабана или камеры превосходит толщину, необходимую для восприятия внутреннего давления при наличии одиночного неукрепленного отверстия, так как в других местах имеются ослабления рядами отверстий или продольным сварным швом. Толщина барабана или камеры выбирается такой, чтобы, несмотря на наличие этих ослаблений, была обеспечена их прочность. Поэтому вдали от ослаблений барабан или камера имеют избыточную толщину. В этом случае укрепление не требуется. [c.340] Если диаметр отверстия в сосуде превышает допускаемый диаметр неукрепленного отверстия, то необходимо либо увеличить толщину стенки сосуда, либо укрепить отверстие. [c.340] Левая часть неравенства (5.22) — сечение металла, укрепляющего отверстия правая часть — дефект металла, который необходимо компенсировать укреплением. [c.340] Величина Ь , так же как и hs, выбрана из условия распространения краевого эффекта, возникающего от отверстия в упругой области. [c.342] Если металл укрепляющего штуцера кли накладки имеет более низкие допускаемые напряжения, чем укрепляемая цилиндрическая деталь, то компенсирующая площадь укрепляющей детали должна быть увеличена пропорционально отношению допускаемых напряжений. Более высокая прочность укрепляющей детали в расчете не учитывается. [c.342] Диаметр отверстия в барабане или камере не должен превышать 0,75 ( а —25о). [c.342] При расчетах на прочность угловых сварных соединений приварки патрубков или штуцеров к барабанам и камерам коэффициент прочности сварного шва должен приниматься равным 0,8 в тех случаях, когда проводится 100% контроль по всему контуру приварки при помощи ультразвуковой дефектоскопии или радиографии. Если такой контроль отсутствует, то ф 0,6. Такие же коэффициенты прочности должны приниматься и для тавровых сварных соединений. [c.342] Здесь коэффициент прочности определяется для неукрепленного отверстия по формулам (5.18) и (5.19). [c.343] Рассмотрим расчет на прочность барабана или камеры, ослабленных рядами отверстий одинакового размера. Задача о распределении напряжений в камере или барабане, имеющих поле отверстий, весьма сложна и не имеет в настоящее время точного математического решения. [c.343] В барабане имеется обычно несколько рядов отверстий, на распределение напряжений влияют толщина и кривизна стенки барабана, а также размеры штуцеров, приваренных к барабану, или труб, развальцованных в отверстиях. [c.343] При выводе формул для расчета барабанов и камер с отверстиями исходят из предпосылки о равномерном распределении напряжений в мостиках между отверстиями. Это допущение справедливо, если металл барабана или камеры достаточно пластичен для того, чтобы допустить небольшую пластическую деформацию около отверстий, в результате которой и произойдет усреднение напряжений. [c.343] Вернуться к основной статье