Расчету на механическую прочность от внутреннего избыточного или на­ружного давления и внешних нагрузок (силы тяжести, ветровых, сейсмических и др.) должны подвергаться все основные элементы аппарата (обечайки, днища,- крышки и другие несущие нагрузку детали).

Стандартные узлы и детали при применении их в конструируемом аппарате выбираются на ближайшее большее ру для рабочей температуры и, как правило, на прочность не рассчитываются.

Обычно аппараты работают при однократной или многократной (при общем числе циклов за время эксплуатации N <■ 103 ч) статической нагрузке, на ко­торую и производятся все расчеты на прочность элементов, узлов и аппарата в целом.

Для многократных статических нагрузок, если число циклов нагружения (от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий) будет N > 103 ч за весь срок эксплуатации, то рассчитываемые элементы под­лежат проверке на усталостную прочность.

Если колебания нагрузки не превышают 15% от расчетной, указанная про­верка (независимо от числа циклов) не производится.

Расчет элементов стальных сварных аппаратов производится по предельным нагрузкам, допускающим в отдельных напряженных местах рассчитываемой детали, наряду с упругими, наличие пластических деформаций.

Допускаемые напряжения для конструкционных материалов из сталей для рабочих условий принимаются (СТ СЭВ 596—77):

для углеродистой стали при расчетной температуре tp < 380 °С и низко­легированной стали при «г 420 °С равными меньшему из значений

[<т] = цат/пг (1.1)

ИЛИ

[а] = гов/пв; (1.2)

для высоколегированной (аустенитной) стали при расчетной температуре <Я< 525°С, равными меньшему значению по равенствам (1.1) и (1.2) или (1.2) и следующему равенству:

[а] = г]сг0>2/Лт - (1-3)

При больших значениях расчетных температур допускаемые напряжения для любой стали принимаются равными наименьшему значению из равенства

(1.1) или

М = lnD О-4)

[а] = цв1% i0./n„. (1.5)

При отсутствии данных по значениям сгв при расчетной температуре для ста­лей, у которых ат/ав < 0,75, допускается в равенстве (1.2) принимать значе­ние ав для температуры 20 °С.

Допускаемые напряжения для углеродистых и легированных сталей
(ГОСТ 14249—80)

Примечания: 1. При значениях расчетных температур ниже 20 °С

допускаемые напряжения принимаются такими же, как и при температуре 20°С, при условии, если допустимо применение материала при данной температуре. 2. Для промежуточных значений расчетных температур стенки значение допу­скаемого напряжения определяется интерполяцией с округлением результатов до 0,5 МПа в сторону меньшего значения. 3. Для сталей марок 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 10Х17Н13М2Т н 10XI7H13M3T с Оо°2 < 240 МПа допускаемые напряжения, указанные в настоящей таблице, при температурах до 550 °С, умно­жаются на отношение OqV240- 4. Для сталей марок 08Х18Н10Т и 08Х18Н12Т с Оо°2 <210 МПа допускаемые напряжения, указанные в настоящей таблице, умножаются на отношение Од®2/210. 5. Для сталей марок 08Х22Н6Т и 08Х21Н6М2Т допускаемые напряжения, приведенные в настоящей таблице, умножаются на 0,96. При Oq°2 < 350 МПа допускаемые напряжения умножаются на 0,96(00*2/350). Для стали 03X21Н21М4ГБ допускаемые напряжения умножаются на 0,93, для стали 03Х18Н11 — на 0,83, для стали 03X16H15M3 — на 0,87. в. Стали марок 10X17H13M3T, 12Х18Н10Т и 12Х18Н12Т при расчетных температурах свыше 600 °С применять не рекомендуется.

Для условий испытаний и монтажа допускаемые напряжения для всех ста­лей принимаются по равенству (1.1).

Значения допускаемых напряжений для наиболее употребительных марок сталей в зависимости от температуры приведены в табл. 1.3 и 1.4.

Расчетные значения продольного модуля упругости Е и коэффициента ли­нейного расширения а в зависисмости от температуры приведены в табл. 1.5 и 1.6.

К допускаемым напряжениям для деталей из стальных отливок вводится поправочный коэффициент т|: при индивидуальном контроле их неразрушающими методами т] — 0,8; остальных т) = 0,7; для прочих деталей, как правило,

Т| = 1.

Коэффициенты запаса прочности в формулах (1.1)—(1.5) принимаются по табл. 1.7 (СТСЭВ 596—77).

Коэффициент запаса устойчивости при расчете элементов аппаратов на устой­чивость по нижним критическим напряжениям в пределах упругости, принима­ется: для рабочих условий пи = 2,4; для условий испытаний и монтажа пи~ = 1,8.

При расчете на прочность и устойчивость сварных элементов аппаратов в рас­четные формулы вводятся коэффициенты прочности сварных швов, значения ко­торых в зависимости от конструкции шва и условий сварки принимаются сог­ласно табл. 1.8.

Исполнительные или принимаемые при конструировании размеры рассчи­тываемых элементов, как правило, должны быть больше расчетных на значение прибавки:

Расчетные значения модуля продольной упругости Е
(ГОСТ 14249—80)

КГ6 МПа

Расчетные значения коэффициентов линейного расширения
в зависимости от температуры

Общее значение прибавки с=с1+с2+са. (1.7)

Каждая из составляющих прибавок должна обосновывать­ся в технической документации.

Прибавка на коррозию и эрозию сг при проницаемости П < 0,06 мм/год принимается равной 1 мм. При большей про­ницаемости, а также при двух­сторонней коррозии сі соответ­ственно увеличивается.

Для материалов, стойких в заданной среде, при отсутствии данных о проницаемости рекомендуется при­нимать Cj = 2 мм. Прибавка на минусовое значение предельного отклонения по толщине листа с2, из которого изготовляется элемент аппарата, принимается по соответствующему стандарту на сортамент.

Технологическая прибавка ся (при вытяжке, штамповке, гибке и т. д.) учи­тывается в зависимости от принятой технологии изготовления и не включает в себя округление расчетной толщины элемента до номинальной толщины по стандарту.

Прибавки с2 и с9 учитываются только в тех случаях, когда сумма их превы­шает 5% от расчетной толщины элемента. , і