Нормативные документы, применяемые при конструировании и прочностном расчете сосудов и аппаратов
Разработано большое количество нормативных документов для конструирования и расчета сосудов и аппаратов, работающих под давлением.
При изучении данной дисциплины мы в основном базируемся на следующих документах (приложение В):
- ПБ 03-576-03 – Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.
Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, устанавливают требования к проектированию, устройству, изготовлению, реконструкции, наладке, монтажу, ремонту, техническому диагностированию и эксплуатации сосудов, цистерн, бочек, баллонов, барокамер, работающих под избыточным давлением.
- ПБ 03-384-00 – Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных.
В настоящих Правилах изложены требования к проектированию, изготовлению, контролю, приемке и поставке сосудов, работающих на опасных производственных объектах под давлением, при вакууме или без давления (под налив).
Настоящие Правила могут использоваться в качестве технических условий и являются техническим регламентом.
Настоящие Правила являются частью серии нормативных документов по сосудам:
- ГОСТ Р 54803-2011 Сосуды стальные сварные высокого давления. Общие технические требования,
- ГОСТ Р 52857. 1 - 2007.Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования
- ГОСТ Р 52857. 2 - 2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек.
Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность цилиндрических обечаек, конических элементов, выпуклых днищ и плоских крышек сосудов и аппаратов, применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в условиях однократныхстатических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным давлением, под действием осевых и поперечных усилий и изгибающих моментов, инерционных нагрузок..
Также в состав ГОСТ Р 52857 входит еще 10 ГОСТов, в которых приводятся методы расчета и конструирования различных элементов конструкций.
Кроме этого каждый из данных ГОСТов и Правил содержит ссылки на множество других нормативных документов.
7 Расчетные параметры*. Выбор допускаемого напряжения
При расчетах сосудов и аппаратов, выполняемых по ГОСТ Р 52857. 2 – 2007, не зависимо от типа оболочек и прикладываемой нагрузки применяются одни и те же общие расчетные параметры.
К таким параметрам можно отнести рабочую и расчетную температуру, рабочее, расчетное и пробное давление, коэффициенты запаса прочности, допускаемые напряжения, модули продольной упругости и коэффициенты прочности сварных швов, прибавки к расчетной толщине.
В ГОСТ Р 52857. 2 – 2007 (приложение В) приводится описание данных параметров и методы определения. В данном разделе мы не будем приводить данные, изложенные в ГОСТе, поскольку они изучались ранее при подготовке бакалавров. Студентам необходимо самостоятельносистематизировать эти данные, поскольку они будут использоваться при выполнении практических и лабораторных занятий.
Здесь мы лишь приведем пояснения, касающиеся некоторых из указанных параметров, в частности, выбора допускаемого напряжения, определения коэффициента запаса прочности и группы аппарата.
7.1 Выбор допускаемого напряжения и определение коэффициентов запаса прочности*
Важнейшим вопросом конструирования является правильный выбор допускаемого напряжения, при котором обеспечивается безопасная работа аппарата и не происходит перерасхода конструкционного материала.
Величина допускаемого напряжения зависит от следующих факторов:
1) от механических свойств материала − его прочности и пластичности (или хрупкости)
2) от характера силовой нагрузки и постоянства ее во времени;
3) от температуры, поскольку она влияет на прочность и пластичность материала;
4) от метода расчета, принятой расчетной схемы и верности отражения в ней действительных условий работы и нагружения конструкции.
Далее более подробно этот раздел изложен в приложении Г.