34
Приложение А (справочное)
Цилиндрические оболочки под внутренним давлением1
А.1 Область применения
А.1.1 Нормы проектирования, изложенные в настоящем приложении, применяют к цилиндрическим оболочкам с отверстиями и без них (трубки, цилиндрические емкости, разделительные сосуды, коллекторы, оболочки, секции и т. д.), подвергающимся внутреннему давлению, для которых верно отношение dg/di < 1,7. Кроме того, при толщине стенок sv < 80 мм допустимо соотношение диаметров dg/di до 2,0.
А.1.2 Нормы проектирования применяют, главным образом, к пластичным материалам (S5 > 14 %). Область применения, согласно рисункам А.1 — А.6, может также включать менее пластичные материалы при условии, что наименьшая пластичность обусловлена более высоким запасом прочности и толщина стенок основного корпуса sv < 50 мм.
А.1.3 Настоящие нормы проектирования учитывают нагрузки, вызываемые только внутренним давлением. Добавочные силы и моменты значительных величин следует рассматривать отдельно. В этом случае производитель отопительных котлов должен указать значения сил и моментов и удостовериться в том, что учтены все параметры. В нижеприведенных расчетах не учитывались вибрации системы. При принятии их во внимание потребуется, например, корректировка параметров конструкции.
А.1.4 В сплошных цилиндрических оболочках, спроектированных в соответствии с настоящими нормами с применением заданных значений коэффициента запаса прочности, могут возникнуть лишь незначительные деформации в пределах установившихся расчетных значений сопротивления. В цилиндрических оболочках с отверстиями поверхности, подверженные максимальным нагрузкам, особенно начальным нагрузкам, могут испытывать пластические деформации, величина которых, при соблюдении настоящих норм проектирования, не будет превышать допустимых границ.
А.1.5 В приложении Е рассматриваются цилиндрические оболочки под внешним давлением.
А.2 Общие положения
А.2.1 Прочность соединений для сплошных цилиндрических оболочек определяют в применимых случаях.
А.2.2 Для цилиндрических оболочек с отверстиями эффективность использования основного корпуса может быть обеспечена следующими способами:
а) путем выбора большей толщины стенки основного корпуса, чем требуется для сплошной цилиндрической оболочки. Такая толщина стенки должна быть обеспечена на участке корпуса длиной не менее eG, измеренной от края отверстия, как показано на рисунке А.1;
б) путем использования патрубков, толщина стенки которых на участке длиной /Д1, измеренной от внешней поверхности основной оболочки, превышает требуемое значение толщины при нагружении внутренним давлением без увеличения толщины стенки основной оболочки или одновременно с ним, как показано на рисунках А.2—А.4. Сварное соединение между основным корпусом и патрубком должно быть равнопрочным с основным металлом. При этом для патрубков, как показано на рисунке А.3, допускается наличие остаточного зазора больше или равного 1,5 мм со стороны вершины сварного шва. Соотношение толщин стенок sA0/sv до 2 допускается при dAi < 50 мм (см. рисунки А.1—А.4), а также для патрубков с dAi > 50 мм при условии, что соотношение диаметров dAi/d, < 0,2. Для патрубков с dAi > 50 мм и отношением диаметров dAi/d, > 0,2 соотношение sA0/sv не должно превышать 1. Данные требования не применяют к отверстиям для осмотра и обслуживания. Считается, что развальцованные или врезанные и сваренные плотными швами патрубки, присоединенные к основной оболочке посредством угловых швов с остаточным зазором более 1,5 мм со стороны вершины шва, не способствуют приданию жесткости. Длина затухания по патрубку до сварного шва должна составлять l0 > sv или /Д0 > sAe соответственно (см. рисунки А.2—А.4). Для патрубков с отношением dAi/di > 0,7, рассчитанным с учетом условного предела текучести при повышенных температурах, см. А.4.3.7. Для патрубков с отношением диаметров, рассчитанным с учетом критериев разрушения при ползучести, требуется соблюдение неравенств dAi/di < 0,8 и 1Д1 > еД. При dAi/di > 0,5 дополнительно требуется выполнение условия sA0 > svdAi/di. Как правило, особое внимание уделяют плавным переходам. Переход толщины стенок должен выполняться под углом не более 30°, как показано на рисунках А.2—А.4. Усиление отверстий изнутри при помощи сварных колец или прокладок соответственно не допускается;
в) путем увеличения толщины участков с высокой нагрузкой в границах площади отверстия, как показано на рисунках А.5 и А.6, горячей штамповкой с последующей обработкой либо без нее;
г) путем применения упрочняющих слоев, показанных на рисунках А.7 и А.8. Использование конструкций такого типа допускается только при проектной температуре, не превышающей 250 °С. Упрочняющие слои должны плотно прилегать к основной оболочке. Максимальное значение их рабочей ширины (см. рисунки А.7 и А.8) должно рассчитываться по формуле (А.10), при этом bs = eG. Если толщина упрочняющего слоя ss превышает толщину стенки основной оболочки se, то эту толщину при расчетах не учитывают, а упрочняющую способность такого слоя считают слабой для изгибающих моментов, воздействующих на патрубок, насаженный на отверстие.
1 Обозначения символов и параметров см. в разделе 4.