Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Допускаемые напряжения [ст] в деталях- сосуда устанавливаются по пределам текучести и прочности, а также по пределам длительной прочности ад или ползучести с введением соответствующих запасов. Допускаемые напряжения выбираются различными в зависимости от типа конструкции и режима работы, характера ее нагружения, категории действующих напряжений. Учитывается ответственность элементов конструкции. Если детали сосуда эксплуатируются при температурах, не превышающих значений, при которых возникает ползучесть материалов, то в качестве характеристики предельного состояния принимается предел текучести при условии, что отношение предела текучести к пределу прочности не превышает 0,6, или предел прочности 224 при условии, что отношение предела текучести к пределу прочности превышает 0,6.
При эксплуатации сосуда в области температур, при которых наблюдается ползучесть материала, в качестве основной ' характеристики предельного состояния принимается предел длительной прочности. Предел ползучести используется для определения допускаемого напряжения в тех случаях, когда отсутствуют данные по пределу длительной прочности или по условиям эксплуатации необходимо ограничить величину деформаций (перемещения).
Расчетная температура определяется видом обогрева. При осуществлении технологического процесса с помощью нагревателей, расположенных внутри сосуда, за расчетную температуру деталей принимают максимальную температуру среды. При обогреве сосуда нагревателями, установленными на наружной стенке корпуса, за расчетную температуру деталей принимают максимальную температуру среды, увеличенную на 30—50°С. Эта величина может уточняться тепловым расчетом или по результатам экспериментальных замеров. При выборе расчетного давления для элементов сосуда учитывают рабочее давление р и пробное давление рПр при гидравлическом испытании.
В табл. 17 сведены допускаемые напряжения, принятые для расчета сосудов в разных странах.
Таблица 17
Допускаемые напряжения
Допускаемые напряжения [о]
Страна Стандарт инже области ползучести в области ползучести
СССР ГОСТ 14249—80, ОСТы Ot ав ад.10»
химического машинострое- 1,5' 2,4 1,5
ния
Oj Ob
США ANSI1ASME 1,6 4 от а„
1,5 3
Англия 555500 аг ав ад-105
1,5 2,35 1,5
ФРГ AD-Merkblatt O1 ад-10»
1,5 1,5
15 Заказ Ni 122
225 При контрольных расчетах сосуда и его элементов, находящихся длительное время в эксплуатации (более 20 лет), а также при реконструкции старых сосудов следует принимать пониженные номинальные напряжения, конкретные значения которых должны устанавливаться непосредственно по результатам механических испытаний металла.
Различие допустимых напряжений по разным нормативно-техническим документам связано с тем, что в основу расчета сосудов заложены разные критерии. Так, в американском стандарте допускаемое напряжение сравнивается непосредственно с расчетными напряжениями, полученными в упругой области, а в немецких и советских нормах допускаемое напряжение несет в себе некоторую условность, так как запасы прочности принимаются по отношению к предельной или разрушающей нагрузкам.
В зонах концентрации напряжений, вероятно, только предел текучести и пластичности является определяющим при назначении допустимости напряженного состояния. Высокопрочные стали для сосудов давления должны иметь достаточно высокую пластичность даже при высоком отношении предела текучести к пределу прочности.
Выбор коэффициентов запаса прочности производится с учетом обеспечения как надежности работы конструкции, так и экономии металла.
Расчет деталей сосудов гидротермального синтеза должен проводиться по двум направлениям: выбор основных размеров и поверочный расчет. Выбор основных размеров осуществляется на основе расчета статической прочности по номинальным напряжениям или по предельному состоянию. Расчет по номинальным напряжениям позволяет исключить разрушение конструкции при однократном нагружении максимальными нагрузками или образование макропластических деформаций, затрудняющих или делающих невозможным нормальную работу сопряженных элементов. Определение основных размеров производится для наиболее сложных условий эксплуатации и испытаний.
Поверочный расчет производят после выбора основных размеров конструкции. Его выполняют с учетом всех расчетных нагрузок для всех расчетных случаев на основе анализа истинного напряженного и деформированного состояния деталей сосуда с целью установления наиболее напряженных мест и оценки допустимости действующих напряжений и деформаций. В результате поверочного расчета проводят уточнение конструктивного оформления отдельных узлов с целью снижения уровня действующих напряжений и исключения искажения формы конструкции в связи с возникновением пластических деформаций. На основе анализа общей и местной напряженности деталей сосуда проводят расчет на циклическую прочность с целью исключения появления усталостных трещин в сосуде и определения допустимого числа циклов нагружения и ресурса эксплуатации. Если 226 число циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий не превышает 1000, то расчет сосуда на циклическую прочность можно не производить. Поверочный расчет на сопротивление хрупкому разрушению выполняют с целью исключения опасности катастрофического разрушения корпусов сосуда. Оценка сопротивления хрупкому разрушению производится путем установления допустимых соотношений между температурами и напряжениями в процессе эксплуатации и гидравлических испытаний.
