Законодательная база Российской Федерации

"НОРМЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ И ТРУБОПРОВОДОВ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ. РД 10-249-98" (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 25.08.1998 N 50) (раздел 5) (ред. от 13.07.2001)

5.1.1.1. В формулах раздела приняты условные обозначения, представленные в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Символ	Название	Единица измерения
1	2	3
Q_q	Осевое усилие от веса	Н
Q_c	Осевое усилие от самокомпенсации теплового расширения	Н
M_b	Изгибающий момент	Н·x мм
M_k	Крутящий момент	Н·x мм
M_bq	Изгибающий момент от весовых нагрузок	Н·x мм
M_bc	Изгибающий момент от самокомпенсации	Н·x мм
M_kq	Крутящий момент от весовых нагрузок	Н·x мм
M_kc	Крутящий момент от самокомпенсации	Н·x мм
f	Площадь поперечного сечения	мм2
W	Момент сопротивления поперечного сечения, коллектора или трубы (трубопровода)	мм2
_bw	Коэффициент прочности поперечного сварного соединения при изгибе	-
o_ф	Среднее окружное напряжение от внутреннего давления	МПа
o_z	Суммарное среднее осевое напряжение	МПа
o_pz	Среднее осевое напряжение от внутреннего давления	МПа
o_zz	Осевое напряжение от осевой силы	МПа
o_b	Напряжение изгиба	МПа
o_pr	Среднее радиальное напряжение от внутреннего давления	МПа
o1, o2, o3	Главные нормальные напряжения в расчетном сечении детали	МПа
o_eq	Эквивалентное напряжение от весовых нагрузок и внутреннего давления	МПа
o_eqc	Эквивалентное напряжение от весовых нагрузок, самокомпенсации и внутреннего давления	МПа
т	Напряжение кручения	МПа

5.1.2.1. Поверочный расчет на прочность от дополнительных нагрузок производится для барабанов, коллекторов и труб поверхности нагрева после выбора основных размеров.

Дополнительные нагрузки - изгибающие моменты, осевые усилия и крутящие моменты от веса и самокомпенсации - определяются отдельными расчетами.

5.1.2.2. Поверочный расчет на прочность барабанов и коллекторов от весовых нагрузок производится с учетом следующих положений:

при определении изгибающего момента M_bq коллектор рассматривается как балка, свободно лежащая на опорах. При незначительных местных нагрузках изгибающий момент вычисляется в предположении равномерного распределения нагрузки по длине барабана и коллектора;

поверку напряжений изгиба в барабанах и коллекторах следует производить в случаях, когда наружный диаметр барабана или коллектора не превышает 800 мм и расстояние между опорами превышает 6 м или когда на барабан или коллектор передаются значительные дополнительные усилия: вес присоединенных к коллектору деталей, реакции трубопроводов и реакции струи при открытии предохранительных клапанов.

5.1.3.1. Среднее окружное напряжение от внутреннего давления следует определять по формуле

Коэффициент прочности при наличии отверстий или сварных швов должен приниматься с наименьшим значением для каждого расчетного сечения согласно разделу 4.

5.1.3.2. Суммарное среднее осевое напряжение от внутреннего давления, осевой силы и изгибающего момента определяется по формуле

где среднее осевое напряжение от внутреннего давления

среднее осевое напряжение от осевой силы

Коэффициент прочности при наличии отверстий и поперечного сварного соединения принимается равным меньшему значению коэффициента прочности в поперечном направлении или коэффициента прочности поперечного сварного соединения.

Осевое напряжение от изгибающего момента

Для барабанов или коллекторов следует выявить наиболее ослабленное сечение, обусловленное наибольшим изгибающим моментом M_b, наименьшим моментом сопротивления W или наименьшими коэффициентами прочности и _bw.

5.1.3.3. Среднее радиальное напряжение от внутреннего давления определяется по формуле

5.1.3.4. Напряжение кручения определяется по формуле

5.1.3.5. Напряжения определяются по номинальной толщине стенки, выбранной при расчете на внутреннее давление.

5.1.3.6. При определении напряжений от весовых нагрузок в формулы подставляются усилия Q_q и моменты M_bq, M_kq, а при определении напряжений от действия весовых нагрузок и самокомпенсации в формулы подставляются суммарные усилия Q_q + Q_c и моменты M_bq + M_bc, M_kq + M_kc.

5.1.3.7. Для расчетного сечения цилиндрических барабанов, коллекторов и труб вычисляются три главных нормальных напряжения o1, o2, o3 которые представляют собой алгебраическую сумму действующих в одном направлении напряжений от приложенных к расчетному сечению нагрузок.

Главные напряжения вычисляются по следующим формулам:

при наличии крутящего момента

при отсутствии крутящего момента

Для обеспечения условия o1 > o2 > o3 индексы при обозначениях главных напряжений окончательно устанавливаются после определения численных значений напряжений o_ф и o_z.

5.1.3.8. Эквивалентные напряжения o_eq и o_eqc для расчетного сечения цилиндрического барабана, коллектора и трубы принимаются равными:

o_eq = o1 - o3,

где o1 и o3 определены по весовым нагрузкам Qq, Mbq и Mkq;

o_eqc = o1 - o3

где s1 и s3 определены по суммарным нагрузкам Qq + Qc, Mbq + Mbc, Mkq + Mkc

5.1.4.1. Величина эквивалентного напряжения в цилиндрических барабанах, коллекторах и трубах от действия внутреннего давления и весовых нагрузок должна удовлетворять условию

.

5.1.4.2. Величина эквивалентного напряжения в трубах от действия внутреннего давления, весовых нагрузок и самокомпенсации тепловых расширений должна удовлетворять условию

.

Для трубопроводов и труб, расчетные температуры которых обусловливают использование для определения допускаемых напряжений кратковременных характеристик пределов прочности и текучести, допускается несоблюдение указанного условия, если поверочный расчет на усталость по п. 5.2 показывает, что заданное число циклов рассчитываемой детали меньше допустимого.

5.1.5.1.1. В формулах приняты условные обозначения, представленные в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Символ	Название	Единица измерения
1	2	3
o	Приведенное напряжение от внутреннего давления	МПа
[o]	Номинальное допускаемое напряжение	МПа
o_c	Максимальное местное расчетное напряжение, определенное с учетом ползучести	МПа
o_eq, o_eqc	Эквивалентные напряжения соответственно от весовых нагрузок и внутреннего давления и суммарное от весовых нагрузок, самокомпенсации и внутреннего давления	МПа
	Условный предел длительной прочности при растяжении	МПа
o_a	Расчетная амплитуда напряжений	МПа
[o_a]	Допускаемая амплитуда напряжений, определенная по расчетным кривым малоцикловой усталости	МПа
[o*_a]	Допускаемая амплитуда напряжений	МПа
o_i	Главные условно-упругие напряжения в расчетной точке детали (t = 1, 2, 3)	МПа
o_eij	Эквивалентные напряжения (i,j = 1, 2, 3)	МПа
o_ey	Размах эквивалентных напряжений	МПа
[o_max], [o_min]	Допускаемые напряжения, соответствующие температуре, при которой достигаются максимальные и минимальные эквивалентные напряжения	МПа
Et	Модуль упругости, соответствующий максимальной температуре цикла	МПа
Emax, Emin	Модули упругости, соответствующие температуре, при которой достигаются максимальные и минимальные эквивалентные напряжения	МПа
N	Число циклов нагружения	-
Ni	Число циклов нагружения данного типа	-
[N]	Допускаемое число циклов нагружения по расчетным кривым малоцикловой усталости	-
[N*]	Допускаемое число циклов	-
Dc	Параметр, характеризующий допускаемое повреждение при совместном действии усталости и ползучести	-
m	Показатель степени в уравнении длительной прочности	-
l	Количество различных номинальных режимов	-
т_i	Длительность работы при данных параметрах, включая время пуска и останова	ч
т_0	Расчетный ресурс эксплуатации	ч