Гост 25859 83 сосуды и аппараты стальные нормы и методы расчета при малоцикловых нагрузках
Если нет точных данных, то формулы применимы при условии, что расчетная температура стенки из углеродистой стали не превышает 380 °С, из низколегированной стали 420 °С и из аустенитной стали 525 °С.
1.2. Расчетные формулы применимы для сосудов, отвечающих условиям прочности при статических нагрузках по нормативно-технической документации.
1.3. Расчетные формулы применимы для элементов сосудов и аппаратов, для которых в нормативно-технической документации не приведен расчет на малоцикловую усталость.
2. ЦИКЛЫ НАГРУЖЕНИЯ
2.1. Под циклом нагружения понимают последовательность изменения нагрузки, которая заканчивается первоначальным состоянием и затем повторяется.
2.2. Под размахом колебания нагрузки следует понимать абсолютное значение разности между максимальным и минимальным ее значениями в течение одного цикла.
2.3. При расчете на малоцикловую усталость учитывают следующие циклы нагружения:
1) рабочие циклы, которые имеют место между пуском и остановом рассчитываемого сосуда и относятся к нормальной эксплуатации сосудов;
2) циклы нагружения при повторяющихся испытаниях давлением;
3) циклы дополнительных усилий от воздействия крепления элементов - сосуда или аппарата и крепления трубопроводов;
4) циклы нагружения, вызванные стесненностью температурных деформаций при нормальной эксплуатации сосудов.
а) ветровых и сейсмических нагрузок;
б) нагрузок, возникающих при транспортировании и монтаже;
в) нагрузок, у которых размах колебания не превышает 15 % для углеродистых и низколегированных сталей, а также 25 % для аустенитных сталей от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность. При совместном действии нагрузок по подпунктам а-в этим условиям должна удовлетворять сумма размахов нагрузок. При определении суммы размахов нагрузок от различных воздействий не учитывают вспомогательную нагрузку, которая составляет менее 10 % от всех остальных нагрузок;
г) температурных нагрузок, при которых размах, колебания разности температур в двух соседних точках менее 15 °С для углеродистых и низколегированных сталей и 20 °С для аустенитных сталей. Под соседними точками следует понимать две точки стенки сосуда, расстояние между которыми не превышает , где D - диаметр сосуда, s - толщина стенки сосуда.
д) размахов колебаний температуры в месте соединения материалов с различными коэффициентами линейного расширения, которые не превышают 50 °С.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.5. Размах колебания главных нагрузок определяют на основе рабочих значений этих нагрузок.
2.6. Число циклов нагружения определяют по установленной в документации долговечности сосуда или аппарата. При отсутствии таких данных принимают долговечность 10 лет.
3. УСЛОВИЯ ПРОВЕРКИ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ
3.1. Расчет на малоцикловую усталость не проводят, если имеются положительные результаты эксплуатации аналогичного сосуда при тех же условиях работы и в течение времени не менее расчетной долговечности.
3.2. Расчет на малоцикловую усталость по разд. 4 и 5 не проводят, если для всех элементов сосуда выполняются следующие условия:
1) все изменения нагрузок, кроме давления, удовлетворяют условиям п. 2.4;
2) размах давления принимают постоянным в течение всего срока эксплуатации;
3) удовлетворяется условие
для всех элементов сосуда. Допускаемое число циклов нагружения давлением [Np ] определяют по черт. 1-3.
Формулу (1) применяют на основании расчета отдельных узлов при соответствующих значениях ξ η [σ] и [р]. Допускается проводить расчет аппарата в целом при наибольших значениях ξ η [σ] и наименьшем [р].
3.3. Если условие формулы (1) не выполняется, то проводят либо упрощенный, либо уточненный расчет на малоцикловую усталость по разд. 4 или 5.
Допускается уточненный расчет не проводить, если упрощенный расчет дает положительные результаты.
Допускаемое число циклов нагружения давлением для элементов сосудов и аппаратов из углеродистых сталей
Примечание. Номограмма построена при значениях А = 60 . 10 3 МПа, В = 150 МПа, t = 380 °С.
Допускаемое число циклов нагружения давлением для элементов сосудов и аппаратов из низколегированных сталей
Примечание. Номограмма построена при значениях А = 45 . 10 3 МПа, В = 230 МПа, t = 420 °С.
Допускаемое число циклов нагружения давлением для элементов сосудов и аппаратов из аустенитных сталей
Примечание. Номограмма построена при значениях А = 60 . 10 3 МПа, В = 270 МПа, t = 525 ° C
4. УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ
4.1. Для всех нагруженных элементов сосуда должно выполняться условие
Значение допускаемого числа циклов нагружения j -го вида определяют по разд. 6 в зависимости от амплитуды напряжения j - го вида.
4.2. Амплитуду напряжений при нагружении j -го вида определяют по формуле:
где ξ и η определяют по табл. 1 и 2. При расчете гладкой обечайки, коэффициент принимают только для продольных сварных швов.
Значения [М] и [F] определяют по ГОСТ 14249-80, ГОСТ 24757-81 и ГОСТ 25221-82.
Примеры, сварных швов
Стыковые сварные швы с полным проваром и плавным переходом.
Тавровые сварные швы с полным проваром и плавным переходом.
Сварные швы сосуда с подкладным листом по всей длине.
Стыковые и тавровые сварные швы с полным- проваром без плавного перехода. Сварные швы штуцеров с укрепляющим кольцом с полным проваром.
Односторонние сварные швы без подкладного листа с непроваром в корне шва.
Сварные швы штуцеров с конструктивным зазором.
Сварные швы подкладных листов.
Сварные швы плоских приварных фланцев с конструктивным зазором.
Сварные швы штуцеров с укрепляющим кольцом и конструктивным зазором.
Примечание . Значение ξ действительно только в том случае, когда площадь поперечного сечения и момент сопротивления сварного соединения не меньше соответствующих значений в наиболее слабом элементе узла.
5. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ
5.1. Уточненный расчет на малоцикловую усталость основан на определении напряжений для упругого материала по теории пластин, оболочек, колец и балок: при линейном распределении напряжений по толщине стенки. При расчете определяют напряжения для проверяемого узла в нескольких точках каждого элемента на внутренней и наружной поверхностях в трех направлениях.
Полученные таким образом решения для некоторых наиболее типичных узлов приведены в справочном приложении 1.
5.2. Для упрощения расчетов эпюры циклов нагружения принимают в виде прямоугольников (черт. 4), причем количество циклов определяют при постоянной нагрузке, или одна нагрузка может иметь в одном главном цикле (пуск в эксплуатацию и останов) несколько второстепенных целых циклов.
5.3. Для каждого вида нагрузки рассчитывают размах отдельных составляющих напряжений Δσх, Δσ y , Δσ z , Δτ х y , Δ τ х z , Δτyz, Δσ1 , Δσ2, Δσ3 как разность напряжений обоих нагруженных состояний, входящих в цикл.
1. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛ
г) температурных нагрузок, при которых размах, колебания разности температур в двух соседних точках менее 15 °С для углеродистых и низколегированных сталей и 20 °С для аустенитных сталей. Под соседними точками следует понимать две точки стенки сосуда, расстояние между которыми не превышает , где D - диаметр сосуда, s - толщина стенки сосуда.
1) все изменения нагрузок, кроме давления, удовлетворяют условиям п. 2.4 ;
для всех элементов сосуда. Допускаемое число циклов нагружения давлением [ Np ] определяют по черт. 1-3 .
Формулу (1 ) применяют на основании расчета отдельных узлов при соответствующих значениях ξ η [σ] и [р]. Допускается проводить расчет аппарата в целом при наибольших значениях ξ η [σ] и наименьшем [р].
3.3. Если условие формулы (1 ) не выполняется, то проводят либо упрощенный, либо уточненный расчет на малоцикловую усталость по разд. 4 или 5.
Примечание . Номограмма построена при значениях А = 60 . 10 3 МПа, В = 150 МПа, t = 380 °С.
Примечание . Номограмма построена при значениях А = 45 . 10 3 МПа, В = 230 МПа, t = 420 °С.
Примечание . Номограмма построена при значениях А = 60 . 10 3 МПа, В = 270 МПа, t = 525 ° C
4. УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ
Полученные таким образом решения для некоторых наиболее типичных узлов приведены в справочном приложении 1 .
5.2. Для упрощения расчетов эпюры циклов нагружения принимают в виде прямоугольников ( черт. 4 ), причем количество циклов определяют при постоянной нагрузке, или одна нагрузка может иметь в одном главном цикле (пуск в эксплуатацию и останов) несколько второстепенных целых циклов.
5.3. Для каждого вида нагрузки рассчитывают размах отдельных составляющих напряжений Δσх, Δσ y , Δσ z , Δ τ х y , Δ τ х z , Δ τyz , Δσ1 , Δσ2, Δσ3 как разность напряжений обоих нагруженных состояний, входящих в цикл.
Гост 25859 83 сосуды и аппараты стальные нормы и методы расчета при малоцикловых нагрузках
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ
Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках
Steel vessels and apparatuses.
Norms and methods of fatigue strength
calculation under low-cyclic loads
Дата введения 1984-07-01
РАЗРАБОТАН Министерством химического и нефтяного машиностроения
В.И.Рачков, канд. техн. наук (руководитель темы); Н.М.Самсонов, канд. техн. наук; В.Д.Бабанский; С.М.Кутепов, канд. техн. наук; Т.С.Плешакова
ВНЕСЕН Министерством химического и нефтяного машиностроения
Член Коллегии А.М.Васильев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 11 июля 1983 г. N 3046
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Постановлением Госстандарта СССР от 17.04.90 N 906 с 01.11.90 и опубликованное в ИУС N 7, 1990 год
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 7, 1990 год
Настоящий стандарт распространяется на стальные сосуды и аппараты, применяемые в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности и отвечающие требованиям ГОСТ 24306-80, и устанавливает нормы и методы их расчета на прочность при количестве главных циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других видов нагружений от 10 до 5·10 за весь срок эксплуатации сосуда.
Настоящий стандарт должен применяться совместно с ГОСТ 14249-80.
1. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛ
1.1. Расчетные формулы настоящего стандарта применимы при условии, что расчетные температуры не превышают значений, при которых учитывают ползучесть материалов, т.е. при таких температурах, когда допускаемое напряжение определяют по ГОСТ 14249-80 по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу прочности).
2. ЦИКЛЫ НАГРУЖЕНИЯ
3) циклы дополнительных усилий от воздействия крепления элементов сосуда или аппарата и крепления трубопроводов;
2.4. При расчете на малоцикловую усталость не учитывают циклы нагружения от:
в) нагрузок, у которых размах колебания не превышает 15% для углеродистых и низколегированных сталей, а также 25% для аустенитных сталей от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность. При совместном действии нагрузок по подпунктам а-в этим условиям должна удовлетворять сумма размахов нагрузок. При определении суммы размахов нагрузок от различных воздействий не учитывают вспомогательную нагрузку, которая составляет менее 10% от всех остальных нагрузок;
г) температурных нагрузок, при которых размах колебания разности температур в двух соседних точках менее 15 °С для углеродистых и низколегированных сталей и 20 °С для аустенитных сталей. Под соседними точками следует понимать две точки стенки сосуда, расстояние между которыми не превышает(Измененная редакция, Изм. N 1).
3. УСЛОВИЯ ПРОВЕРКИ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ
3.2. Расчет на малоцикловую усталость по разд.4 и 5 не проводят, если для всех элементов сосуда выполняются следующие условия:
1) все изменения нагрузок, кроме давления, удовлетворяют условиям п.2.4;
для всех элементов сосуда. Допускаемое число циклов нагружения давлением определяют по черт.1-3.
Допускаемое число циклов нагружения давлением для элементов сосудов и аппаратов
из углеродистых сталей
Примечание. Номограмма построена при значениях =60·10 МПа, =150 МПа, =380 °С.
Допускаемое число циклов нагружения давлением для элементов сосудов и аппаратов
из низколегированных сталей
Примечание. Номограмма построена при значениях =45·10 МПа, =230 МПа, =420 °С.
Допускаемое число циклов нагружения давлением для элементов сосудов и аппаратов
из аустенитных сталей
Примечание. Номограмма построена при значениях =60·10 МПа, =270 МПа, =525 °C.
Формулу (1) применяют на основании расчета отдельных узлов при соответствующих значениях и наименьшем
3.3. Если условие формулы (1) не выполняется, то проводят либо упрощенный, либо уточненный расчет на малоцикловую усталость по разд.4 или 5.
4. УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ
Значение допускаемого числа циклов нагружения -го вида определяют по разд.6 в зависимости от амплитуды напряжения -го вида.
4.2. Амплитуду напряжений при нагружении -го вида определяют по формуле
где и определяют по табл.1 и 2. При расчете гладкой обечайки, коэффициент принимают только для продольных сварных швов.
Значения [] и [] определяют по ГОСТ 14249-80, ГОСТ 24757-81 и ГОСТ 25221-82.
Тип сварного шва или соединение элементов
Примеры сварных швов
Стыковые и тавровые сварные швы с полным проваром без плавного перехода. Сварные швы штуцеров с укрепляющим кольцом с полным проваром
Сварные швы штуцеров с укрепляющим кольцом и конструктивным зазором
Примечание. Значение действительно только в том случае, когда площадь поперечного сечения и момент сопротивления сварного соединения не меньше соответствующих значений в наиболее слабом элементе узла.
ГОСТ 25859-83* «Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках»
Стандарт распространяется на стальные сосуды и аппараты, применяемые в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности и отвечающие требованиям ГОСТ 24306-80, и устанавливает нормы и методы их расчета на прочность при количестве главных циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других видов нагружений от 10000 до 5х10000 за весь срок эксплуатации сосуда.
| Обозначение: | ГОСТ 25859-83* |
| Название рус.: | Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках |
| Статус: | действующий |
| Дата актуализации текста: | 01.10.2008 |
| Дата добавления в базу: | 01.02.2009 |
| Дата введения в действие: | 01.07.1984 |
| Утвержден: | Госстандарт СССР (11.07.1983) |
| Опубликован: | Издательство стандартов № 1985 |
ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СОСУДЫ И АППАРАТЫСТАЛЬНЫЕ
НОРМЫ И МЕТОДЫРАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ
ПРИ МАЛОЦИКЛОВЫХ НАГРУЗКАХ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙКОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТСОЮЗА ССР
СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ
Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках
ГОСТ
25859-83
ПостановлениемГосударственного комитета СССР по стандартам от 11 июля 1983 г. № 3046 сроквведения установлен
Несоблюдение стандартапреследуется по закону
Настоящий стандартраспространяется на стальные сосуды и аппараты, применяемые в химической,нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности и отвечающиетребованиям ГОСТ 24306-80, и устанавливает нормы и методы их расчета напрочность при количестве главных циклов нагружения от давления, стесненноститемпературных деформаций или других видов нагружений от 10 3 до 5 . 10 5 за весь срок эксплуатации сосуда.
Настоящий стандарт долженприменяться совместно с ГОСТ 14249- 80.
1.УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛ
Если нет точных данных, тоформулы применимы при условии, что расчетная температура стенки из углеродистойстали не превышает 380 °С, из низколегированной стали 420 °С и из аустенитнойстали 525 °С.
1.2. Расчетные формулыприменимы для сосудов, отвечающих условиям прочности при статических нагрузкахпо нормативно-технической документации.
1.3. Расчетные формулыприменимы для элементов сосудов и аппаратов, для которых в нормативно-техническойдокументации не приведен расчет на малоцикловую усталость.
2.1. Под циклом нагруженияпонимают последовательность изменения нагрузки, которая заканчиваетсяпервоначальным состоянием и затем повторяется.
2.2. Под размахом колебаниянагрузки следует понимать абсолютное значение разности между максимальным иминимальным ее значениями в течение одного цикла.
2.3. При расчете намалоцикловую усталость учитывают следующие циклы нагружения:
1) рабочие циклы, которыеимеют место между пуском и остановом рассчитываемого сосуда и относятся кнормальной эксплуатации сосудов;
2) циклы нагружения приповторяющихся испытаниях давлением;
3) циклы дополнительныхусилий от воздействия крепления элементов - сосуда или аппарата и креплениятрубопроводов;
4) циклы нагружения,вызванные стесненностью температурных деформаций при нормальной эксплуатациисосудов.
а) ветровых и сейсмическихнагрузок;
б) нагрузок, возникающих притранспортировании и монтаже;
в) нагрузок, у которыхразмах колебания не превышает 15 % для углеродистых и низколегированных сталей,а также 25 % для аустенитных сталей от допускаемого значения, установленногопри расчете на статическую прочность. При совместном действии нагрузок поподпунктам а-в этим условиям должна удовлетворять сумма размаховнагрузок. При определении суммы размахов нагрузок от различных воздействий неучитывают вспомогательную нагрузку, которая составляет менее 10 % от всехостальных нагрузок;
г) температурных нагрузок,при которых размах, колебания разности температур в двух соседних точках менее15 °С для углеродистых и низколегированных сталей и 20 °С для аустенитныхсталей. Под соседними точками следует понимать две точки стенки сосуда,расстояние между которыми не превышает , где D - диаметр сосуда, s -толщина стенки сосуда.
д) размахов колебанийтемпературы в месте соединения материалов с различными коэффициентами линейногорасширения, которые не превышают 50 °С.
(Измененнаяредакция, Изм.№ 1 ).
2.5. Размах колебанияглавных нагрузок определяют на основе рабочих значений этих нагрузок.
2.6. Число циклов нагруженияопределяют по установленной в документации долговечности сосуда или аппарата.При отсутствии таких данных принимают долговечность 10 лет.
3.1. Расчет на малоцикловуюусталость не проводят, если имеются положительные результаты эксплуатациианалогичного сосуда при тех же условиях работы и в течение времени не менеерасчетной долговечности.
3.2. Расчет на малоцикловуюусталость по разд.4 и 5 непроводят, если для всех элементов сосуда выполняются следующие условия:
1) все изменения нагрузок,кроме давления, удовлетворяют условиям п. 2.4 ;
2) размах давления принимаютпостоянным в течение всего срока эксплуатации;
для всех элементов сосуда. Допускаемое число цикловнагружения давлением [ Np ] определяют по черт. 1-3 .
Формулу (1 ) применяют на основаниирасчета отдельных узлов при соответствующих значениях ξ η [σ] и[р]. Допускается проводить расчет аппарата в целом при наибольшихзначениях ξ η [σ] и наименьшем [р].
3.3. Если условие формулы (1 )не выполняется, то проводят либо упрощенный, либо уточненный расчет намалоцикловую усталость по разд. 4 или 5.
Допускается уточненныйрасчет не проводить, если упрощенный расчет дает положительные результаты.
Допускаемое число цикловнагружения давлением для элементов сосудов и аппаратов из углеродистых сталей
Примечание .Номограмма построена при значениях А = 60 . 10 3 МПа, В = 150 МПа, t = 380 °С.
Допускаемое число цикловнагружения давлением для элементов сосудов и аппаратов из низколегированныхсталей
Примечание .Номограмма построена при значениях А = 45 . 10 3 МПа, В = 230 МПа, t = 420 °С.
Допускаемоечисло циклов нагружения давлением для элементов сосудов и аппаратов изаустенитных сталей
4.1. Для всех нагруженныхэлементов сосуда должно выполняться условие
Значение допускаемого числациклов нагружения j -го вида определяют по разд. 6 в зависимости отамплитуды напряжения j - го вида.
4.2. Амплитуду напряженийпри нагружении j -го вида определяют по формуле:
где ξ и η определяют по табл. 1 и2. При расчете гладкой обечайки, коэффициент принимаюттолько для продольных сварных швов.
Значения [М] и [ F ]определяют по ГОСТ 14249- 80, ГОСТ24757-81 и ГОСТ25221-82 .
Примечание . Значение ξ действительнотолько в том случае, когда площадь поперечного сечения и момент сопротивлениясварного соединения не меньше соответствующих значений в наиболее слабомэлементе узла.
(Измененная редакция, Изм.№ 1 ).
5. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ НА МАЛОЦИКЛОВУЮУСТАЛОСТЬ
5.1. Уточненный расчет на малоцикловую усталостьоснован на определении напряжений для упругого материала по теории пластин, оболочек,колец и балок: при линейном распределении напряжений по толщине стенки. Прирасчете определяют напряжения для проверяемого узла в нескольких точках каждогоэлемента на внутренней и наружной поверхностях в трех направлениях.
Полученные таким образомрешения для некоторых наиболее типичных узлов приведены в справочном приложении 1 .
5.2. Для упрощения расчетовэпюры циклов нагружения принимают в виде прямоугольников ( черт. 4 ),причем количество циклов определяют при постоянной нагрузке, или одна нагрузкаможет иметь в одном главном цикле (пуск в эксплуатацию и останов) нескольковторостепенных целых циклов.
5.3. Для каждого виданагрузки рассчитывают размах отдельных составляющих напряжений Δσх,Δσ y , Δσ z , Δ τ х y ,Δ τ х z , Δ τyz , Δσ1 , Δσ2,Δσ3 как разность напряжений обоих нагруженных состояний,входящих в цикл.
Читайте также: