РД 10-249-98. Госгортехнадзор россии
 Скачать 1.39 Mb.
|
|
Значение относительного демпфирования k (в долях от критического)
Примечание. При расчете котлов подвесного типа по ЛСМ значение относительного демпфирования для системы котел-здание (каркас) принимается k=0,05. 11.6. Методы расчета на сейсмостойкость 11.6.1. Статический метод 11.6.1.1. Величины сосредоточенной сейсмической нагрузки, действующей независимо в двух горизонтальных и вертикальном направлениях на k-ю точку опорной конструкции или корпуса котла (кроме корпусов подвесных котлов), определяются по следующей зависимости: Qk=Mkkb(1+kh)g, где Мk - сосредоточенная масса конструкции котла, кг; kb - коэффициент балльности, значение которого определяется по таблице 11.6: Таблица 11.6 Значения коэффициента kb
kb - коэффициент высоты размещения элемента конструкции:  n - число сосредоточенных масс; hk - высота отметки расположения k-массы, м. 11.6.1.2. При определении сейсмической нагрузки, действующей на котел в вертикальном направлении, значение kb по п. 11.6.1.1 уменьшается в два раза, а kh принимается равным 0. 11.6.1.3. При расчете котлов подвесного типа горизонтальная сейсмическая нагрузка действующая на корпус котла, определяется по зависимости Qk=0,8 Mk kb ki g, где ki - коэффициент интенсивности колебаний корпуса, принимаемый равным значению собственной частоты колебаний корпуса (в Гц), но не более 2. Вертикальная сейсмическая нагрузка на корпус подвесного котла определяется по зависимости Qk=Mk kb ki g. В этом случае при определении значения ki учитывается суммарная вертикальная жесткость подвесок и kb умножается на 2/3. 11.6.1.4. Сейсмические нагрузки на отдельные элементы котлов и оборудование, установленное на котле, определяются по зависимости  где Mo - масса отдельного оборудования, кг; koi - коэффициент интенсивности колебаний оборудования, принимаемый равным значению низшей собственной частоты оборудования (в Гц), но не более 3. Для оборудования, жестко закрепленного на котле, koi=1. 11.6.2. Линейно-спектральный метод 11.6.2.1. Для использования ЛСМ определяют собственные значения и векторы рассматриваемой динамической системы. Значения собственных частот определяются численным решением задачи о собственных значениях:  где n - круговая частота n-й формы собственных колебаний; {Фn} - собственный вектор для n-й формы; [К] - матрица жесткости; [М] - матрица масс. 11.6.2.2. Определяется вектор инерционных сейсмических нагрузок, действующих в направлении обобщенных координат системы при колебаниях по каждой форме: [Fn]=[M] {Фn}Cnаn, где [Fn] - вектор сил для n-й формы собственных колебаний; Cn - фактор «участия» массы для n-й формы собственных колебаний: Cn={Фn}T[M]{1}/{Фn}T[M] {Фn}, аn - спектральное ускорение, определенное по частоте для n-й формы. Для оборудования и трубопроводов, расположенных на различных отметках строительных конструкций, рекомендуется проводить расчет на многоопорное воздействие, при котором учитываются особенности поэтажных спектров ответа на каждой отметке закрепления. 11.6.2.3. Определение расчетных внутренних усилий (напряжений) в каждом рассматриваемом сечении системы производится с использованием следующих правил и процедур: суммирования по формам и направлениям - корень квадратный из суммы квадратов  суммирования по группам, поэтажных спектров - по абсолютной величине [F]=[F1]+[F2]+[F3]+…; учета высших форм колебаний. 11.6.3. Метод динамического анализа 11.6.3.1. Для анализа динамического поведения системы рассматривается следующее уравнение движения:  (1)где М - диагональная матрица масс; С - матрица демпфирования; К - матрица жесткости; r - вектор направляющих косинусов между сейсмическим воздействием и обобщенными координатами;  - сейсмическое воздействие, определенное в терминах ускорения грунта (основания);Fe - вектор реактивных сил, возникающих от дополнительных, в том числе от нелинейных, связей системы; Х - вектор узловых перемещений; X - вектор узловых скоростей; X" - вектор узловых ускорений. Для решения уравнения (1) выполняется модальное преобразование Х=ФY, (2) где Ф - матрица, состоящая из n столбцов форм собственных колебаний системы; Y - новые модальные обобщенные координаты. После подстановки (2) в (1) и домножения всего уравнения слева на ФТ получим:  (3)Учитывая свойства ортогональности матриц масс, жесткости и демпфирования, можно записать:  (4) (5) (6)где I - единичная матрица;  - диагональная матрица модального демпфирования; - диагональная матрица модальной жесткости; - n-я собственная частота колебаний системы; - коэффициент модального демпфирования, соответствующий n-й собственной частоте.После указанных преобразований уравнение (3) принимает вид:  (7)где  (8)Вектор Вn, представленный в правой части уравнения (7), может трактоваться как модальный вектор внешних и реактивных нагрузок. Следует отметить, что если размерность исходной системы уравнений (1) соответствует общему числу степеней свободы, представленных в расчете (поступательные и вращательные перемещения расчетных сечений системы), то размерность уравнения (7) соответствует числу форм собственных колебаний, учитываемых в расчете. В рамках метода динамического анализа уравнение движения системы (7) решается прямым пошаговым интегрированием этих уравнений с применением центрально-разностной схемы. Начальные условия (перемещения, скорости и ускорения точек системы в нулевой момент времени) предполагаются нулевыми. Может быть применена следующая конечно-разностная аппроксимация для текущих значений скоростей и ускорений:  (9) (10)Подставляя соотношения (9) и (10) в (7), получим выражение для  : (11) (12)ПРИЛОЖЕНИЕ Справочное ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Землетрясение (сейсмическое воздействие) - колебания земли, вызываемые прохождением сейсмических волн, излученных из какого-либо очага упругой энергии. Интенсивность землетрясения - мера величины сотрясения грунта, определяемая параметрами движения грунта, степенью разрушения сооружений и зданий, характером изменений земной поверхности и данными об испытанных людьми ощущениях. Сейсмичность площадки строительства - интенсивность возможных сейсмических воздействий на площадке строительства с соответствующими категориями повторяемости за нормативный срок. Сейсмичность устанавливается в соответствии с картами сейсмического районирования и (или) микрорайонирования площадки строительства. Она измеряется в баллах по шкале MSK-64. Сейсмостойкость энергетического оборудования - способность конструкции сохранять в определенной степени прочность, устойчивость, герметичность и работоспособность при землетрясении. Акселерограмма землетрясения - зависимость от времени абсолютного ускорения грунта (основания) для определенного направления в виде графика или в табличной форме (оцифровка). Аналоговая акселерограмма - запись реального землетрясения, используемая для расчета на сейсмостойкость. Синтезированная акселерограмма - акселерограмма, полученная аналитическим путем на основе обработки и статистического анализа ряда аналоговых акселерограмм. Ответная акселерограмма - акселерограмма точки конструкции, определяемая из расчета вынужденных колебаний при сейсмическом воздействии. Поэтажная акселерограмма - ответная акселерограмма отдельных высотных отметок сооружения, на которых, установлено оборудование. Спектр ответа (реакций) - совокупность абсолютных значений максимальных ответных ускорений линейно-упругой системы с одной степенью свободы (осциллятора) при воздействии, заданном акселерограммой; эти значения определяются в зависимости от собственной частоты и значения относительного демпфирования осциллятора. Расширенный спектр ответа - спектр, полученный путем расширения пиков спектра ответа с целью повышения надежности выполняемых расчетов на сейсмостойкость. Огибающий спектр ответа - спектр, полученный по результатам обработки спектров ответа, для набора аналоговых и (или) синтезированных акселерограмм. Спектр коэффициентов динамичности - безразмерный спектр, полученный делением значений спектра ответа на максимальное пиковое значение ускорения соответствующей акселерограммы. Статический метод расчета на сейсмостойкость - упрощенный метод, согласно которому распределение сейсмических нагрузок, действующих на конструкцию, принимается подобным распределению массы, а величины этих нагрузок определяются при помощи набора коэффициентов. Линейно-спектральный метод расчета на сейсмостойкость - метод, в котором величины сейсмических нагрузок определяются по спектрам ответа в зависимости от частот и форм собственных колебаний конструкции. Метод динамического анализа сейсмостойкости - метод численного интегрирования уравнений движения, применяемых для анализа вынужденных колебаний конструкции при сейсмическом воздействии, заданном акселерограммами землетрясений. Проектное землетрясение - землетрясение со средней повторяемостью один раз за срок службы станции. Нормальные условия эксплуатации - стационарный режим работы оборудования при номинальной производительности. 12. КОНТРОЛЬ ВИБРОПРОЧНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ И ТРУБНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ И КОТЛОВ 12.1. Общие положения В разделе рассмотрены основные требования к контролю вибропрочности для трубопроводов и оборудования, подвергающихся вибрационному нагружению при установившейся и неустановившейся вибрации. Приведены критерии для оценки допустимого уровня вибрации и рекомендации по снижению вибрации (при необходимости). Расчет на вибропрочность и контроль вибропрочности проводятся применительно к элементам конструкций энергооборудования и трубопроводов, подвергающихся вибрационному нагружению. Установившаяся вибрация. Повторяющаяся вибрация, которая имеет место за относительно длительный период времени в течение нормальной эксплуатации. Неустановившаяся вибрация. Вибрация, которая имеет место в относительно короткий период времени. Примеры источников неустановившейся вибрации: запуск и выключение насосов, быстрое открытие и закрытие клапанов, срабатывание предохранительных клапанов. 12.2. Классификация оборудования при контроле вибропрочности При контроле на вибропрочность оборудование и трубопроводы разделяются на группы. Группа 1. Трубопроводы I и II категории в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов горячей воды и пара» (далее Правила); основные элементы котла и трубопроводы в пределах котла, влияющие на выработку пара. Группа 2. Трубопроводы с двухфазной средой. Группа 3. Трубопроводы III и IV категории в соответствии с Правилами; второстепенные элементы котла. 12.3. Основные методы контроля вибропрочности 12.3.1. Расчетный контроль вибропрочности на стадии проектирования оборудования Проводится для оборудования, относящегося к 1 группе, и заключается в определении собственных частот для проверки отстройки их от частот детерминированного возбуждения. В качестве детерминированных частот возбуждения рекомендуется принимать основные частоты вращающихся механизмов, частоту электромагнитных сил и частоту гидродинамических сил, связанную с образованием вихрей. Условия отстройки собственных частот для первых трех форм колебаний в каждой плоскости записываются в виде  или  где fi - низшая собственная частота колебаний (i=1, 2, 3); f - частота возбуждения. 12.3.2. Методы контроля вибропрочности в процессе пусконаладочных работ и эксплуатации 12.3.2.1. Визуальный метод Применим для оборудования и трубопроводов, относящихся к группе 2 и 3. Цель данного метода - определение максимальных амплитуд и мест возможных соударений. Место или места наибольших отклонений могут быть установлены визуально. Амплитуда виброперемещений может быть установлена с помощью простых измерительных устройств. Если выявлен приемлемый уровень вибрации, никаких дальнейших измерений или оценок не требуется. Наблюдатель должен нести ответственность за собственную оценку того, является ли данный уровень вибрации приемлемым. Основанием для подобного решения может быть только оценка всех следующих факторов с точки зрения их влияния на напряжения в трубопроводе: амплитуда вибрации и ее месторасположение; близость к "чувствительному оборудованию"; режим работы присоединенных ветвей трубопровода; характеристики опор ближайших компонентов. Любые особенности работы системы должны быть учтены при оценке. Если невозможно дать приемлемую оценку отклонениям по результатам наблюдений, необходимо прибегнуть к измерениям (в соответствии с п. 12.3.2.2). Для исключения возможных соударений произвольных элементов, расположенных с зазором , должно быть выполнено условие |А1|+|А2|<, где А1, А2 - амплитуды виброперемещений соответствующих элементов. 12.3.2.2. Инструментальные методы Применимы для всех групп оборудования. Контроль проводится на основании замеров параметров вибрации в процессе работы оборудования. С помощью соответствующей аппаратуры замеряются значения перемещений или виброскоростей в характерных точках. 12.3.2.2.1. Метод перемещений Предельные вибрационные отклонения трубопроводной системы зависят от большого числа предположений относительно геометрических характеристик системы и свойств материала со многими комбинациями переменных. Необходимо разбивать трубопроводные системы на более мелкие подсистемы, которые могут быть физически определены и смоделированы. Консервативная оценка приемлемости измеренных вибрационных отклонений может быть проведена путем их сравнения с допускаемыми предельными отклонениями, вычисленными для подсистем. Измерения производятся по длине трубопровода для определения точек с максимальными отклонениями и установления узловых точек с минимальным отклонением. Узловые точки определяют длины пролетов (границы подсистем). Узловые точки (точки с нулевыми отклонениями) обычно совпадают с точками закрепления, но на длинных участках трубопровода могут располагаться между опорами. Предельные отклонения для характерных участков трубопроводов (подсистем) могут быть определены по формуле  где [а] - допускаемая амплитуда напряжений, определенная по расчетным кривым малоцикловой усталости и равная минимальному значению при максимальном числе циклов; i - коэффициент интенсификации или коэффициент местных напряжений; Е - модуль упругости материала с учетом температуры; L - длина характерного участка; Dа - наружный диаметр трубы; К - коэффициент конфигурации (таблица). Разбиение трубопровода на соответствующие элементы (подсистемы), которые необходимы для определения допускаемых отклонений, рекомендуется проводить на основании результатов измерений перемещений.
Элементы трубопроводов более широко можно разделить на две категории по признаку их закрепления: 1) один конец закреплен, другой свободен; 2) оба конца закреплены. Эти категории затем подразделяются на более мелкие, основанные на различных комбинациях одиночных пролетов и двух пролетов, соединенных под 90°. Отклонения измеряются в плоскости колена и из плоскости колена. Предполагается, что вращательные связи в точках закрепления зафиксированы для более консервативного определения допускаемого предела отклонений. Перечень основных типов подсистем трубопровода приведен выше. 12.3.2.2.2. Метод скоростей Метод требует консервативного измерения скоростей в различных точках трубопроводной системы для определения точки с максимальной виброскоростью. Когда местоположение этих точек установлено, в них производятся окончательные измерения максимальных скоростей max, и затем они сравниваются с пиковыми значениями виброскорости []. Критерий max[]. При значениях [v] до 15 мм/с не требуется проверки вибропрочности. При значениях [v]=1525 мм/с требуется расчетная проверка на основании подробных измерений (с определением спектров виброскоростей). При значениях [v] свыше 25 мм/с принимаются меры для снижения вибрации. Величину [v] также можно определить аналитически, разделив значение [] на частоту собственных колебаний подсистемы. 12.3.2.2.3. Расчет на циклическую прочность с учетом вибронапряжений Расчет на циклическую прочность с учетом высокочастотного нагружения проводится в тех случаях, когда низкочастотные циклические напряжения, связанные с пуском, остановкой, изменением мощности, срабатыванием аварийной защиты или с другими режимами, сопровождаются наложением высокочастотных напряжений, вызванных, например, вибрацией или пульсацией температур при перемешивании потоков теплоносителя с различной температурой. Исходные данные о высокочастотном нагружении получаются при анализе результатов измерений при эксплуатации элемента конструкции или их расчетом. Условие прочности при наличии различных циклических нагрузок проверяется по формуле  где Ni - число циклов i-го типа за время эксплуатации; k - общее число типов циклов; [No]i- допускаемое число циклов i-го типа; а - накопленное усталостное повреждение, предельное значение которого [аN]=1. В общем случае  где a1 - повреждение от эксплуатационных циклов нагружения, на которые не наложены высокочастотные напряжения; a2 - повреждения от высокочастотных напряжений при постоянных эксплуатационных напряжениях (стационарные режимы); a3 - сумма повреждений от высокочастотных напряжений в течение циклов переменных напряжений на переходных эксплуатационных режимах и при прохождении резонансных частот  в тех же циклах.При расчете повреждения a2 в случае узкополостного спектра используются максимальная среднеквадратическая амплитуда высокочастотных местных напряжений и соответствующая ей частота. При широкополосном спектре значение а2 определяется как сумма повреждений для тех амплитуд местных напряжений и соответствующих им частот, которые вызывают повреждения более 10% максимального повреждения на одном из сочетаний амплитуды - частоты из всего спектра. Асимметрия цикла определяется с учетом среднего напряжения, принимаемого равным постоянному местному напряжению от механических и тепловых нагрузок с включением остаточных напряжений растяжения. Повреждение  определяется с учетом максимальных амплитуд высокочастотных напряжений без учета концентрации и соответствующих им частот для каждого типа цикла переменного напряжения на переходных режимах.Повреждение  определяется с учетом максимальной амплитуды высокочастотного напряжения при прохождении резонанса. Число циклов определяется с учетом времени эксплуатации в условиях резонанса. Асимметрия цикла высокочастотного нагружения определяется местным напряжением от механических и тепловых нагрузок при эксплуатации с учетом остаточных напряжений растяжения для середины интервала времени, соответствующего резонансу.12.3.2.3. Экспериментально-расчетные методы Основной задачей этой проверки является получение точной оценки вибронапряжений в трубопроводной системе исходя из измеренного вибрационного поведения. 12.3.2.3.1. Метод ответа по формам Этот метод требует, чтобы перемещения по формам и собственные частоты системы были определены из экспериментальных данных. Метод также требует, чтобы был выполнен расчет на собственные значения, результатами которого являются аналитически определенные собственные частоты и формы, а также вектор модальных напряжений (напряжения в каждой точке по каждой форме) или изгибающих моментов, соответствующих собственным векторам. Полученные аналитически и измеренные собственные частоты и формы трубопроводной системы сопоставляются, и затем с помощью вектора модальных напряжений определяются истинные напряжения в трубопроводе. Для определения собственных частот и модальных перемещений система должна быть оснащена большим количеством датчиков, которые могут измерять скорость, перемещение или ускорение. Места установки датчиков должны выбираться как можно ближе к точкам, включенным в расчетную модель системы. Запись измерений должна быть продолжительной. Обработка данных при установившейся вибрации должна сводиться к получению амплитуды перемещений по каждой доминирующей форме системы. Измеренные модальные перемещения и сопоставленные с ними аналитические должны использоваться для получения точной оценки вибронапряжений (или моментов) в трубопроводной системе. Полученные напряжения не должны превышать допускаемых значений [a]. 12.3.2.3.2. Метод измерения напряжений Для прямого измерения напряжений при установившейся и неустановившейся вибрации можно использовать тензодатчики. Трубопроводная система должна быть оснащена достаточно большим количеством тензодатчиков в районе точек, где появление максимальных напряжений наиболее вероятно. Тензодатчики должны располагаться как можно ближе к местам концентрации напряжений. Экспериментально полученные напряжения не должны превышать допускаемых значений. 12.4. Мероприятия по устранению вибрации Если вибрация трубопровода превышает уровень, при дальнейшей оценке рекомендуется выяснить, надо ли предпринять меры для снижения вибрации. Возможные корректирующие действия включают в себя идентификацию и снижение или устранение вызывающей вибрацию нагрузки, отстройку от резонансных частот посредством модификации, изменения в режиме эксплуатации для устранения причин вибрации или установку демпфирующих устройств. После проведения мероприятий по снижению вибрации необходимы повторные измерения для определения эффективности проведенных мероприятий. Если для снижения вибрации требуется введение дополнительных связей или модификация системы, то при необходимости расчет трубопроводной системы должен быть повторен с учетом этих изменений. ПРИЛОЖЕНИЕ Рекомендуемое ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ ЧАСТОТЫ ВОЗМУЩЕНИЯ В качестве детерминированных частот возмущения принимают: 1) основную частоту вращения вала насоса: =2n/60, где n - частота вращения вала, мин-1; 2) частоту электромагнитных сил, вызванную наличием пазов в статоре и роторе приводных электродвигателей насосов: =2zpn/60, где zp - число пазов ротора; 3) частоту гидродинамических сил, определяемую количеством лопаток z рабочего колеса насоса: =2zn/60.  Федеральный горный и промышленный надзор России (Госгортехнадзор России) ПОСТАНОВЛЕНИЕ 25 августа 1998 г. г. МОСКВА № 50 Об утверждении "Норм расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды" Федеральный горный и промышленный надзор России ПОСТАНОВЛЯЕТ: утвердить "Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды" Начальник Госгортехнадзора России В. Д. Лозовой СПРАВКА о проекте "Норм расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды" Проект "Норм расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды" разработан Управлением по котлонадзору и надзору за подъемными сооружениями совместно с АООТ "НПО ЦКТИ" в соответствии с Постановлением Госгортехнадзора России от 02.09.97 № 25. Проект устанавливает единые требования и порядок расчета элементов, работающих под давлением. В нормах дается определение основных терминов, используемых в расчетах на прочность, и приводятся уточненные значения допускаемых напряжений для материалов, используемых при изготовлении объектов котлонадзора. Проект содержит уточненные методы расчетов толщины стенки основных элементов оборудования, а также устанавливает величины коэффициентов прочности сварных соединений и методы их определения. В нормах приводятся методика поверочного расчета элементов конструкции на усталостную прочность, а также методика расчета дополнительных нагрузок, возникающих в элементах конструкций. Нормы содержат раздел, посвященный методам расчета на прочность деталей газотурбинных котлов, относящихся к наиболее потенциально опасному оборудованию. Управление по котлонадзору и надзору за подъемными сооружениями просит утвердить предлагаемый проект норм расчета на прочность. Начальник управления B.C. Котельников О НОРМАХ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ КОТЛОВ И ТРУБОПРОВОДОВ В связи с развернувшимся в России созданием и эксплуатацией паровых машин и котлов, в том числе судовых и паровозных, в 1843 г. правительством было принято решение о включении в "Устав о промышленности фабричной и заводской" статьи о требованиях безопасности для котлов. Через 50 лет в 1893 г. были введены первые Правила котлонадзора, переизданные в 1911 г. Советское котлостроение началось с производства котлов на ЛМЗ в 1922 - 1923 гг., а первые советские "Правила устройства, содержания и освидетельствования паровых котлов" были приняты в 1920 г. и переизданы в 1923 г. В период реализации плана электрификации страны ГОЭЛРО в 1927 г. был основан институт (впоследствии Центральный котлотурбинный институт им. И.И. Ползунова), задачей которого была разработка совместно с заводами котлов и турбин на базе научных исследований и опыта освоения оборудования в станционных промышленных условиях. В это время подготавливался переход на новую ступень давления - 35 атм. В 1929 г. вышла новая редакция Правил котлонадзора с включением дополнительных требований к пароперегревателям, экономайзерам и котлам высокого давления. В 30-е годы началось интенсивное развитие промышленности и создание нового поколения отечественного оборудования, что потребовало разработки нормативных документов, определяющих технические требования к проектированию и оценке надежности оборудования, работающего под давлением. С 1934 г. энергетика оснащалась котлами только отечественного производства. В 1937 г. был разработан проект первых Норм расчета на прочность ЦКТИ, которые в 1939 г. были утверждены Главкотлотурбопромом. Нормы расчета на прочность 1939 г. распространялись на оборудование с давлением до 60 кгс/см2. В предвоенные годы проводились подготовительные работы по выпуску котлов на высокое давление. Совместно с ЛМЗ был выполнен проект первого мощного отечественного котла на давление 110 атм., разработаны Нормы теплового расчета. В послевоенные годы в связи с восстановлением промышленности и созданием нового оборудования была разработана основополагающая нормативно-техническая документация: Нормы теплового расчета котлоагрегатов (1947 г.), Нормы гидравлического расчета (1950 г.), новая редакция "Норм расчета на прочность котельных агрегатов" (ЦКТИ, книга 17, 1950 г.). В 1948 г. в эксплуатацию были введены первые котлы на давление в барабане 110 атм. В редакции Норм прочности 1950 г. отсутствовали ограничения по давлению пара и температуре перегрева. Единственное ограничение, принятое в этих Нормах, определялось величиной отношения наружного диаметра сосуда под внутренним давлением к его внутреннему диаметру. В Нормах прочности были введены требования по расчету на прочность, и выбору размеров основных элементов котельного агрегата, работающих под давлением (барабанов, сборных коллекторов, днищ, кипятильных труб, труб перегревателя, водяного экономайзера и трубопроводов, заклепочных швов, жаровых труб). В основу расчета на прочность цилиндрических элементов, работающих под внутренним давлением, были положены следующие принципы: - расчет производится исходя из усреднения напряжений в стенке; - прочность при температурах стенки, практически не вызывающих явлений ползучести, определяется по критерию удельной энергии формоизменения (критерий Губера-Мизеса-Генки); - прочность при высоких температурах в условиях ползучести определяется теорией течения, по которой скорость деформации ползучести зависит от интенсивности касательных напряжений. Критерий конструктивной длительной прочности был установлен по результатам исследований длительной прочности труб под внутренним давлением, выполненных на стендах ЦКТИ. Коэффициенты прочности сварных соединений были значительно повышены по сравнению со значениями, принятыми в Нормах 1939 г., так как были разработаны и внедрены более совершенные сварочные материалы и технологии сварки. На основании выполненных в 1940 г. в ЦКТИ экспериментальных исследований напряженного состояния днищ их запасы прочности были снижены по сравнению с Нормами 1939 г. За основу расчета прочности днищ была принята методика учета формы днища как фактора, связывающего толщину стенки с конструктивными особенностями днищ. В Нормах был введен метод расчета прямоугольных камер применительно к случаю шахматного расположения отверстий в стенках. Методика определения диаметра неукрепленных отверстий, принятая в Нормах 1939 г., сохранена и в Нормах прочности 1950 г. Расчет укрепления отверстий основан на положении о компенсации вырезанного металла укреплением, надежно соединенным со стенкой сосуда. Метод расчета жаровых труб, основанный на условии устойчивости при эксплуатации, был также сохранен, так как он был корректен для диаметров труб не более 1200 мм, поскольку в котлостроении жаровые трубы диаметром более 1200 мм не применялись. В Нормы прочности был включен новый раздел по расчету плоских донышек цилиндрических сосудов. |