Расчет прочности сосудов и аппаратов

Материал будет постоянно добавляться/удаляться и видоизменяться.

 

Сокращения, обозначения

// Возможно применение, комментарии.

// Необходима проработка.

// Наличие ошибки.

// Удалить.

МКЭ - метод-конечных элементов;

НДС - напряженно-деформированное состояние.

 

Основные акценты:

- рекомендации/требования к проведению расчетов (прочность, устойчивость, ресурс) сосудов и аппаратов;

 

Общие замечения:

 Недостатки аналитических расчетов:

  1. Независимый расчет отдельных элементов и узлов, как следствие не учитывается их взаимное влияние друг на друга и влияние работы всей конструкции на них.
  2. Невозможность учета фактического приложения нагрузок, только перевод их в упрощенный вариант внешних моментов и сил, что трудоемко и не отражает реальную расчетную схему.
  3. Попытки описать различную геометрию расчитываемых элементов и узлов вносят множество эмпирических коэффициентов, совокупность которых мало отражает реальную нагрузку.

 

American Society of Mechanical Engineers (ASME)


ASME Boiler and Pressure Vessel Code.PDF

VIII Rules for Construction of Pressure Vessels. Division 2. Alternative Rules.

(01.07.2015)


ASME Boiler and Pressure Vessel Code.PDF

II Materials. Part D. Properties (Metric).

(01.07.2015)


ASME Section VIII - Division 2 Criteria and Commentary.PDF

ASME PTB-1-2014

(2014)


GUIDEBOOK for the Design of ASME Section VIII Pressure Vessels.PDF

Second Edition by James R. Farr and Maan H. Jawad.

(2001)


 

Государственные стандарты (ГОСТ)


ГОСТ 14249-89.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

(18.05.1989)

 // Стандарт содержит ряд общих положений и аналитические расчеты основных элементов.

Введение
"... устанавливает нормы и методы расчета на прочность цилиндрических обечаек, конических элементов, днищ и крышек сосудов и аппаратов из углеродистых и легированных сталей, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным избыточным давлением под действием осевых и поперечных усилий и изгибающих моментов, а также устанавливает значения допускаемых напряжений, модуля продольной упругости и коэффициентов прочности сварных швов."

п.1. Общие требования
п.1.1.1:  - физико-механические характеристики материала и допустимые напряжения определяются в зависимости от расчетной температуры.

п.1.1.2:
- "Расчетную температуру определяют на основании теплотехнических расчетов...";

// Малоприменимо, т.к. трудоемкость теплотехнического расчета высока и необходимы входные данные такие как коэффициенты конвекции.
- "За расчетную температуру стенки сосуда или аппарата принимают наибольшее значение температуры стенки."

п.1.1.3: - при отсутствии возможности проведения тепловых расчетов или если во время эксплуатации температура стенки повышается до температуры среды, то за расчетную температуру следует принимать наибольшую температуру среды.

// За расчетную температуру как правило принимается температуры из паспорта.

п.1.2.2:
"Расчетное давление для элементов сосуда или аппарата принимают, как правило, равным рабочему давлению или выше."

// Расчетное давление принимают как правило из паспорта.
"Если на элемент сосуда или аппарата действует гидростатическое давление, составляющее 5% и выше рабочего, то расчетное давление для этого элемента должно быть повышено на это же значение."

п.1.4:

- определение допускаемых напряжений [σ] при расчете по предельным нагрузкам при статических однократных нагрузках;

// Формулировка неясна, допускаемое напряжение только для расчета по ПРЕДЕЛЬНЫМ НАГРУЗКАМ?
- однократная нагрузка - количество циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий не превышает 103. При определении числа циклов нагружения не учитывают колебание нагрузки в пределах 15% расчетной.

// Количество циклов равное 1000 взято безосновательно, в реальной ситуации необходимо рассчитывать и на циклическую прочность независимо от количества циклов.

п.1.4.2:

- в табл.1. приведены коэффициенты запаса прочности для различных условий нагружения;
"Для сосудов и аппаратов группы 3, 4 ... коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению nв допускается принимать равным 2,2.";

п.1.4.5:

"Для стального листового проката, изготовляемого согласно техническим условиям по двум группам прочности, допускаемые напряжения для первой группы прочности принимают по табл. 5 прил. 1.

Для листового проката второй группы прочности (стали ВСт3пс, ВСт3сп, ВСт3Гпс и 09Г2С) допускаемое напряжение, принимаемое по табл. 5 прил. 1, увеличивают на 6%,а для стали 09Г2С - на 7%."

// Как определять группы прочности для проката?

п.1.4.6: "Разрешается допускаемое напряжение при температуре 20°С определять по п. 1.4.1, принимая гарантированные значения механических характеристик в соответствии со стандартами или техническими условиями на стали с учетом толщины листового проката. При повышенных температурах допускаемые напряжения, принимаемые с учетом толщины проката и групп прочности стали, разрешается определить по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке."

п.1.4.10: "Для элементов сосудов и аппаратов, рассчитываемых не по предельным нагрузкам (например, фланцевых соединений) допускаемые напряжения должны определять по соответствующей нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке."

п.1.4.11: "Расчетные значения предела текучести, временного сопротивления и коэффициентов линейного расширения приведены в прил. 2, 3."

п.1.4.12: "Коэффициент запаса устойчивости (nу) при расчете сосудов и аппаратов на устойчивость по нижним критическим напряжениям в пределах упругости следует принимать:
2,4 – для рабочих условий;
1,8 – для условий испытания и монтажа."

// Возможно стоит использовать при расчете устойчивости непосредственно в ANSYS.

п.1.5.1: "Расчетные значения модуля продольной упругости Е для углеродистых и легированных сталей в зависимости от температуры должны соответствовать приведенным в прил. 4."

п.1.6: "При расчете на прочность сварных элементов сосудов и аппаратов в расчетные формулы следует вводить коэффициент прочности сварных соединений:
φр – продольного шва цилиндрической или конической обечаек;
φт – кольцевого шва цилиндрической или конической обечаек;
φк – сварных швов кольца жесткости;
φа – поперечного сварного шва для укрепляющего кольца;
φ, φА, φВ – сварных швов выпуклых и плоских днищ и крышек (в зависимости от расположения).
Числовые значения этих коэффициентов должны соответствовать значениям, приведенным в прил. 5.
// Стыковые швы при 100% НК имеют коэф. прочности 1.

// Невозможно использовать пункт, т.к как правило нет данных по видам и способам сварки, местонахождению швов, и швы как правило не моделируются.

п.1.7.1:

"При проверочном расчете прибавку вычитают из значений исполнительной толщины стенки. Если известна фактическая толщина стенки, то при проверочном расчете можно не учитывать с2 и с3."

"При расчете эллиптических днищ, изготавливаемых штамповкой, технологическую прибавку с3 для компенсации утонения в зоне отбортовки не учитывают, если ее значение не превышает 15% расчетной толщины листа."

// Прибавку снеясно откуда брать.

п.2. Расчет обечаек цилиндрических // аналитически

п.3. Расчет выпуклый днищ // аналитически

п.4. Расчет плоских круглых днищ и крышек // аналитически

п.5. Расчет обечаек конических // аналитически

Приложеня:
- Механические характеристики (прил.2);
- Коэффициент линейного расширения (прил.3);
- Модуль продольной упругости Е (прил.4);

 // В ПНАЭ Г-7-002-86 приведено больше материалов.


ГОСТ 24755-89.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ УКРЕПЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ

(18.05.1989)

// Стандарт содержит аналитические формулы для расчета укрепления отверстий. Формулы имеют приделы применения.

"...стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий в обечайках, переходах и выпуклых днищах сосудов и аппаратов..."

п.1. Условия применения

п.1.1: "Стандарт действителен при условии выбора толщин стенок обечаек, переходов и днищ в соответствии с ГОСТ 14249."

п.1.3: "При значениях отношений, превышающих пределы, установленные в табл. 1, рекомендуется использовать специальные методы расчета на прочность укреплений отверстий, не охватываемые настоящим стандартом."

п.2. Основные формулы расчета

п.3. Одинокие отверстия в сосудах и аппаратах

п.4. Учет взаимного влияния отверстий в сосудах и аппаратах, нагруженных внутренним давлением

п.5. Укрепление отверстий в сосудах и аппаратах, нагруженных наружным давлением

п.6. Минимальные размеры сварных швов


ГОСТ 25215-82.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ. ОБЕЧАЙКИ И ДНИЩА. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

(16.04.1982)


"Стандарт распространяется на однослойные обечайки, плоские и выпуклые днища сосудов и аппаратов кованых, ковано-сварных стальных, а также однослойных сосудов и аппаратов, изготовленных из стального листового проката, работающих при статических нагрузках под действием внутреннего избыточного давления свыше 10 до 100 МПа..."

п.1. Общие положения

п.2. Расчет на прочность цилиндрических однослойных обечаек

п.3. Расчет на прочность плоских днищ

п.4. Расчет на прочность выпуклых днищ


ГОСТ 25221-82.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. ДНИЩА И КРЫШКИ СФЕРИЧЕСКИЕ НЕОТБОРТОВАННЫЕ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

(22.04.1982)


"Сстандарт распространяется на сферические неотбортованные днища и крышки сосудов и аппаратов..."

п.1. Условия применения расчетных формул

п.2. Сферические неотбортованные днища и крышки, нагруженные внутренним избыточным давлением

п.3. Сферические неотбортованные днища и крышки, нагруженныенаружным давлением


ГОСТ 25859-83.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ МАЛОЦИКЛОВЫХ НАГРУЗКАХ

(11.07.1983)

 

"...устанавливает нормы и методы их расчета на прочность при количестве главных циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других видов нагружений от 103 до 5*105 за весь срок эксплуатации сосуда."

п.1. Условия применения расчетных формул

п.2. Циклы нагружения

п.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;

// Не очень понятно как это использовать - ведь крепление сосуда как правило происходит на весь срок его эксплуатации, а значит цикла нет.
4) циклы нагружения, вызванные стесненностью температурных деформаций при нормальной эксплуатации сосудов."

// Как правило закрепления производятся таким образом, чтобы не стеснять температурные деформации, а значит циклов не возникает.

п.2.4: "При расчете на малоцикловую усталость не учитывают циклы нагружения от:
а) ветровых и сейсмических нагрузок;

// По логике учитывать надо, однако на данный момент совсем неясно как.
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 (2Ds)^0.5, 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."

// Слишком громоздкие формулировки, проще учитывать чем проводить данные проверки. Тем более в случае дефектных сосудов.

п.2.5: "Размах колебания главных нагрузок определяют на основе рабочих значений этих нагрузок."

// Что такое главные нагрузки? Давление? Т.е. циклическую прочность надо считать от рабочего, а не расчетного давления?

п.2.6: "Число циклов нагружения определяют по установленной в документации долговечности сосуда или аппарата. При отсутствии таких данных принимают долговечность 10 лет."

п.3. Условия проверки на малоцикловую усталость

п.4. Упрощенный расчет на малоцикловую усталость

п.5. Уточненный расчет на малоцикловую усталость

п.6. Определение допускаемой амплитуды напряжений и допускаемого числа циклов нагружения

Прил. 1 Определение условных упругих напряжений


ГОСТ 25867-83.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. СОСУДЫ С РУБАШКАМИ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

(13.07.1983)

 

"Стандарт распространяется на стальные сосуды с U-образной или цилиндрической рубашкой, с рубашкой, сопряженной анкерными трубами или отбортовкой, а также с рубашкой с каналами для обогрева или охлаждения сосуда, нагруженные избыточным давлением в сосуде или в рубашке, собственным весом и стесненностью температурных деформаций..."

п.1. Условия применения расчетных формул

п.2. Сосуды с u-образной рубашкой

п.3. Сосуды с цилиндрическими рубашками

п.4. Сосуды, частично охваченные рубашками, сопряженными с корпусом анкерными трубами и отбортовками

п.5. Сосуды с каналами


ГОСТ 26202-84.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ОБЕЧАЕК И ДНИЩ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОПОРНЫХ НАГРУЗОК

(08.06.1982)

 

"Стандарт ... устанавливает нормы и методы расчета на прочность сосудов и аппаратов, статически нагруженных опорными узлами: несущими ушками, опорными лапами, седловыми опорами, опорными стойками."

п.1. Принципы расчета

п.1.3.1. Общее меридиональное мембранное напряжение в цилиндрической обечайке

п.1.3.2. Общее меридиональное мембранное напряжение в конической обечайке

п.1.3.3. Общее окружное мембранное напряжение в цилиндрической и конической обечайках

п.1.3.4. Общее мембранное напряжение в сферической обечайке, сферическом сегменте торосферического днища и эллиптическом днище 

п.2. Несущие ушки

п.3. Опорные лапы

п.4. Седловые опоры

п.5. Опорные стойки


ГОСТ 31838-2012.PDF

АППАРАТЫ КОЛОННЫЕ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

(21.11.2012)

 

п.1 Область применения

п.2 Нормативные ссылки

п.3 Классификация и типы колонных аппаратов

п.4 Обозначения

п.5 Требования к конструкции

п.5.1.3: - при расчете колонных аппаратов снеговые нагрузки не учитываются.

п.6 Требования к материалам

п.7 Требования к изготовлению

п.8 Сварка и сварные соединения

п.9 Гидравлическое испытание

п.10 Термическая обработка


ГОСТ Р 51273-99.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ ДЛЯ АППАРАТОВ КОЛОННОГО ТИПА ОТ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК И СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

(06.05.1999)

п.3.2: - расчет на сейсмическое воздействие необходим в регионах с сейсмичностью 7 и более баллов по шкале Рихтера.

Проблемы при расчете ветровой нагрузки:

  1. п.5.3: ! Как пересчитывать из сосредоточенной силы давление для ANSYS. Площадь боковой поверхности цилиндра = 2·π·D·h.
  2. Путаница в индексах i, j, k по всему документу, как следствие высока вероятность ошибки или неправильного понимания.
  3. п.5.6: ! Для определения ε2 формулы, неясно какую брать.
  4. п.5.7: ! Требуется определение α по ф.4. В ф.4 нужны коэффициенты по ф.7. Они применимы только если количество жесткостей колонны не более 3.
  5. Расчет ветра на площадки п 5.9 - только относительно какого-то расчетного сечения на высоте х0, пересчет ветра при обдуве колонны с другой стороны, из-за площадок находящихся в аэродинамической тени. (скорее всего)

ГОСТ Р 51274-99.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ КОЛОННОГО ТИПА. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

(06.05.1999)

- расчетные нагрузки и воздействия:
   1. собственный вес (п.4.2.)
   2. изгибающие моменты (п.4.3)
   3. сейсмическая нагрузка (п.4.3)
   4. снеговые нагрузки не учитывают (п.4.4)
   5. температурное воздействие (п.4.5)

п.4.6: - расчет локальных напряжений

п.4.7: - температура монтажа 


ГОСТ Р 52630-2012.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ СВАРНЫЕ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

(29.11.2012)

 // Стандарт содержит рекомендации по изготовлению и НК элементов и узлов., не содержит рекомендаций для расчетов.

п.1. Область применения

п.2. Нормативные сылки

п.3. Обозначения

п.4. Требования к конструкции

п.4.1.4.

"Расчет на прочность сосудов и их элементов следует проводить в соответствии с ГОСТ Р 52857.1 - ГОСТ Р 52857.11, ГОСТ Р 51273, ГОСТ Р 51274, ГОСТ 30780.

Допускается использование настоящего стандарта совместно с другими международными и национальными стандартами на расчет на прочность при условии, что их требования не ниже требований российских национальных стандартов."


п.4.1.7. "В зависимости от расчетного давления, температуры стенки и характера рабочей среды сосуды подразделяют на группы. Группу сосуда определяет разработчик, но не ниже, чем указано в табл. 1."
Табл. 1. Группы сосудов

Группа   Расчетное давление, МПа Температура стенки, °C Характеристика рабочей среды
1 Независимо Независимо Взрывоопасная, пожароопасная, токсичная 1-го, 2-го, 3-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007
2

До 2,5

2,5 до 5,0

5,0 и более

До 5,0

Выше 400

Выше 200

Независимо

Ниже минус 40

Любая, за исключением указанной для 1-й группы сосудов
3

До 2,5

От 2,5 до 5,0

От минус 40 до 400

От минус 40 до 200

4 До 1,6 От минус 20 до 200
5 От вакуума до 0,07 Независимо Взрывобезопасная, пожаробезопасная или 4-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007

 

п.5. Требования к материалам

п.5.1.4:

- "абсолютной минимальной температуре окружающего воздуха данного района (СНиП 23-01), если температура стенки сосуда, находящегося под расчетным (рабочим) давлением, может принять температуру наружного воздуха;"

- "температуре , указанной в табл. М.2 Прил. М, если температура стенки сосуда, находящегося под расчетным (рабочим) давлением, не может принять температуру наружного воздуха."

п.6. Изготовление

п.6.2.2:

"После сборки и сварки обечаек корпус (без днищ) должен удовлетворять следующим требованиям:

а) отклонение по длине не более +/- 0,3% от номинальной длины, но не более +/- 50 мм;

б) отклонение от прямолинейности не более 2 мм на длине 1 м, но не более 30 мм при длине корпуса свыше 15 м."

п.6.2.4:
"- Отклонение внутреннего (наружного) диаметра корпуса сосудов допускается не более +/- 1% номинального диаметра, если в технической документации не оговорены более жесткие требования.
- Относительная овальность a корпуса сосудов (за исключением аппаратов, работающих под вакуумом или наружным давлением, теплообменных кожухотрубчатых аппаратов) не должна превышать 1%.
- в местах, где не установлены штуцера и люки a = 2(Dmax-Dmin)/(Dmax+Dmin)*100
- в местах установки штуцеров и люковa = 2(Dmax-Dmin-0,02d)/(Dmax+Dmin)*100,
где Dmax, Dmin, - соответственно наибольший и наименьший внутренние диаметры корпуса, измеренные в одном поперечном сечении;

d - внутренний диаметр штуцера или люка.

Значение a допускается увеличивать до 1,5% для сосудов при отношении толщины корпуса к внутреннему диаметру не более 0,01.

Значение для сосудов, работающих под вакуумом или наружным давлением, должно быть не более 0,5%.

Значение a для сосудов без давления (под налив) должно быть не более 2%."

п.7. Правила приемки

п.8. Методы контроля

п.9. Комплектность и документация

п.10. Маркировка, консервация и окраска, упаковка, транспортирование и хранение 


ГОСТ Р 52857.1-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

(27.12.2007)

п.4: Общие положения
п.4.1:
необходимо учитывать следующие факторы:
- внутреннее / внешнее давление;
- температуры окружающей среды и рабочие температуры;
- статическое давление в рабочих условиях и условиях испытания, нагрузки от массы сосуда и содержимого в оборудовании;
- инерционные нагрузки при движении, остановках и колебаниях, нагрузки от ветровых и сейсмических воздействий;
- реактивные усилия (противодействия), которые передаются от опор, креплений, трубопроводов и т. д.;
- нагрузки от стесненности температурных деформаций;
- усталость при переменных нагрузках, коррозию и эрозию и т. д.
п.4.3: В основу методов расчета на прочность большинства элементов сосудов принят метод расчета по предельным нагрузкам. Для удобства расчета коэффициенты запаса прочности к предельным нагрузкам учитываются при определении допускаемых напряжений.
При расчете на устойчивость допускаемые нагрузки определяют по нижним критическим напряжениям.

- расчетная температура (п.5)

п.8: Допускаемые напряжения, коэффициенты запаса прочности
п.8.1: Допускаемое напряжение [σ] при расчете по предельным нагрузкам

п.8.8:
Разрешается допускаемое напряжение определять по основному слою. В этом случае прибавка на коррозию принимается равной толщине коррозионно-стойкого слоя.

8.10: Для элементов сосудов, рассчитываемых не по предельным нагрузкам, а по допускаемым напряжениям, расчет проводят по условным упругим напряжениям.

п.12: Прибавки к расчетным толщинам конструктивных элементов
п.12.1:
При поверочном расчете прибавку вычитают из значений исполнительной толщины стенки.
Если известна фактическая толщина стенки, то при поверочном расчете можно учитывать только с1 (прибавка для компенсации коррозии и эрозии)

В табл.В.1 приведен модуль упругости Е.


ГОСТ Р 52857.2-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ И КОНИЧЕСКИХ ОБЕЧАЕК, ВЫПУКЛЫХ И ПЛОСКИХ ДНИЩ И КРЫШЕК

(27.12.2007)

п.4.2: метод предельных нагрузок.
При расчете на устойчивость предельное состояние - достижение нижних критических напряжений.
п.4.3: При одновременном действии нескольких нагрузок (давления, осевого сжатия и т. п.) условие прочности (устойчивости) проверяют на основе линейного суммирования повреждений, за исключением случаев, когда имеются более точные решения
п.4.4: - приведены формулы для определения исполнительных размеров при проектировочном расчете и определении допускаемых нагрузок при поверочном расчете.

5.3.1.3: При изготовлении обечайки из листов разной толщины, соединенных продольными швами,
расчет толщины обечайки проводят для каждого листа с учетом имеющихся в них ослаблений.


ГОСТ Р 52857.3-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.УКРЕПЛЕНИЕ ОТВЕРСТИЙ В ОБЕЧАЙКАХ И ДНИЩАХ ПРИ ВНУТРЕННЕМ И ВНЕШНЕМ ДАВЛЕНИЯХ. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ОБЕЧАЕК И ДНИЩ ПРИ ВНЕШНИХ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ НА ШТУЦЕР

(27.12.2007) 


ГОСТ Р 52857.4-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ГЕРМЕТИЧНОСТЬ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

(27.12.2007)


ГОСТ Р 52857.5-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.РАСЧЕТ ОБЕЧАЕК И ДНИЩ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОПОРНЫХ НАГРУЗОК

(27.12.2007)


ГОСТ Р 52857.6-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ МАЛОЦИКЛОВЫХ НАГРУЗКАХ

(27.12.2007)


ГОСТ Р 52857.7-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ

(27.12.2007)


ГОСТ Р 52857.8-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.СОСУДЫ И АППАРАТЫ С РУБАШКАМИ

(27.12.2007)


ГОСТ Р 52857.9-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В МЕСТАХ ПЕРЕСЕЧЕНИЙ ШТУЦЕРОВ С ОБЕЧАЙКАМИ И ДНИЩАМИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ДАВЛЕНИЯ И ВНЕШНИХ НАГРУЗОК НА ШТУЦЕР

(27.12.2007)

п.4: - допускается применять другие методы расчета, например численные методы исследований напряжений, основанные на МКЭ.


ГОСТ Р 52857.10-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.. СОСУДЫ И АППАРАТЫ, РАБОТАЮЩИЕ С СЕРОВОДОРОДНЫМИ СРЕДАМИ

(27.12.2007)


ГОСТ Р 52857.11-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.МЕТОД РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ОБЕЧАЕК И ДНИЩ С УЧЕТОМ СМЕЩЕНИЯ КРОМОК СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, УГЛОВАТОСТИ И НЕКРУГЛОСТИ ОБЕЧАЕК

(27.12.2007)

п.4.7: - допускается проводить оценку прочности МКЭ.

//позволяет прорвести расчет только дефектов определенной формы; не учитывает совместное влияние дефекта и объекта.

//напяряжения в больших вмятинах завышает (перебраковывает)


ГОСТ Р 52857.12-2007.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ.ТРЕБОВАНИЯ К ФОРМЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ РАСЧЕТОВ НА ПРОЧНОСТЬ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ НА ЭВМ

(27.12.2007)


ГОСТ Р 55020-2012.PDF

АРМАТУРА ТРУБОПРОВОДНАЯ. ЗАДВИЖКИ ШИБЕРНЫЕ ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

(24.09.2012)

п.4.1.6.1: расчет должен включать в себя
- проектный расчет (силовой расчет задвижки, выбор толщин стенок корпуса и крышки)
- поверочный расчет узлов и деталей;
п.4.1.6.5: поверочный расчет должен включать:
- силовые расчеты разъемных соединений;
- статическую и сейсмическую прочность деталей;
- оценку продольной устойчивости шпинделя;
- оценку удельных давлений в зонах контакта;
- по спец. требованию: оценка сопротивления деталей хрупкому разрушенрию.
п.4.1.6.6: поверочный расчет проводят с учетом нагрузок:
- расчетное давление;
- давлений гидроиспытаний;
- усилия на шпинделе, соотв. Моменту настройки привода (режим НЭ) и максимальному моменту, развиваемому приводом (режим ННЭ);
- нагрузки от трубопровода;
- сейсмические ускорения элементов арматуры.
п.4.1.6.7: силовой расчет разъемных соединений с целью нераскрытия стыка при НЭ.
п.4.1.6.8: проведение расчетов возможно по НД и/или МКЭ.
п. 4.1.6.9: оценка прочности крепежный деталей для стержня шпильки и резьбы шпильки, гайки и фланца.
п.4.1.6.10: прочность ходовой и крепежный резьб
п.4.1.6.11: оценка продольной устойчивости шпинделя
п.4.1.6.12: удельное давление в зонах контакта деталей.
п.4.2.1. Сейсмостойкость
п.4.2.1.2. Сейсмостойкость должна подтверждаться расчетами.
Проведение расчетов по общеинженерным методикам и/или компьютерные программы расчета.
п.4.2.1.3. Предварительно необходима определение собственной частоты колебаний задвижки.
п.4.2.1.3-7-10: амплитуда, собственная частота, сейсмичность.
п.4.2.2. Нагрузки, передаваемые от трубопроводов.
п.4.2.3. Ветровая нагрузка.
п.4.2.4. Климатические воздействия.
Приложение В. Дополнительные нагрузки от трубопровода на патрубки задвижек


ГОСТ Р 55722-2013.PDF

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. РАСЧЕТ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

(08.11.2013)

п.1. Область применения
Устанавливает нормы и методы определения расчетных усилий, оценки прочности и устойчивости от сейсмических воздействий для сосудов и аппаратов на площадке с сейсмичностью 7-9 баллов по шкале MSK-64.


 

(ДиОР)


ДиОР-05.PDF

МЕТОДИКА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ, НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

(13.01.2006)

// взамен МООР-98. Методика определения остаточного ресурса технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств

Применяется при выработке ресурса или имеет отклонения

п.13. Поверочный прочностной расчет основных несущих элементов оборудования
//ссылки на ГОСТы

п.17. Оценка работоспособности оборудования
п.17.2
запасы прочности
- для статич. нагр.: nt =1,5 nв = 2,4 nдп = 1,5 nп = 1,0 (ГОСТ 14249-89)
- для малоцикл. нагр: nN =10 nG = 2 (ГОСТ 25859-83)
п.18. Прогнозирование остаточного ресурса оборудования
//расчет необходимо проводит для основных несущих элементов для каждого доминирующего механизма повреждения; после чего выбрать минимальный
п.18.3: //оценка ресурса при коррозионно-эрозионный износ
Sотб назначает эксперт исходя из поверочного расчета
п.18.7: //максимальная допустимая величина срока работы оборудования


  

Правила безопасности (ПБ)


ПБ 03-246-98.DOC

ПРАВИЛА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

(06.11.1998)


ПБ 03-517-02.PDF

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИЙ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИХ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

(18.10.2002)


ПРИКАЗ от 25 марта 2014 N 116.PDF

ФНиП в области ПБ "Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением"

//взамен ПБ 03-576-03. ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (11.06.2003).PDF / DOC


ПБ 03-584-03.не найдено

ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИЕМКИ СОСУДОВ И АППАРАТОВ СТАЛЬНЫХ СВАРНЫХ

(10.06.2003)

//наиболее полный документ, по нему делают техническое освидетельствование
п.2.2: - прибавки для компенсации коррозии (эрозии).
табл.1: - определение группы сосуда.


ПБ 03-585-03.PDF

ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

(10.06.2003)

//заменен на РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ «РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ»


ПБ 03-605-03.PDF

ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

(09.06.2003)


ПБ 09-540-03.PDF

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ, НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

(05.05.2003)


ПБ 09-560-03.PDF

ПРАВИЛА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НЕФТЕБАЗ И СКЛАДОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ

(20.05.2003)


ПБ 09-563-03.PDF

ПРАВИЛА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

(29.05.2003)


ПБ 09-566-03.PDF

ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ СКЛАДОВ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ И ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

(27.05.2003)


ПБ 10-115-96.PDF

КОРПУСА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОСУДОВ И АППАРАТОВ. ТЕХНОЛОГИЯ, МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА

(18.04.1995)


 

Правила и нормы в атомной энергетике (ПНАЭ)


ПНАЭ Г-7-002-86.PDF

НОРМЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

(01.07.87)

 

Основные условные обозначения

1. Общие положения

п.1.2.9: // Нет расчета на устойчивость от внутреннего давления.

п.1.2.15:// Приведенные напряжения необходимо определять по теории наибольших касательных напряжений.

п.1.2.16// Поведение материала линейно упругое.

2. Основные определения

п.2.2: // Расчетная температура равна максимальному среднеарифметическому значению температур на его наружной и внутренней поверхностях в одном сечении при НУЭ. 

3. Допускаемые напряжения, условия прочности и устойчивости

4. Расчет по выбору основных размеров

п.4.1.7: // При расчете готового изделия следует использовать фактическую толщину стенки (sf – c2).

5. Поверочный расчет

п.5.1.5// При поверочном расчете используют физ.-мех. св-а металла и св.ш., указанные в гос. или отр. стандартах или ТУ. В случае отсутствия в этих документах необходимых данных допускается использовать данные, приведенные в табл. П.1.1-П.1.4 прил. и прил.6.

п.5.4: // При оценке статической прочности по размахам напряжений (SIG)RV или (SIG)RK максимальные и минимальные абсолютные значения приведенных напряжений, входящих в определение этой категории,  не должны превышать Rmt.

п.5.8

// (SIG)1 и (SIG)2 необходимо оценивать без температуры, (SIG)RVс температурой.

?вопрос: определение размаха напряжений (SIG)RV.

// Каждый элемент необходимо оценить в соответствии с табл.5.1.

// Итого: необходимые условия:

   - (SIG)1, (SIG)2, (SIG)RV (п.5.4.2);

   - сред касатель. напр. (п.5.4.6);

   - от механич. нагр. (п.5.4.5);

   - значения входящее в определение (п.5.4.7).

6. Методика определения сдвига критической температуры хрупкости вследствие термического старения

7. Методика определения сдвига критической температуры хрупкости вследствие накопления усталостных повреждений

8. Методика определения сдвига критической температуры хрупкости вследствие влияния облучения и коэффициента радиационного охрупчивания

9. Методы испытаний на усталость

10. Методы технологических испытаний металлов

Приложение 1 (обязательное). Физико-механические свойства конструкционных материалов

Приложение 2 (обязательное). Методы определения механических свойств конструкционных материалов

Приложение 3 (рекомендуемое). Унифицированные методы расчетного и экспериментального определения напряжений, деформаций, перемещений и усилий перемещений и усилий

Приложение 4 (рекомендуемое). Расчет элементов конструкций на прогрессирующее формоизменение

Приложение 5 (рекомендуемое). Расчет типовых узлов деталей и конструкций

Приложение 6. Характеристики длительной прочности, пластичности и ползучести конструкционных материалов

Приложение 7 (рекомендуемое). Расчет на длительную циклическую прочность

Приложение 8 (рекомендуемое). Расчетно-экспериментальные методы оценки вибропрочности типовых элементов конструкций

Приложение 9 (рекомендуемое). Расчет на сейсмические воздействия

Приложение 10 (рекомендуемое). Выбор основных размеров фланцев, нажимных колец и крепежных деталей

Приложение 11. Рекомендации по определению технологической прибавки к толщине стенки колена

Приложение 12 (рекомендуемое). Упрощенный расчет на циклическую прочность 


ПНАЭ Г-7-008-89.PDF

ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

(01.01.90) 


 

Руководящий документ (РД)


РД 03-418-01.PDF

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ АНАЛИЗА РИСКА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

(10.07.2001)


РД 03-421-01.PDF / DOC

МЕТОДТЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСТАТОЧНОГО СРОКА СЛУЖБЫ СОСУДОВ И АППАРАТОВ

(06.09.2001)

 

Введение.

Методические указания распространяется на объекты,на которые распространеться ФНиП В ОБЛАСТИ ПБ. ПРАВИЛА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ, НА КОТОРЫХ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ОБОРУДОВАНИЕ, РАБОТАЮЩЕЕ ПОД ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ, ПБ 03-584-03, СТО 00220227-005-2009.

п.1. Общие положения.

п.2. Подготовка сосудов и аппаратов к ТД.

п.3. Порядок проведения ТД.

п.3.4.7: - погрешность измерения максимального прогиба и площади деформированного участка ±1,0 мм;

п.3.6.4.2: - погрешность измерения толщины не более ±0,1 мм.

п.3.6.4.6: - рекомендуется использовать статистический подход п.4.2.

п.3.9.1: «Анализ прочности является одним из наиболее ответственных этапов диагностирования...»

п.3.9.2:

«Расчет на прочность выполняется с учетом результатов технического диагностирования...».

«В расчетах учитываются фактические значения толщин стенок элементов сосудов, размеры и расположение выявленных дефектов, результаты исследований свойств металла. Расчеты на прочность выполняются на основании требований, действующих НД (прил.В)».

«Расчетам на прочность подвергаются все основные конструктивные элементы сосуда…».

«Расчеты на прочность проводятся с учетом всех видов нагрузок, действующих на сосуд: внутреннего, внешнего давления, при необходимости - ветровых и сейсмических воздействий, веса аппарата и примыкающих к нему элементов».

«Расчет на циклическую прочность проводится, когда количество циклов нагружения сосуда превышает 1000».

п.3.9.3: «В тех случаях, когда расчетов на прочность по действующим НД недостаточно, то проводятся уточненные расчеты в соответствии с рекомендациями п.5…».

п.4. Анализ повреждений и параметров технического состояния сосудов и аппаратов.

п.4.1.3.1: «Если размеры отклонений больше допускаемых, то вопрос о возможности дальнейшей эксплуатации сосуда без исправления решается на основе расчета на прочность...»

п.4.1.3.2: «При равномерной коррозии минимальная толщина стенок элементов корпуса сосуда должна быть не менее расчетной с учетом эксплуатационной прибавки на коррозию. В качестве расчетной (отбраковочной) величины различных конструктивных элементов сосудов принимается наибольшая толщина, полученная из расчетов на прочность и устойчивость при различных режимах эксплуатации и испытания. Если минимальная толщина стенки равна расчетной без эксплуатационной прибавки, то возможность дальнейшей эксплуатации сосуда и остаточный срок его службы устанавливаются при условии изменения рабочих параметров эксплуатации».

// Расчетная толщина – это толщина без учета коррозии.

п.4.2.2:

«...при измерении толщины стенок портативным ультразвуковыми толщиномерами… суммарная методическая и метрологическая погрешность измерений составляет до 0,1-0,2мм».

«Допуск на отклонение толщины листов проката достигает 5% номинального размера и при толщинах более 20 мм отклонения могут достигать 1 мм».

// Допуски на прокат следует брать по соответствующим ГОСТ.

п.4.2.3: Средне квадратичное отклонение при контроле составляет 0,22 - 0,6 мм.

п.4.2.4-5: Планирование объема контроля.

п.5. Уточненные расчеты на прочность и определение критериев предельного состояния.

п.5.1: «В случаях когда нельзя оценить прочность сосуда по действующей НД, а также когда возникает необходимость получения дополнительной информации о несущей способности и остаточном ресурсе сосуда, проводятся уточненные расчеты НДС.»

п.5.2: «Уточненные расчеты проводятся с учетом всех режимов эксплуатации и нагрузок, возможных изменений геометрии сосуда, наличия дефектов, изменения характеристик материала».

п.5.5: - критерии предельного состояния.

п.6. Определение остаточного ресурса сосудов и аппаратов.

«Если полученный в результате расчетов остаточный ресурс превышает 10 лет, то его следует принять равным 10 годам.»

п.6.1. Прогнозирование ресурса аппаратов, подвергающихся коррозии и изнашиванию (эрозии).

// в работе…

п.6.2. Прогнозирование ресурса аппаратов при циклических нагрузках.

«При определении [N] Используются минимальные толщины стенок элементов сосуда SФ, определенные при толщинометрии сосуда с учетом прибавки на коррозию на момент исчерпания ресурса циклической работоспособности сосуда TЦ.»

// в работе…

ф.(6.5)-(6.7)

п.6.3. Прогнозирование ресурса аппаратов по изменению механических характеристик металла.

п.6.5. Прогнозирование ресурса сосудов по критерию хрупкого разрушения.

п.6.6. Определение гарантированного (гамма-процентного) и среднего остаточных ресурсов сосудов и аппаратов.

// в работе…

п.7. Особые требования к диагностированию и определению остаточного ресурса сосудов.

п.7.1.6-7: – требования к расчету при отрицательных температурах ниже минимально разрешенных температур.

п.7.7.7: – расчет на прочность двухслойной стали по РД 26-11-5-85.

п.8. Порядок оформления и выдачи заключения о ресурсе безопасной эксплуатации сосуда

п.9. Техника безопасности при проведении диагностирования

п.10. Список использованной литературы

Приложение А. Термины, используемые в методических указаниях, и их определения

Приложение Б. Рекомендуемые формы заключений (протоколов) контроля

Приложение В. Перечень нормативной документации (НД) по расчету на прочность сосудов и аппаратов

//приложение содержит 60 документов


РД 12-608-03.PDF

ПОЛОЖЕНИЕ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОБЪЕКТАХ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

(05.06.2003)


РД 26-6-87.PDF (отменен)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ. МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ С УЧЕТОМ СМЕЩЕНИЯ КРОМОК СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, УГЛОВАТОСТИ И НЕКРУГЛОСТИ ОБЕЧАЕК

(16.04.1987)


РД 26.260.004-91.PDF

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ОБОРУДОВАНИЯ ПО ИЗМЕНЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ ЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ 1991

(01.01.1991)

"Настоящий руководящийдокумент устанавливает требования к выборуметодов прогнозирования остаточного ресурса химико-технологического оборудованияпо изменению параметров его технического состояния при эксплуатации ирекомендации по применению статистических методовпри прогнозировании"

// Документ содержит практические указания по определения необходимого объема контроя. Походие указания содержаться в РД 421.
// в работе... Необходима разработка методики оценки необходимого числа измерений для обеспечения необходимого уровня достоверности, который в дальнейшем необходимо учитывать в расчетах.
1. Общие положения
п.1.2: "В зависимости от требуемой достоверности прогноза ивозможностей получения информации применяют два подхода к прогнозированию:упрощенный, основанный на детерминистических оценках показателей, и уточненный,основанный на вероятностных оценках.
При первом - отклонения контролируемых параметровотносят к погрешностям методов контроля, случайным помехам и припрогнозировании остаточного ресурса в расчетах учитывают с помощьюкоэффициентов запасов. При втором подходе колебания наблюдаемых параметровиспользуют в качестве дополнительной информации, что позволяет повыситьдостоверность прогнозирования."

2. Виды повреждений, методы их выявления

п.2.1: "Эксплуатация металла с трещинами не допускается*
*Примечание: в некоторых случаях после специальных исследований НИИхиммаш даетразрешения на дальнейшую эксплуатацию сосудов."
п.2.2:
"Из рассмотренных критериев видно, что критериипредельного состояния могут быть качественными (наличие трещин, вмятин,коррозионного растрескивания) и количественными (величина износа, коррозии идр.)
Так для трубопроводов определены [22]следующие количественные критерии:
износ толщины стенки не более 20%;
величина остаточной деформации труб
из углеродистых сталей не более 3,5%;
из легированных сталей не более 2,5%."
"При отсутствии в технической документации КПС ориентировочными значениями КПС могут служить нормы технологических допусков наизготовление (например, из ОСТ 26-291-87), взятые с коэффициентом 1,5."
// ОСТ 26-291-87 заменен на ГОСТ Р 52630-2012.

3. Методы прогнозирования остаточного ресурса, основанные настандартизованных нормах расчета

п.3.1:
"Стальные сосуды и аппараты,подвергающиеся при эксплуатации периодическим нагружениям, могут разрушаться отмалоцикловой усталости металла. Поэтому в соответствии с требованиями ГОСТ 14249-89 они должны проверяться на циклическую прочность по ГОСТ 25859-83."
"При эксплуатации реальныхсосудов фактические действующие нагрузки и напряжения в их элементах отличаютсяот расчетных, причем в зонах концентрации напряжений или нарушениянепрерывности возможно весьма значительное превышение допускаемых напряжений,определяемых по ГОСТ 14249-89.Кроме того, при эксплуатации сосудов возникают различные повреждения (см. раздел 2),которые создают дополнительные концентрации напряжений. Поэтому при оценкеостаточного ресурса сосудов необходимо проведение исследования их напряженногосостояния с учетом имеющихся концентраторов напряжений. Исследование выполняютрасчетными, экспериментальными и расчетно-экспериментальными методами. Расчетынапряженного состояния выполняют с учетом фактической геометрии конструкции,фактических толщин несущих элементов и имеющихся концентраторов напряжений"
"На основе проведенногоисследования выполняют расчеты допускаемогочисла циклов нагружения [N] в соответствии сГОСТ25859-83 и определяют остаточный ресурс сосуда путем вычитания из [N] фактически отработанного числа циклов.
При наличии в элементах сосудов дефектов типа трещинприменение для оценки остаточного ресурса ГОСТ25859-83 не допускается. В таких случаях специализированными организациями,определенными НПАОП 0.00-1-59-87 Госпроматомнадзора,используются специальные методы механики разрушения."
// РД 50-490-84 отменен

п.3.2:
"Для прогнозирования остаточного ресурса узлов иагрегатов машин, оборудования и приборов, отказы которых вызывают процессынакопления повреждений, рекомендуется использовать РД 50-490-84"Методические указания. Техническая диагностика. Методика прогнозированияостаточного ресурса машин и деталей по косвенным параметрам"."

4. Методы повышения информативности контроля техническогосостояния оборудования

п.4.1:
"Доверительную вероятность, т.е. вероятность нахожденияфактического размера внутри доверительного интервала, стандарты по измерениямрекомендуют указывать в зависимости от ответственности контроля, но не ниже 0,95."
"Например, при измерении толщины стенок портативнымиультразвуковыми толщиномерами типа Кварц-15, УТ-93П техническая погрешностьизмерений составляет 0,1-0,2 мм, что не оказывает существенного влияния наточность контроля остаточной толщины стенок аппаратов. Более высокуюпогрешность обуславливает разброс толщины стенок, присущий листовому прокату,из которого изготовляют аппараты. Допуск на отклонения толщины листов прокатадостигает 5% от номинального размера и при толщинах более 20 мм отклонениямогут достигать 1 мм.
Но самый большой вклад в разброс результатовизмерений вносит действительное различие толщины стенок из-за неравномерностиих коррозии."
"После измеренийопределяют минимальную толщину стенки и сравнивают ее с расчетной. Еслиразность положительна, то считают аппарат пригодным для дальнейшейэксплуатации, в противном случае аппарат бракуют. Поскольку измеренияосуществляют выборочно (в намеченных точках), то при описанном методеминимальная из измеренных толщин может оказаться существенно больше, чемфактическая минимальная, имеющаяся на аппарате. Достоверность контроля при этомостается неопределенной, если учитывать размеры поверхности аппарата."
"При сплошной коррозии величина коэффициент вариации глубин коррозии, Vh обычно находится в интервале 0,1 - 0,4."
Таблица 3. Возможноепревышение измеренной глубины коррозии (в %) на поверхности площадью S=M×SC при уровне доверительной вероятности 0,99.
//проработать
"При этом одним из возможныхвариантов планов контроля может быть не равномерное распределение точекизмерений по поверхности аппарата, а сосредоточение наибольшего числа измерений (10-20)на одном участке (например, на участке максимального нагружения), а наостальных участках ограничиться 1-2 измерениями. Такой план контроля позволяетболее точно оценить величину Vh иизбежать ненужной работы."
п.4.2:
"При отсутствии со стороны заказчика специальныхтребований по достоверности оценки в соответствии с РД 50-690-89 уровеньдоверительной вероятности принимается равным 0,8."
Таблица 4. Минимальное числоN точек для измерений

п.5. Прогнозирование остаточного ресурса оборудования по развитиюкоррозионных повреждений

п.6. Оценка остаточного ресурса технологического оборудования поизменению его выходных параметров

Прил.1. Примеры расчетовостаточного ресурса оборудования

Прил.2. Рекомендуемыематематические модели для прогнозирования

Прил.3. Примеры нормирования показателей надёжности химическогооборудования

Прил.4. Контроль деформацииползучести котлов и труб паропроводов

Прил.5. Анализ повреждений металла


РД 26.260.225-2001.не найдено

КОРПУСА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОСУДОВ И АППАРАТОВ. ТЕХНОЛОГИЯ, МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА

(27.11.2001)


 

Стандарты ассоциаций (СА)


СА 03-004-07.PDF

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СОСУДОВ И АППАРАТОВ. ТОМ 1. РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СОСУДОВ

(30.12.2004)

Введение:
- определение низшей собственной частоты колебаний колонного аппарата используется метод Рэлея [C.E. FREESE. Vibrations of Vertical Pressure Vessels. Journal of Engineering for Industry. 1959];
- «в случае, когда ограничения условий применения той или иной методики не могут быть соблюдены, целесообразно воспользоватьсячисленными методами расчета сосудов и аппаратов , реализуемых МКЭ»
(п.16.1: «многие сосуды и аппараты, вследствии сложности конструкции или условий наружения, не могут быть рассчитаны в строгом соответствии с НД»/
стр.206, табл.16.1: допускаемые напряжения для расчетных напряжений.


 

Стандарты острослевые (СТО)


СТО-СА-03-004-09.PDF

ТРУБНЫЕ ПЕЧИ, РЕЗЕРВУАРЫ, СОСУДЫ И АППАРАТЫ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ И НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИЧЕСКОМУ НАДЗОРУ, РЕВИЗИИ И ОТБРАКОВКЕ

(29.12.2004)

п.1 Трубные печи
п.2. Стальные вертикальные резервуары
п.2.6. Допускаемые отклонения и нормы отбраковки элементов резервуара
п.2.6.5: необходимо подтверждение расчетом допуска к эксплуатации резервуара с дефектом до очередного ремонта
п.2.6.9:
- определение отбраковочной толщины по ф.2.1 и условиям;
- расчет на устойчивость;
- при изменении исходных параметров эксплуатации необходимо произвести уточненный расчет отбраковочных величин стенки;
- если при испытании отбраковочные толщины окажутся больше фактических, то испытание проводить при сниженном уровне налива воды, определяемом расчетом.
- при необходимости должен проводиться расчет отбраковочных величин стенки резервуара с учетом сейсмостойкости
п.2.6.10: - эксплуатационных нагрузок определяется расчетом
п.2.6.17:
- отбраковочные толщины патрубков штуцеров табл. 2.8.
- для крышек люков и штуцеров минимальная отбраковочная толщина определяется расчетом на прочность. Отбраковочная толщина для укрепколец равна проектной толщине за вычетом прибавки на коррозию.
прил. Н: при расчете на прочность и определении отбраковочных величин сварных листовых элементов резервуаров в расчетные формулы необходимо использовать коэффициенты прочности сварных соединений (фи).
п.3. Сосуды и аппараты
п.3.2.1: // Много ссылок на НТД.
п.3.4.7: возможность эксплуатации сосуда с дефектами при пониженных параметрах должна быть подтверждена расчетом;
п.п.3.5.23, 3.5.24: для сосудов, для которых невозможно проведение гидравлического испытания или невозможно проведение как внутреннего осмотра, так и гидравлического испытания при техническом освидетельствовании необходимо проведение расчета на прочность основных несущих элементов (корпуса, днища);
п.3.6. Нормы отбраковки
п.3.6.1. Элементы сосудов (в том числе и литых), определяющие их прочность, должны отбраковываться:
а) если при толщинометрии выявится, что под действием коррозии и эрозии уменьшилась толщина металла крышек, заглушек, стенки обечаек корпуса, штуцеров и др. до значений, определенных расчетами по действующим методикам или по паспорту, с учетом всех действующих нагрузок (внутреннего или наружного давления, весовых, ветровых, сейсмических, температурных и пр.) без учета прибавки на коррозию (отбраковочный размер);
б) если расчетная толщина стенки (без учета прибавки на коррозию) оказалась меньше величины, указанной ниже, то за отбраковочный размер принимается величина:
- для обечаек и днищ сосудов - 4 мм.
- для сосудов с исполнительной толщиной 4 мм и менее отбраковочный размер может быть снижен по заключению специализированной организации;
- допустимое отклонение от вертикали образующей сосуда (3.6.3)
- для кожухотрубчатых теплообменных аппаратов отбраковочная толщина стенки в табл. 3.1;
- для патрубков – табл. 3.2.
Щ.6. Гидравлическое испытание вертикально устанавливаемых сосудов допускается проводить в горизонтальном положении при условии обеспечения прочности корпуса сосуда, для чего расчет на прочность должен быть выполнен разработчиком проекта сосуда с учетом принятого способа опирания в процессе гидравлического испытания.
Щ.7. Гидравлическое испытание сосудов колонного типа может производиться в горизонтальном положении лишь в тех случаях, когда расчетом на прочность будет установлено, что при пробном давлении напряжения во всех элементах сосудов не будут превышать 90% предела текучести для данной марки стали.


 

 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Комментарии  

0 # Вячеслав 22.01.2016 19:19
ПБ 03-576-03 уже не действует, согласно ПРИКАЗА Ростехнадзора от 25.03.2014 №116
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
0 # Михаил 25.01.2016 17:33
Вы абсолютно правы. Поправил. К сожалению, нет времени делать обновления так часто, как хотелось бы.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать