Диссертация (Особенности прочностного расчета и конструирования сосудов и аппаратов сернокислотного производства), страница 4

должны быть отменены;2)был опубликован новый европейский стандарт «EN 13445» [108],в который вошли множество разделов, разработанных ранее в рамках СЭВ[100, 72].В настоящее время при разработке нового оборудования необходимоориентироваться в первую очередь не на ГОСТ, ИСО, ТУ и другиестандарты,имеющиерекомендательныйхарактерпоустановлениюнеобходимых требований в области безопасности, а на технические22регламенты Таможенного союза и Российской Федерации, которые носятобязательный характер.На «ТР ТС 032/2013» ориентируются при разработке оборудования,работающего под избыточным давлением свыше 0.05 МПа [102].

Данныйрегламент устанавливает требования безопасности к оборудованию при егопроизводстве (изготовлении) и разработке (проектировании). Также онустанавливаеттребованиякмаркировкеоборудованиявцеляхпредупреждения действий, вводящих в заблуждение потребителей, защитыжизни, имущества человека и его здоровья [102]. Однако, указанныйТехнический регламент не дает конкретных рекомендаций, как должныобеспечиваться требования безопасности. В частности, в п. 7 [102]указывается,чтотехническаядокументация,котораяприлагаетсякоборудованию, содержит расчет на прочность, однако, не регламентируется,с использованием какой нормативной документации он должен проводиться.Поэтому проектировщик должен обратиться к действующей нормативнойдокументации по прочностным расчетам, носящей рекомендательныйхарактер, в первую очередь к сборнику национальных стандартов«ГОСТ Р 52857.1-2007» – «ГОСТ Р 52857.12-2007».1.2.1.

Сборник национальных стандартов «ГОСТ Р 52857.1-2007» «ГОСТ Р 52857.12-2007»В соответствии с изложенным в плане работ Федерального Агентствапотехническомурегулированиюиметрологии(Госстандарта)на2006-2007 гг. [106] была предусмотрена разработка сборника национальныхстандартов по расчету на прочность сосудов и аппаратов [33-44].В подготовке стандарта приняли участие В.И. Рачков, П.А.

Харин,С.М. Кутепов, В.Г. Морозов, И.В. Сухарникова, С.А. Белов, П.С. Марченко(ЗАО«ПетрохимИ.В.Кадочников,Инжиниринг»);Е.Л.В.С.МуравинВольфсон,(ОАОВ.А.Емелькина,«ВНИИНЕФТЕМАШ»);Г.М. Селезнев, Н.А. Хапонен, А.А. Шаталов (Ростехнадзор).23Сборник стандартов объединил тридцать два ранее действующихнормативных документа. Так был разработан стандарт для расчета напрочность сосудов и аппаратов из легированных и углеродистых сталей, атакже сосудов из цветных металлов.

В сборнике изложены общие требованияк расчету сосудов и аппаратов, методики расчета на прочность основных икорпусных элементов, укрепления отверстий, дана оценка прочности сосудапри воздействии опорных нагрузок и нагрузок от трубопроводов, приведеныметоды расчета фланцевых соединений.Группа стандартов посвящена комплексному расчету наиболеераспространенныхаппаратов:кожухотрубчатыхаппаратов,аппаратоввоздушного охлаждения и аппаратов с рубашками. Приведен расчет напрочность при малоцикловой нагрузке и при воздействии на сосудсероводородных сред.При подготовке сборника стандарта полностью учтены требованиятехнического регламента «О безопасности оборудования, работающего подизбыточным давлением свыше 0.07 МПа или при температуре нагрева водысвыше 115 ˚С», а также максимально учтены действующие в настоящеевремя международные стандарты и директивы: «EN 13455-2002 "Наобогреваемые сосуды, работающие под давлением"», Директивы 97/23 ЕСЕвропейского Парламента и Совета от 29 мая 1997 г., касающиесяоборудования, работающего под давлением [72].1.2.1.1.

«ГОСТ Р 52857.1-2007 "Сосуды и аппараты. Нормы и методырасчета на прочность. Общие требования"»В «ГОСТ Р 52857.1-2007» [33] представлены основные требования квыполнениюрасчетовнапрочностьсосудовиаппаратов.Расчетбольшинства элементов сосуда осуществляется по предельным нагрузкам суказанием ряда исключений. При расчете на устойчивость определениедопускаемых нагрузок рассчитывается по нижним критическим нагрузкам. Вданном стандарте приведены правила назначения коэффициентов прочности24сварных швов и значения прибавок к расчетным толщинам конструктивныхэлементов.Разработанные стандарты для проведения расчета в отличие от«ГОСТ 14249-89» [17] распространяются на сосуды из алюминия, титана,меди и их сплавов. Расчет на них ранее выполнялся по «ГОСТ 26158-84» [23]и «РД 24.200.17-90» [73].Используя«ГОСТР52857.1-2007»[33],можноучитыватьподкрепляющее влияние плакирующего слоя при расчете аппаратов,выполненных из двухслойных сталей, как это было сделано ранее в«РД 26-11-5-85» [83].В «ГОСТ Р 52857.1-2007» [33] перечислены условия статическойпрочности для тех ситуаций, когда оценка статической прочностивыполняется по условным упругим напряжениям, а не по предельномусостоянию.

Аналогично поверочному расчету в «ПНАЭ Г-7-002-86» [70], какуказывается в работе [109], «EN 13445-3 "Unfired pressure vessel"» Annex C[108] или «ASME Boiler and Pressure Vessel Code» (Section VIII, Division 2)[106].1.2.1.2. «ГОСТ Р 52857.2-2007 "Сосуды и аппараты. Нормы и методырасчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек,выпуклых и плоских днищ и крышек"»«ГОСТ Р 52857.2-2007» [34] распространяется на расчет укрепленныхкольцами жесткости и гладких конических и цилиндрических обечаек,которые работают под действием наружного или внутреннего давления,изгибающих моментов, перерезывающих и осевых сил. Помимо этого,данный ГОСТ позволяет рассчитать работающие под действием тех же силплоские, выпуклые и конические днища, в том числе присоединяемыхболтами к фланцу.

Основные формулы указанных разделов аналогичныформулам, приведенным в «ГОСТ 14249-89» [17]. Однако, практически во25все разделы разработанного стандарта внесены некие уточнения илиизменения.К примеру, приведенный в «ГОСТ 14249-89» [17] расчет наустойчивость и прочность обечаек, нагруженных наружным давлением(разрежением) проводился с использованием номограмм, в то время когда врасчете по «ГОСТ Р 52857.2-2007» [34] используются только аналитическиезависимости.Помимо этого, в «ГОСТ Р 52857.2-2007» [34] входит расчет плоскихкруглых крышек и днищ с радиальными ребрами жесткости, который ранеепроводился по «РД РТМ 26-01-96-83» [92], а также расчет сферическихнеотбортованных днищ и крышек, который ранее регламентировался по«ГОСТ 25221-82» [20] и «РД 26-01-150-84» [75].

Стоит отметить, что расчетплоских круглых крышек и днищ носит поверочный характер, что непозволяет на стадии проектирования определить его наиболее рациональныеконструктивныепараметры,обеспечивающиеминимальнуюматериалоемкость при выполнении условий устойчивости и прочности [61].Нормы и методы расчета на прочность могут быть применимы вслучае, если отклонение от геометрической формы и погрешностиизготовлениярассчитываемыхэлементовсосудовнепревосходятдопускаемых значений, установленных нормативной документацией, кпримеру, «ГОСТ Р 52630-2012» [32], «ПБ 03-584-03» [67].1.2.1.3. «ГОСТ Р 52857.3-2007 "Сосуды и аппараты. Нормы и методырасчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах привнутреннем и внешнем давлении.

Расчет на прочность обечаек и днищпри внешних статических нагрузках на штуцер"»Основой первой части «ГОСТ Р 52857.3-2007» [35] являются«РД РТМ 26-01-102-77» [89] и «ГОСТ 24755-89» [19]. Она посвященаукреплению отверстий в днищах и обечайках, находящихся под давлением.Используя несложные зависимости, близкие по форме к классическому26методу замещения площадей, можно определить максимально предельноедавлениедляузлаврезкиштуцера.Такаяметодикаобеспечиваетэкономичные и надежные решения для узлов врезки штуцеров, так как онаразработана на основе анализа результатов множества экспериментальных итеоретических исследований, а также проверена годами.Во второй части «ГОСТ Р 52857.3-2007» [35] рассматривается расчетузлов врезки штуцеров при воздействии внешних статических нагрузок.Такойрасчетранеерегламентировалсявотечественнойпрактике«РД 26-260.009-92» [87]. По «ГОСТ 24755-89» [19] нельзя было определитьдопускаемые нагрузки на штуцеры, знание которых в настоящее времястановится особенно актуально, поскольку современные компьютерныепрограммы позволяют рассчитать нагрузки на штуцеры.

Во время разработки«ГОСТ Р 52857.3-2007» [35] были проанализированы существующиеметодики расчета узлов врезки штуцеров по предельным нагрузкам. Для этихцелей была использована методика «EN 13445 "Unfired pressure vessel"»[108], включенная в «ГОСТ Р 52857.3-2007» [35] с минимальнымимодификациями, которые позволяли применять ее вместе с другимирасчетными методиками, представленными в сборнике стандартов.1.2.1.4. «ГОСТ Р 52857.4-2007 "Сосуды и аппараты. Нормы и методырасчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевыхсоединений"»«ГОСТ Р 52857.4-2007» [36] распространяет свое действие на расчетарматурных и аппаратных фланцевых соединений.