Присоединяйтесь!
Зарегистрированных пользователей портала: 505 924. Присоединяйтесь к нам, зарегистрироваться очень просто →
Законодательство
Законодательство

"НОРМЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ И ТРУБОПРОВОДОВ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ. РД 10-249-98" (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 25.08.1998 N 50) (раздел 8) (ред. от 13.07.2001)

Дата документа25.08.1998
Статус документаДействует
МеткиНормы · Постановление

    

РУКОВОДЯЩИЕ ДОКУМЕНТЫ ГОСГОРТЕХНАДЗОРА РОССИИ

 

НОРМЫ
РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ И ТРУБОПРОВОДОВ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

 

РД 10-249-98

 

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госгортехнадзора России от 13.07.2001 N 31)

 

Дата введения 2001-09-01

 
 
    РЕФЕРЕНТ: Разделы 1 - 3, 4, 5, 6 - 7, 9, 10 - 12 Норм расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды, включены в систему отдельными документами
 
 
    УТВЕРЖДЕНЫ постановлением Госгортехнадзора России от 25.08.1998 N 50
    Редакционная коллегия: В.С.Котельников, Н.А.Хапонен, А.А.Шельпяков (Госгортехнадзор России)
    Ю.К.Петреня, Е.Э.Гильде, А.В.Судаков, А.А.Чижик, И.А.Данюшевский, П.В.Белов, А.М.Рейнов (АООТ НПО ЦКТИ им. И.И.Ползунова)
 

8. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ФЛАНЦЕВ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ И ТРУБОПРОВОДОВ

 

8.1. Условные обозначения

 
    8.8.1. В разделе приняты следующие условные обозначения, представленные в табл.8.1.
 

Таблица 8.1

 

СимволНазваниеЕдиница измерения
1 2 3
pРасчетное давлениеМПа
p_hПробное давлениеМПа
tРасчетная температура стенки°С
p_yУсловное давлениеМПа
DyУсловный диаметр изделиямм
DНоминальный внутренний диаметр изделия (корпуса сосуда, трубы трубопровода и др.)мм
sТолщина стенки изделиямм
s1Толщина стенки цилиндрического участка фланцамм
s2Толщина стенки конического перехода у основаниямм
h1Высота цилиндрического участка фланцамм
h2Высота конического переходамм
h_fВысота тарелки фланца и опорного буртамм
h_f1Высота нажимного кольцамм
h_f2Высота тарелки фланца, определяемая методом предельных нагрузокмм
h3Высота выступамм
D3Диаметр выступа фланцамм
DfНаружный диаметр фланца и бурта свободного фланцамм
D1Внутренний диаметр нажимного кольцамм
D2Наружный диаметр нажимного кольцамм
DsДиаметр окружности шпилек (болтов)мм
D_0mНаибольший наружный диаметр мембраны (исходное состояние)мм
DdНаружный диаметр прокладкимм
DmРасчетный диаметр прокладкимм
d_0sНоминальный диаметр шпилек, равный наружному диаметру резьбымм
d_sРасчетный (минимальный) диаметр шпилекмм
d_0Диаметр отверстия под шпилькимм
d_0RРедуцированное значение диаметра отверстия под шпилькимм
eМаксимальный размер гайкимм
lsШаг шпилекмм
zЧисло шпилекмм
b_0Ширина прокладкимм
bЭффективная ширина прокладкимм
Толщина прокладкимм
q_0Удельное давление на прокладку при затяге шпилекМПа
s4Толщина стенки мембранымм
b4Ширина мембранымм
F_dУсилие обжатия прокладкиН
F_2hУсилие, обеспечивающее герметичность при гидравлическом испытанииН
F_hРавнодействующие силы в шпильках от давления гидравлического испытанияН
F_pРавнодействующие силы в шпильках от рабочего давленияН
F_0Расчетное усилие затяга шпилекН
F_tРасчетное усилие в шпильках при рабочих условияхН
F_0hРасчетное усилие при гидравлическом испытанииН
F1Усилие в цилиндрическом участке фланца от действия внутреннего давленияН
F2Усилие, обеспечивающее герметичность при рабочем давленииН
F3, F4Усилия от действия давления средыН
MiИзгибающий моментН·x мм
MjПлечи действия силмм
W_A, W_B, W_CМоменты сопротивления расчетных сечений фланцамм3
yОрдината центра тяжести поперечного сечения фланцамм
oНапряжение в расчетных сечениях фланцаМПа
o_0mНапряжение в мембранеМПа
o_sНапряжение в шпилькахМПа
EfМодуль упругости металла фланцаМПа
EsМодуль упругости металла шпилекМПа
[o_f]Допускаемое напряжение металла фланцаМПа
[o_s]Допускаемое напряжение металла шпилекМПа
[o_0m]Допускаемое напряжение металла мембраныМПа
rРадиус галтелимм
aУгол поворота фланцаград
a1Угол скоса фланцаград
NКоличество циклов нагружения сосуда 

 
    Обозначения геометрических размеров фланцевых соединений приведены на рис.8.1 и 8.2.
 

 

Рис. 8.1. Фланцы с коническим переходом

 
 

 

Рис. 8.2. Плоские фланцы

 

8.2. Общие положения

 
    8.2.1. В Нормах рассматриваются фланцы с коническим переходом (конической втулкой) и плоские фланцы, а также жесткие фланцы и свободные.
    8.2.2. Деталями фланцевого соединения являются фланцы, кольцо свободного фланца, прокладка, мембрана, шпильки (болты), гайки, шайбы.
    Под элементами фланца понимаются цилиндрическая часть фланца, конический переход, тарелка фланца, бурт свободного фланца, нажимное кольцо, отверстия под шпильки, выступы, впадины и др.
    8.2.3. Применение болтов допускается до давления 3,0 МПа и температуры 300 °С, для болтов по ГОСТ 20700 предельная температура допускается до 400 °С.
    8.2.4. Требования к конструкции, материалам и полуфабрикатам, а также к изготовлению и контролю качества рассматриваемых фланцев должны соответствовать требованиям соответствующих Правил Госгортехнадзора России (т.е. по котлам, сосудам или трубопроводам ТЭС в зависимости от назначения изделия, к которому привариваются рассматриваемые фланцы).
    Дополнительно должны соблюдаться следующие условия:
    расположение и конструкция опор на корпусе, днище или трубопроводе должны обеспечивать отсутствие передачи внешних нагрузок на фланцевое соединение, превышающих величину, приведенную в п. 8.7.6.5;
    расстояние от конического перехода фланца или тарелки плоского фланца до кромки сварного шва приварки опоры должно быть более величины, рассчитанной по формуле , но не менее 100 мм;
    величина предварительного затяга фланцев с приварным мембранным уплотнением не должна превышать 30% расчетного усилия на шпильки при действии внутреннего давления;
    величина подгрузки шпилек от разности температур между фланцами и шпильками не должна превышать 30% расчетного усилия на шпильки при действии внутреннего давления.
    8.2.5. Нормы содержат методику расчета на прочность фланцев с прокладочным и мембранным уплотнением для обоснования их основных размеров.
    В основу расчета на прочность фланцевого соединения заложен метод предельных нагрузок с проверкой напряжений по наиболее напряженным сечениям фланца.
    Поверочный расчет на усталость деталей фланцевого соединения должен выполняться для оборудования ТЭС в соответствии с требованиями раздела 5 Норм.
    8.2.6. Допускается использование фланцевых соединений без расчета по обоснованию выбора основных размеров при изготовлении их в соответствии с ГОСТ 12815 - ГОСТ 12822.
    8.2.7. Фланцевые соединения, рассчитанные по настоящей методике, гарантируют не менее 1000 циклов подъема и сброса давления при сроке службы 100 тыс.ч.
 

8.3. Расчетное давление

 
    8.3.1. Под расчетным давлением фланцевого соединения следует понимать избыточное давление, на которое производится расчет на прочность фланцевого соединения.
    8.3.2. Расчетное давление фланцевого соединения следует принимать не менее расчетного давления изделия.
    8.3.3. Если давление гидравлического испытания изделия p_h превышает 1,3 расчетного давления изделия, то следует выполнить расчет фланцевого соединения на условия гидравлического испытания. Если p_h < 1,3p, то такой расчет можно не выполнять.
 

8.4. Расчетная температура

 
    8.4.1. Под расчетной температурой металла рассчитываемой детали фланцевого соединения следует понимать температуру, по которой принимается значение допускаемого напряжения.
    8.4.2. Расчетную температуру металла фланца следует принимать равной расчетной температуре металла изделия в рабочих условиях. Если выполняется расчет на условия гидравлического испытания согласно п.8.3.3, то в качестве расчетной температуры принимается температура гидравлического испытания.
    Расчетную температуру металла фланцевого соединения, необогреваемого горячими газами или надежно изолированного от обогрева извне, следует принимать равной температуре, содержащейся в нем рабочей среды без учета допусков по отклонению температуры от номинального значения, установленных ГОСТ 3619, ГОСТ 21563, ГОСТ 22530.
    8.4.3. Если температура металла ниже 80 °С, то за расчетную принимается температура 20 °С.
    8.4.4. Расчетную температуру шпилек, в том числе ввертных, следует принимать равной 0,95 от расчетной температуры фланца.
    8.4.5. Расчетную температуру металла мембран следует принимать равной расчетной температуре фланца.
 

8.5. Допускаемые напряжения

 
    8.5.1. Допускаемое напряжение металла фланца следует принимать согласно разделу 2 Норм.
    Допускаемые напряжения для шпилек, изготовленных из широко используемых для крепежных изделий сталей, следует принимать по табл. 8.2.
 

Таблица 8.2

 

Допускаемое напряжение для шпилек из углеродистых и низколегированных сталей, МПа

 

Температура, °С ВСт3спВСт4сп202530354045
ГОСТ 380ГОСТ 1050ГОСТ 1050, ГОСТ 10702
20105,0110,0110,0120,0128,0138,0148,0158,0
10097,0102,0106,0112,0120,0130,0140,0150,0