Присоединяйтесь!
Зарегистрированных пользователей портала: 505 368. 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) (разделы 10 - 12) (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, 8, 9 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)
 

10. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДВЕСНОЙ СИСТЕМЫ КОТЛОВ

 

10.1. Условные обозначения

 
    В разделе приняты следующие обозначения, представленные в табл. 10.1.
 

Таблица 10.1

 

Символ НазваниеЕдиница измерения
1 2 3
AШирина котла вдоль главных хребтовых балок мм
2a, 2bРасчетные размеры опорной плиты в плане (стороны с размерами 2b всегда опираются на жесткие балки каркаса)мм
2rДиаметр отверстия в опорной плите или шайбемм
2RНаружный диаметр шайбымм
QqУсилие, действующее на подвескуН
Коэффициент прочности сварных соединений 
2tШаг между отверстиями двух соседних отверстий в опорной плитемм
2lbДлина тягимм
n_plКоличество пластиншт.
n_тпКоличество тарельчатых пружин в комплектешт.
f_сдПрогиб балки от сдвигамм
2bСмещение концов тягимм
da, dНаружный и внутренний диаметры тягимм
das, dsНаружный и внутренний диаметры резьбы тягимм
DвтВнутренний диаметр втулки пружинного блокамм
l_dДлина втулки пружинного блокамм
MbqИзгибающий момент, действующий на тягуН·мм
MsqИзгибающий момент в резьбеН·мм
FbПлощадь сечения тягимм2
l_bМомент инерции сечения тягимм4
l_sМомент инерции сечения резьбовой частимм4
Wb, WkМомент сопротивления изгиба и кручения тягимм3
LРасстояние между колоннами каркаса вдоль главных хребтовых балокмм
sh(kl), ch(kl)Гиперболический синус и косинус 
hНоминальная высота шайбымм
s_plТолщина пластинымм
s_apТолщина опорной плитымм
s_hpНаименьшая толщина проушин, сминаемых в одном направлениимм
l_plДлина пластинымм
e_plШирина пластинымм
DhДиаметр отверстия в щеках (проушинах)мм
DaДиаметр валика шарнирного соединениямм
e_bШирина щеки (проушины)мм
EbhДлина отверстиямм
[o]Допускаемое напряжение при расчетной температуреМПа
o1, o2, o3Главные номинальные напряжения в расчетном сечении деталиМПа
o_eqЭквивалентное напряжениеМПа
т_кНапряжение от крученияМПа
o_chНапряжение от смятияМПа
т_chНапряжение от срезаМПа
Наружный диаметр тарельчатой пружинымм
Внутренний диаметр тарельчатой пружинымм
snТолщина стенки тарельчатой пружинымм
f3Максимальный прогиб тарельчатой пружинымм
P3Максимальное усилие тарельчатой пружиныH
EtМодуль упругости при расчетной температуреМПа
P_M, P_Э, PsМонтажная, эксплуатационная, сейсмическая нагрузкиН

    

10.2. Общие положения

 
    10.2.1. Подвески стационарного котла (рис. 10.1) - это несущие элементы, воспринимающие нагрузку от массы котла, временные и особые нагрузки и работающие при высоких температурах.
 

 

Рис. 10.1. Подвески стационарного котла

 
    В зависимости от мощности и типа котла (газомазутный или пылеугольный) применяются два варианта крепления подвесок к поверхностям нагрева: за коллектор и за экран. Вариант крепления выбирается конструктором в каждом конкретном случае индивидуально, исходя из сложившейся практики и с учетом конструкторских особенностей. Напряжения в зонах крепления подвесок, возникающие в трубах экранов и коллекторах, следует определять согласно разделу 7 Норм.
    10.2.2. Подвеска стационарного котла состоит из следующих основных элементов: тяги и шарнирного соединения (одного или двух - в зависимости от общей длины подвески), состоящего из проушин. Подвески разделяются на "холодные" и "горячие". Тяги "холодных" подвесок представляют собой сплошные прутки, а тяги "горячих" подвесок изготовляются из труб и относятся к обогреваемым элементам.
    10.2.3. Для изготовления элементов подвесок следует применять материалы, перечисленные в Правилах устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Для изготовления элементов подвесок, не работающих под давлением и не примыкающих непосредственно к этим элементам котла, допускается использовать любые материалы.
    10.2.4. Основной нагрузкой, действующей на подвеску, является вес. Кроме того, при тепловых перемещениях в процессе эксплуатации в тяге возникает изгибающий момент, достигающий своих максимальных значений на концах тяги.
    10.2.5. Количество подвесок по периметру котла определяется максимально допустимыми уровнями напряжений в узлах сопряжения подвески с поверхностями нагрева. Расстояние между подвесками (500-800 мм) должно обеспечивать равномерное распределение весовой нагрузки по периметру котла (при этом следует учитывать работу потолочного перекрытия, возможность перераспределения усилий на подвески в процессе эксплуатации).
    В отдельных случаях, когда определяемые поверочным расчетом напряжения в подвесках существенно ниже допускаемых, а уменьшение диаметров тяг нецелесообразно, расстояние между подвесками может быть принято больше 800 мм.
    10.2.6. В зависимости от весовой нагрузки, приходящейся на подвеску, следует использовать тарельчатые пружины по ГОСТ 3057 (максимальное восприятие до 71·x 10(4) Н) и винтовые пружины по ГОСТ 13773 (максимальное восприятие до 10(5) Н). Установка тарельчатых пружин может быть последовательной и параллельной.
    10.2.7. Для группы подвесок, не связанных с основными поверхностями нагрева (мембранными стенами котла), допускается установка жестких подвесок (без пружинных блоков), если отсутствует перераспределение нагрузок на подвески от прогибов несущих балок.
    В группу объединяются связанные с одной поверхностью нагрева (элементом котла) подвески, нагрузки на которые отличаются друг от друга не более чем на 20%.
    10.2.8. Расчет на прочность подвесок производится в два этапа:
    выбор основных размеров;
    расчет на статическую прочность.
    Выбор основных размеров элементов подвесок проводится отдельно для каждой группы подвесок на основании полученных расчетных нагрузок. Марка стали элементов должна соответствовать температуре, при которой работает подвеска.
    После выбора основных размеров элементов подвесок должен быть произведен расчет на статическую прочность в целях уточнения принятых размеров с учетом всех действующих нагрузок и действительного прогиба балок потолочного перекрытия.
    10.2.9. Наружный диаметр тяги выбирается наибольшим из двух расчетных: в сечении с максимальным уровнем напряжений и в сечении с максимальными расчетными температурами. Выбор размеров элементов шарнирного соединения производится с учетом максимальных температур (в "теплом ящике").
    Под расчетной температурой металла детали подвески следует понимать температуру, по которой принимается значение допускаемого напряжения.
    10.2.10. Проверка прочности газоплотных экранов при неодинаковой прочности мембранных стен котла производится по программе расчета на прочность цельносварных газоплотных конструкций на основании результатов расчета потолочного перекрытия.
 

10.3. Критерии прочности и допускаемое напряжение

 
    10.3.1. Последовательность оценки статической прочности деталей подвесок представлена в табл.10.2.
 

Таблица 10.2

 

Обозначение этапаНагружающий факторОбозначение усилийУсловие прочности Категория определяемых напряжений
1 Весовая нагрузка Qqo_eq =< 1,2[o]Общие мембранные
Весовая нагрузка+внутреннее давление Qq + po_eq =< 1,1[o]
2 Весовая нагрузка+изгиб+кручениеQq + Mbq + Mko_eq =< 1,65[o]Общие мембранные и изгибные, кручение
Весовая нагрузка+изгиб+кручение+внутреннее давлениеQq + Mbq + Mk + po_eq =< 1,5[o]

 
    10.3.2. Средние напряжения растяжения по сечению резьбовой части в тягах подвесок весовых нагрузок должны удовлетворять условию o_eq =< 1,1[o]
    Приведенные напряжения, определяемые по суммам составляющих средних напряжений растяжения, изгиба и кручения в резьбовой части подвесок, должны удовлетворять условию o_eq =< 1,5[o] Средние касательные напряжения, вызванные действием срезывающих весовых нагрузок в резьбе тяг и шарниров, а также в сварных швах, должны удовлетворять условию т_sh =< 0,7[o].
    10.3.3. Средние напряжения смятия не должны превышать следующих значений:
    для подвижных шарниров o_ch =< 1,5[o]
    для неподвижных шарниров o_ch =< 2,5[o]
    10.3.4. Основным допускаемым напряжением, которое используется для оценки прочности при статическом нагружении, является номинальное допускаемое напряжение [o], значения которого приведены в разделе 2 Норм.
    В табл. 10.3 указаны номинальные допускаемые напряжения при расчетном ресурсе 10(5) ч для различных марок стали.
 

Таблица 10.3

 

t, °СВСт5сп2530354035Х40Х30ХМА,35ХМ25ХМФ (ЭИ10)
20154161172185198275288356402
100143150161174187255272335389
200134141147161174234248308368
250127134141147161221234295362
300117124134134147208221281348
350-114117121134194201268328
375-107111114121188194248308
400--101104107174181221275
425-------194241
450--------201
475--------174

 
    Если в техническом задании на разработку не оговорены другие условия, номинальное допускаемое напряжение согласно разделу 2 Норм принимается исходя из расчетного ресурса 10(5) ч.
 

10.4. Коэффициент прочности сварных соединений

 
    10.4.1. Значения коэффициента прочности сварных соединений в зависимости от типа сварного соединения, вида нагрузки, метода и объема контроля сварного соединения приведены в табл. 10.4.
 

Таблица 10.4

 

Тип соединенияВид нагрузкиСхема нагрузкиМетод контроляОбъем контроля_w.
1 2 3 4 5 6
    100%1,0
    >= 10%0,8
Стыковое Растяжение, изгиб  < 10%0,7
    100%1,0
    >= 10%0,9
 СрезВизуальный осмотр, УЗД< 10%0,8
    100%0,9
    10%0,8
Угловое и тавровое (с полным проваром)  10%0,7
 Растяжение, изгиб, срез   100%0,8
    >= 10%0,7
Угловое и тавровое (без полного провара)  < 10%0,6
   Визуальный осмотр 100%0,8
    >= 10%0,7
Нахлесточное  < 10%0,6

    
    10.4.2. К стыковым сварным соединениям (рис. 10.2) относятся швы, у которых в поперечном сечении отношение диаметра к толщине пластины (или отношение большего диаметра к меньшему) не превышает 3/1. При отношениях, превышающих 3/1, швы считаются угловыми.
 

 

Рис.10.2. Варианты сварных соединений:
a, б - стыковые; в, г - угловые

 
    10.4.3. Допускаемое напряжение сварного соединения следует принимать по металлу свариваемых деталей. Если деталь изготовляется из разных марок сталей, то расчет должен производиться по детали с наименьшей расчетной характеристикой прочности.
    10.4.4. Для деталей из углеродистой, марганцевой (кремнемарганцевой) и хромомолибденовой стали значения коэффициента прочности, приведенные в табл. 10.4, применимы для всего диапазона расчетных температур стенки и для всех допустимых способов сварки.
    10.4.5. Для деталей из хромомолибденовой и высокохромистой стали значения коэффициента прочности, приведенные в табл.10.4, применимы до температур 510 °С.