Присоединяйтесь!
Зарегистрированных пользователей портала: 506 010. 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 5) (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, 6 - 7, 8, 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)
    

5. МЕТОДИКА ПОВЕРОЧНОГО РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

 

5.1. Расчет барабанов, коллекторов и труб поверхностей нагрева на дополнительные нагрузки и малоцикловую усталость

    

5.7.7. Условные обозначения

 
    5.1.1.1. В формулах раздела приняты условные обозначения, представленные в табл. 5.1.
 

Таблица 5.1

 

СимволНазваниеЕдиница измерения
1 2 3
Q_qОсевое усилие от весаН
Q_cОсевое усилие от самокомпенсации теплового расширенияН
M_bИзгибающий моментН·x мм
M_kКрутящий моментН·x мм
M_bqИзгибающий момент от весовых нагрузокН·x мм
M_bcИзгибающий момент от самокомпенсацииН·x мм
M_kqКрутящий момент от весовых нагрузокН·x мм
M_kcКрутящий момент от самокомпенсацииН·x мм
fПлощадь поперечного сечениямм2
WМомент сопротивления поперечного сечения, коллектора или трубы (трубопровода)мм2
_bwКоэффициент прочности поперечного сварного соединения при изгибе-
o_фСреднее окружное напряжение от внутреннего давленияМПа
o_zСуммарное среднее осевое напряжениеМПа
o_pzСреднее осевое напряжение от внутреннего давленияМПа
o_zzОсевое напряжение от осевой силыМПа
o_bНапряжение изгибаМПа
o_prСреднее радиальное напряжение от внутреннего давленияМПа
o1, o2, o3Главные нормальные напряжения в расчетном сечении деталиМПа
o_eqЭквивалентное напряжение от весовых нагрузок и внутреннего давленияМПа
o_eqcЭквивалентное напряжение от весовых нагрузок, самокомпенсации и внутреннего давленияМПа
тНапряжение крученияМПа

    

5.1.2. Дополнительные нагрузки

 
    5.1.2.1. Поверочный расчет на прочность от дополнительных нагрузок производится для барабанов, коллекторов и труб поверхности нагрева после выбора основных размеров.
    Дополнительные нагрузки - изгибающие моменты, осевые усилия и крутящие моменты от веса и самокомпенсации - определяются отдельными расчетами.
    5.1.2.2. Поверочный расчет на прочность барабанов и коллекторов от весовых нагрузок производится с учетом следующих положений:
    при определении изгибающего момента M_bq коллектор рассматривается как балка, свободно лежащая на опорах. При незначительных местных нагрузках изгибающий момент вычисляется в предположении равномерного распределения нагрузки по длине барабана и коллектора;
    поверку напряжений изгиба в барабанах и коллекторах следует производить в случаях, когда наружный диаметр барабана или коллектора не превышает 800 мм и расстояние между опорами превышает 6 м или когда на барабан или коллектор передаются значительные дополнительные усилия: вес присоединенных к коллектору деталей, реакции трубопроводов и реакции струи при открытии предохранительных клапанов.
 

5.1.3. Расчетные напряжения

 
    5.1.3.1. Среднее окружное напряжение от внутреннего давления следует определять по формуле
 
    
 
    Коэффициент прочности при наличии отверстий или сварных швов должен приниматься с наименьшим значением для каждого расчетного сечения согласно разделу 4.
    5.1.3.2. Суммарное среднее осевое напряжение от внутреннего давления, осевой силы и изгибающего момента определяется по формуле
 
    
 
    где среднее осевое напряжение от внутреннего давления
 
    
 
    среднее осевое напряжение от осевой силы
 
    
 
    Коэффициент прочности при наличии отверстий и поперечного сварного соединения принимается равным меньшему значению коэффициента прочности в поперечном направлении или коэффициента прочности поперечного сварного соединения.
    Осевое напряжение от изгибающего момента
 
    
 
    Для барабанов или коллекторов следует выявить наиболее ослабленное сечение, обусловленное наибольшим изгибающим моментом M_b, наименьшим моментом сопротивления W или наименьшими коэффициентами прочности и _bw.
    5.1.3.3. Среднее радиальное напряжение от внутреннего давления определяется по формуле
 
    
 
    5.1.3.4. Напряжение кручения определяется по формуле
 
    
 
    5.1.3.5. Напряжения определяются по номинальной толщине стенки, выбранной при расчете на внутреннее давление.
    5.1.3.6. При определении напряжений от весовых нагрузок в формулы подставляются усилия Q_q и моменты M_bq, M_kq, а при определении напряжений от действия весовых нагрузок и самокомпенсации в формулы подставляются суммарные усилия Q_q + Q_c и моменты M_bq + M_bc, M_kq + M_kc.
    5.1.3.7. Для расчетного сечения цилиндрических барабанов, коллекторов и труб вычисляются три главных нормальных напряжения o1, o2, o3 которые представляют собой алгебраическую сумму действующих в одном направлении напряжений от приложенных к расчетному сечению нагрузок.
    Главные напряжения вычисляются по следующим формулам:
    при наличии крутящего момента
 
    
 
 
    
 
 
    
 
    при отсутствии крутящего момента
 
    
 
 
    
 
    Для обеспечения условия o1 > o2 > o3 индексы при обозначениях главных напряжений окончательно устанавливаются после определения численных значений напряжений o_ф и o_z.
    5.1.3.8. Эквивалентные напряжения o_eq и o_eqc для расчетного сечения цилиндрического барабана, коллектора и трубы принимаются равными:
 
    o_eq = o1 - o3,
    
    где o1 и o3 определены по весовым нагрузкам Qq, Mbq и Mkq;
 
    o_eqc = o1 - o3
 
    где s1 и s3 определены по суммарным нагрузкам Qq + Qc, Mbq + Mbc, Mkq + Mkc
 

5.1.4. Допускаемое эквивалентное напряжение

 
    5.1.4.1. Величина эквивалентного напряжения в цилиндрических барабанах, коллекторах и трубах от действия внутреннего давления и весовых нагрузок должна удовлетворять условию
 
    .
 
    5.1.4.2. Величина эквивалентного напряжения в трубах от действия внутреннего давления, весовых нагрузок и самокомпенсации тепловых расширений должна удовлетворять условию
 
    .
 
    Для трубопроводов и труб, расчетные температуры которых обусловливают использование для определения допускаемых напряжений кратковременных характеристик пределов прочности и текучести, допускается несоблюдение указанного условия, если поверочный расчет на усталость по п. 5.2 показывает, что заданное число циклов рассчитываемой детали меньше допустимого.
 

5.1.5. Расчет на малоцикловую усталость

 

5.1.5.1. Условные обозначения

 
    5.1.5.1.1. В формулах приняты условные обозначения, представленные в таблице 5.2.
 

Таблица 5.2

 

СимволНазваниеЕдиница измерения
1 2 3
oПриведенное напряжение от внутреннего давленияМПа
[o]Номинальное допускаемое напряжениеМПа
o_cМаксимальное местное расчетное напряжение, определенное с учетом ползучестиМПа
o_eq, o_eqcЭквивалентные напряжения соответственно от весовых нагрузок и внутреннего давления и суммарное от весовых нагрузок, самокомпенсации и внутреннего давленияМПа
Условный предел длительной прочности при растяженииМПа
o_aРасчетная амплитуда напряженийМПа
[o_a]Допускаемая амплитуда напряжений, определенная по расчетным кривым малоцикловой усталостиМПа
[o*_a]Допускаемая амплитуда напряженийМПа
o_iГлавные условно-упругие напряжения в расчетной точке детали (t = 1, 2, 3)МПа
o_eijЭквивалентные напряжения (i,j = 1, 2, 3)МПа
o_eyРазмах эквивалентных напряженийМПа
[o_max], [o_min]Допускаемые напряжения, соответствующие температуре, при которой достигаются максимальные и минимальные эквивалентные напряженияМПа
EtМодуль упругости, соответствующий максимальной температуре циклаМПа
Emax, EminМодули упругости, соответствующие температуре, при которой достигаются максимальные и минимальные эквивалентные напряженияМПа
NЧисло циклов нагружения-
NiЧисло циклов нагружения данного типа-
[N]Допускаемое число циклов нагружения по расчетным кривым малоцикловой усталости-
[N*]Допускаемое число циклов-
DcПараметр, характеризующий допускаемое повреждение при совместном действии усталости и ползучести-
mПоказатель степени в уравнении длительной прочности-
lКоличество различных номинальных режимов-
т_iДлительность работы при данных параметрах, включая время пуска и остановач
т_0Расчетный ресурс эксплуатациич