Аппаратурное оформление блока ректификации рефлюксов установки разделения нефтезаводских газов

Днище эллиптическое №1

6,406•104

(-3,543•104 )

345,3

4,589•105

3 Опора колонного аппарата

Исходные данные

Опорный элемент

Группа патрубков

Цилиндрический участок:

Материал:	09Г2С
Толщина стенки, s0:	20 мм
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1:	2 мм
Прибавка для компенсации минусового допуска, c2:	0,8 мм
Прибавка технологическая, c3:	0 мм
Сумма прибавок к расчётной толщине стенки, c:	2,8 мм

Фундамент:

Изоляция:

Название:	<Введите название>
Толщина, sиз:	0	мм
Плотность, ?из:	0	кг/м3

Расчёт в рабочих условиях

Условия нагружения:

Расчётная температура, T:	20 °C
Расчётный изгибающий момент в верхнем сечении:	4,683•109 Н мм
Расчётный изгибающий момент в нижнем сечении:	5,092•109 Н мм
Расчётное поперечное усилие в верхнем сечении:	1,197•105 Н
Расчётное поперечное усилие в нижнем сечении:	1,207•105 Н
Расчётное осевое сжимающее усилие, F:	1,346•106 Н

Свойства материала опорной обечайки в месте сопряжения с корпусом:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (рабочие условия):

Свойства материала корпуса аппарата:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 100 °C (рабочие условия):

Расчёт опорной обечайки по ГОСТ Р 51274-99

Параметры опасного сечения (п. 7)

Координата сечения (от нижней точки основания): x = 989,6 мм

Диаметр в опасном сечении: D2 = 2600 мм

Элемент, содержащий опасное сечение: Цилиндрический участок опоры



Площадь: A = 1,327•105 мм2

Толщина стенки в опасном сечении: s' = 20 мм

Суммарная прибавка в опасном сечении: c' = 2,8 мм

= 1,327•105 / (3,142 * (2600+20 - 2,8)

Наименьший момент сопротивления: W = 0,07998 м3

= 4 * 0,07998 / (3,142 * (2600+20 - 2,8)2 * (20 - 2,8))

Расстояние от оси до центра тяжести: bs = 88,3 мм

Осевая нагрузка, действующая в сечении x = 989,6 мм:



F = 1,346•106 Н

Изгибающий момент, действующий в сечении x = 989,6 мм:

M = 4,976•109 Н мм

Устойчивость опорной обечайки в опасном сечении:

= 1,346•106 / (0,9385 * 2,529•107 ) + (4,976•109 + 1,346•106 * 0,03396 * 2600) / (0,8643 * 1,677•1010 )

Прочность сварного шва, соединяющего корпус колонны с опорной обечайкой (сечение Г-Г):

Расчёт в условиях испытаний

Условия нагружения:

Расчётная температура, T:	20 °C
Расчётный изгибающий момент в верхнем сечении:	3,06•109 Н мм
Расчётный изгибающий момент в нижнем сечении:	3,324•109 Н мм
Расчётное поперечное усилие в верхнем сечении:	7,756•104 Н
Расчётное поперечное усилие в нижнем сечении:	7,813•104 Н
Расчётное осевое сжимающее усилие, F:	4,281•106 Н

Свойства материала опорной обечайки в месте сопряжения с корпусом:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (условия гидроиспытаний):

[?]200=?* Re/20 / nT = 1 * 300 / 1,1 = 272,7 МПа

Свойства материала корпуса аппарата:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (условия гидроиспытаний):

[?]20K= ?* Re/20 / nT = 1 * 300 / 1,1 = 272,7 МПа

Расчёт опорной обечайки по ГОСТ Р 51274-99

Параметры опасного сечения (п. 7)

Элемент, содержащий опасное сечение: Цилиндрический участок опоры

Осевая нагрузка, действующая в сечении x = 989,6 мм:



F = 4,281•106 Н

Изгибающий момент, действующий в сечении x = 989,6 мм:

M = 3,249•109 Н мм

Устойчивость опорной обечайки в опасном сечении:

Прочность сварного шва, соединяющего корпус колонны с опорной обечайкой (сечение Г-Г):

Цилиндрический участок опоры



Исходные данные

Материал:	09Г2С
Внутр. диаметр, D:	2600 мм
Толщина стенки, s:	20 мм
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1:	2 мм
Прибавка для компенсации минусового допуска, c2:	0,8 мм
Прибавка технологическая, c3:	0 мм
Сумма прибавок к расчётной толщине стенки, c:	2,8 мм
Длина обечайки, L:	3460 мм

Коэффициенты прочности сварных швов:

Изоляция:

Название:	<Введите название>
Толщина, sиз:	0	мм
Плотность, ?из:	0	кг/м3

Рабочие условия

Обечайка, нагруженная осевым сжимающим усилием (п. 5.3.4)

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (рабочие условия):

[?]20=196 МПа

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности:

Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C:



E20=1,99•105

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости:

310 * 10-6 * 1,99•105 * 26002 / (2,4) * (100 * (20 - 2,8) / 2600 )2.5=6,185•107 Н

Расчётная длина для расчёта от действия осевой силы:

lF = 3460 мм

Приведённая длина: lпр = 6920 мм

Гибкость:

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия общей устойчивости:

3,142* (2600 + 20 - 2,8) * (20 - 2,8) * 1,99•105 / (2,4) * (3,142 / 7,467)2=2,076•109 Н



Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости:

Допускаемое осевое сжимающее усилие:

Обечайка, нагруженная изгибающим моментом (п. 5.3.5)

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны сжатия:

2600 / 4 * 2,772•107 = 1,802•1010

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости:

Допускаемый изгибающий момент:

Условия испытаний

Обечайка, нагруженная осевым сжимающим усилием (п. 5.3.4)

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (условия гидроиспытаний):

[?]20=?* Re/20 / nT = 1 * 300 / 1,1 = 272,7 Мпа

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности:

Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C:

E20=1,99•105 МПа

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости:

Расчётная длина для расчёта от действия осевой силы:

lF = 3460 мм

Приведённая длина: lпр = 6920 мм

Гибкость:



Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия общей устойчивости:

3,142* (2600 + 20 - 2,8) * (20 - 2,8) * 1,99•105 / (1,8) * (3,142 / 7,467)2=2,768•109 Н

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости:

Допускаемое осевое сжимающее усилие:

Обечайка, нагруженная изгибающим моментом (п. 5.3.5)

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны сжатия:

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости:



Допускаемый изгибающий момент:

5 Опорный узел

Несущий элемент:	Опора колонного аппарата №1
Тип элемента:	4
Материал:	09Г2С
Исполнительная толщина нижнего опорного кольца, s1:	40	мм
Ширина нижнего опорного кольца, b1:	235	мм
Выступающая ширина нижнего опорного кольца, b2:	140	мм
Наличие усиливающей пластины	Да
Толщина усиливающей пластины, s3:	20	мм
Ширина усиливающей пластины, b7:	80	мм
Ширина верхнего опорного кольца, b4:	140	мм
Минимальное расстояние между двумя смежными ребрами, b5:	160	мм
Исполнительная толщина верхнего опорного кольца, s2:	40	мм
Исполнительная толщина ребра, s4:	16	мм
Высота опорного узла, h:	380	мм
Анкерные болты:
Материал:	Ст3
Номинальный диаметр, d:	56	мм
Количество, n	24
Диаметр болтовой окружности, Dб:	2780	мм

Расчёт в рабочих условиях

Условия нагружения:

Расчётный изгибающий момент, M:	5,092•109	Н мм
Расчётное осевое сжимающее усилие, F:	1,346•106	Н

Результаты расчёта:

Свойства материала элемента опорного узла:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (рабочие условия):

[?]20=183 МПа

Свойства материала опорной обечайки в зоне верхнего опорного кольца:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (рабочие условия):

Свойства материала анкерных болтов:

Допускаемые напряжения для материала Ст3 (рабочие условия):

Свойства материала бетона:

Допускаемые напряжения для бетона класса B10 (М150):

Прочность анкерных болтов (п. 9)

	при		=2.7 - 2 * 1,346•106 * 2780 / 5,092•109 + 3.7 * (1,346•106 * 2780 / 5,092•109 )2 - 2.5 * (1,346•106 * 2780 / 5,092•109 )3 + 0.65 * (1,346•106 * 2780 / 5,092•109 )4	=2,423

=2,423 * ((5,092•109 - 0.44 * 1,346•106 * 2780) / (24 * 145 * 2780))1/2=45,72 мм

Внутренний диаметр резьбы анкерного болта:

dб = 49,25 мм

49,25 мм ? 45,72 мм. Условие прочности выполнено

Толщина нижнего опорного кольца (п. 8.2)

Расстояние между двумя смежными ребрами b6 = 190 мм



40 мм ? 30 мм. Условие прочности выполнено

Ширина нижнего опорного кольца (п. 8.3)

=(4 * 5,092•109 / 2780 + 1,346•106 ) / (3,142 * 2780 * 6)

235 мм ? 165,5 мм. Условие прочности выполнено

Толщина верхнего опорного кольца с усиливающей пластиной (п.8.4)

=80 / 140 * (20 / 40)2=0,1429

=40 + 0,1429 * 20=42,86 мм

Диаметр окружности, вписанной в шестигранник гайки:

d = 78,7 мм

	=(3 * 140 / 160 / (1 + (140 / 160)2 / (1 - 78,7 / 160)))1/2	=1,023

Площадь поперечного сечения анкерного болта по внутреннему диаметру резьбы:

= 1905 мм2

	={1,023 * (1905 * 145 / 183)1/2 + 2,8	=42,56 мм
Условие работоспособности:

42,86 мм ? 42,56 мм. Условие прочности выполнено

Толщина ребра (п. 8.5)

16 мм ? 16 мм. Условие прочности выполнено

Прочность опорной обечайки в зоне верхнего опорного кольца (п. 8.6)

=2600 / (2 * (20 - 2,8)) * (10 * 350 / 2600)2.05

=-0.0248 * {ln(128,5 / 1100) - ([ln(128,5/1100)]2 + 2.628)1/2} + 0

123,8 МПа ? 294 МПа. Условие прочности выполнено

Расчёт в условиях монтажа

Результаты расчёта:

Свойства материала элемента опорного узла:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (условия монтажа):



[?]20=?* Re/20 / nT =1 * 280 / 1,1 =254,5 МПа

Свойства материала опорной обечайки в зоне верхнего опорного кольца:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (условия монтажа):

[?]200=?* Re/20 / nT =1 * 300 / 1,1 =272,7 МПа

Свойства материала анкерных болтов:

Допускаемые напряжения для материала Ст3 (условия монтажа):

Свойства материала бетона:

Допускаемые напряжения для бетона класса B10 (М150):

Прочность анкерных болтов (п. 9)

=2.7 - 2 * 1,077•106 * 2780 / 5,008•109 + 3.7 * (1,077•106 * 2780 / 5,008•109 )2 - 2.5 * (1,077•106 * 2780 / 5,008•109 )3 + 0.65 * (1,077•106 * 2780 / 5,008•109 )4

2,374

=2,374 * ((5,008•109 - 0.44 * 1,077•106 * 2780) / (24 * 145 * 2780))1/2

49,25 мм ? 46,38 мм. Условие прочности выполнено

Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)

Условия нагружения при испытаниях:

Результаты расчёта:

Свойства материала элемента опорного узла:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (условия гидроиспытаний):

[?]20= ?* Re/20 / nT = 1 * 280 / 1,1 = 254,5 МПа

Свойства материала опорной обечайки в зоне верхнего опорного кольца:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (условия гидроиспытаний):

Свойства материала анкерных болтов:

Допускаемые напряжения для материала Ст3 (условия гидроиспытаний):

Свойства материала бетона:

Допускаемые напряжения для бетона класса B10 (М150):

Прочность анкерных болтов (п. 9)

Условие прочности выполнено

Толщина нижнего опорного кольца (п. 8.2)

Расстояние между двумя смежными ребрами b6 = 190 мм

= (1 + 1.81 * (140 / 190)3) / (1 + 2.97 * (140 / 190)3)2

= max{0,6207 * 140 * ((4 * 3,324•109 / 2780 + 4,281•106 ) / (2780 * 235 * 254,5))1/2 + 2,8; 1.5 * 20}



40 мм ? 30 мм. Условие прочности выполнено

Ширина нижнего опорного кольца (п. 8.3)

=(4 * 3,324•109 / 2780 + 4,281•106 ) / (3,142 * 2780 * 6)

235 мм ? 173 мм. Условие прочности выполнено

Толщина верхнего опорного кольца с усиливающей пластиной (п.8.4)

=80 / 140 * (20 / 40)2=0,1429

=40 + 0,1429 * 20=42,86 мм

=(3 * 140 / 160 / (1 + (140 / 160)2 / (1 - 78,7 / 160)))1/2=1,023

={1,023 * (1905 * 145 / 254,5)1/2 + 2,8

42,86 мм ? 36,51 мм. Условие прочности выполнено

Толщина ребра (п. 8.5)

=max{1905 * 145 / (2 * 140 * 254,5) + 2,8



16 мм ? 16 мм. Условие прочности выполнено

Прочность опорной обечайки в зоне верхнего опорного кольца (п. 8.6)

=2600 / (2 * (20 - 2,8)) * (10 * 350 / 2600)2.05

=-0.0248 * {ln(128,5 / 1100) - ([ln(128,5/1100)]2 + 2.628)1/2} + 0

123,8 МПа ? 409,1 МПа. Условие прочности выполнено

6 Днище эллиптическое

Исходные данные

Материал:	09Г2С
Внутр. диаметр, D:	2600 мм
Толщина стенки днища, s1:	14 мм
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1:	2 мм
Прибавка для компенсации минусового допуска, c2:	0,8 мм
Прибавка технологическая, c3:	0 мм
Суммарная прибавка к толщине стенки, c:	2,8 мм
Высота днища, H:	650 мм
Длина отбортовки, h1:	60 мм

Радиус кривизны в вершине днища:

= 26002 / (4 * 650)= 2600 мм

Коэффициент прочности сварного шва:

Изоляция:

Название:	Стекловата
Толщина, sиз:	80	мм
Плотность, ?из:	20	кг/м3

Расчёт в рабочих условиях

Условия нагружения:

Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-2007

Допускаемые напряжения:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 100 °C (рабочие условия):

Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре T = 100 °C:

Днища, нагруженные внутренним избыточным давлением.

Радиус кривизны в вершине днища:

= 26002 / (4 * 650)= 2600 мм

Расчётная толщина стенки с учётом прибавок:



=(1,02 * 2600) / (2 * 177 * 1 - 0.5 * 1,02) + 2,8

10,3 мм ? 14 мм

Заключение: Условие работоспособности выполнено

Допускаемое давление:

=2 * 177 * 1 * (14 - 2,8) / (2600 +0.5 * ( 14 - 2,8))

1,522 МПа ? 1,02 МПа

Заключение: Условие прочности выполнено

Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)

Условия нагружения при испытаниях:

Расчётная температура, T:	20	°C
Расчётное внутреннее избыточное давление, p:	2,02	МПа

Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-2007

Допускаемые напряжения:

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (условия гидроиспытаний):

[?]20=?* Re/20 / nT =1 * 300 / 1,1 =272,7 МПа

Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C:

Днища, нагруженные внутренним избыточным давлением.

Радиус кривизны в вершине днища:

Расчётная толщина стенки с учётом прибавок:



=(2,02 * 2600) / (2 * 272,7 * 1 - 0.5 * 2,02) + 2,8

12,45 мм ? 14 мм

Заключение: Условие работоспособности выполнено

Допускаемое давление:

=2 * 272,7 * 1 * (14 - 2,8) / (2600 +0.5 * ( 14 - 2,8))

2,345 МПа ? 2,02 МПа

Заключение: Условие прочности выполнено

7 Обечайка цилиндрическая

Исходные данные

Материал:	09Г2С
Внутр. диаметр, D:	2600 мм
Толщина стенки, s:	14 мм
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1:	2 мм
Прибавка для компенсации минусового допуска, c2:	0,8 мм
Прибавка технологическая, c3:	0 мм
Сумма прибавок к расчётной толщине стенки, c:	2,8 мм
Длина обечайки, L:	6,04•104 мм



Коэффициенты прочности сварных швов:

Продольный шов:

Окружной шов:

Изоляция:

Название:	Стекловата
Толщина, sиз:	80	мм
Плотность, ?из:	20	кг/м3

Расчёт в рабочих условиях

Условия нагружения:

Расчётная температура, T:	100 °C
Расчётное внутреннее избыточное давление, p:	1,02 МПа
Расчётный изгибающий момент, M:	4,651•109 Н мм
Расчётное поперечное усилие, Q:	1,194•105 Н
Расчётное осевое сжимающее усилие, F:	1,292•106 Н

Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-2007

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 100 °C (рабочие условия):

Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре T = 100 °C:

Гладкая обечайка, нагруженная внутренним избыточным давлением (п. 5.3.1)

Расчётная толщина стенки с учётом прибавок:

= (1,02 * 2600) / (2 * 177 * 1 - 1,02) + 2,8

10,31 мм ? 14 мм

Заключение: Условие работоспособности выполнено

Допускаемое давление:

2 * 177 * 1 * (14 - 2,8) / (2600 + 14 - 2,8)

1,518 МПа ? 1,02 МПа

Заключение: Условие прочности выполнено

Минимальное расстояние между “одиночными” штуцерами:

Расчётная длина для расчёта от действия осевой силы:

lF = 6,095•104 мм

Обечайка, нагруженная осевым сжимающим усилием (п. 5.3.4)

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности:

3,142* (2600 + 14 - 2,8) * (14 - 2,8) * 177

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости:

310 * 10-6 * 1,91•105 * 26002 / (2,4) * (100 * (14 - 2,8) / 2600 )2.5

Приведённая длина: lпр = 6,095•104 мм

Гибкость:

2.83 * 6,095•104 / (2600 + 14 - 2,8)

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия общей устойчивости:

3,142* (2600 + 14 - 2,8) * (14 - 2,8) * 1,91•105 / (2,4) * (3,142 / 65,92)2

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости:

Допускаемое осевое сжимающее усилие:

1,162•107 Н ? 1,292•106 Н

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Обечайка, нагруженная изгибающим моментом (п. 5.3.5)

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны сжатия:

2600 / 4 * 1,626•107

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости:

2600 / 3.5 * 2,031•107

Допускаемый изгибающий момент:

8,657•109 Н мм ? 4,651•109 Н мм

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Обечайка, нагруженная поперечным усилием (п. 5.3.6)

Допускаемое поперечное усилие из условия прочности:

0.25 * 3,142 * 2600 * (14 - 2,8) * 177

Расчётная длина для расчёта от действия давления:

lp = 6,095•104 мм

Расчётная длина для расчёта от действия поперечной силы:

lQ= 6,095•104 мм

Допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости:

2.4 * 1,91•105 * (14 - 2,8)2 / 2,4 * (0.18 + 3.3 * 2600 * (14 - 2,8) / 6,095•104 2)

Допускаемое поперечное усилие:

4,048•106 / (1 + (4,048•106 / 4,313•106 )2)1/2

2,952•106 Н ? 1,194•105 Н

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Обечайка, работающая под совместным действием нагрузок (п. 5.3.7)

Обечайка, работающая под совместным действием наружного давления, осевого сжимающего усилия, изгибающего момента и поперечного усилия.

= 0 / 0 + 1,292•106 / 1,162•107 + 4,651•109 / 8,657•109 + (1,194•105 / 2,952•106 )2

Заключение: Условие устойчивости выполнено

Обечайка, нагруженная осевым растягивающим усилием (п. 5.3.3)

Допускаемое осевое растягивающее усилие:

3,142* (2600 + 14 - 2,8) * (14 - 2,8) * 177 * 1

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны растяжения:

2600 / 4 * 1,626•107

Обечайка, работающая под совместным действием внутреннего давления, осевого растягивающего усилия и изгибающего момента.

= (0 + 1,02 * 3,142 * 26002 / 4) / 1,626•107 + 4,651•109 / 1,057•1010

Заключение: Условие прочности выполнено

Дополнительный расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 51274-99

Продольные напряжения на наветренной стороне:



1,02 * (2600 + 14) / (4 * (14-2,8)) - 1,292•106 / (3,142 * 2600 * (14-2,8)) + 4 * 4,651•109 / (3,142 * 26002 * (14-2,8))

Кольцевые напряжения:

Эквивалентные напряжения на наветренной стороне:

(123,62 - 123,6 * 119 + 1192)1/2

Условие прочности на наветренной стороне

Условие прочности выполнено

Продольные напряжения на подветренной стороне:

1,02 * (2600 + 14) / (4 * (14-2,8)) - 1,292•106 / (3,142 * 2600 * (14-2,8)) - 4 * 4,651•109 / (3,142 * 26002 * (14-2,8))

Эквивалентные напряжения на подветренной стороне:

((-32,83)2 - (-32,83) * 119 + 1192)1/2

Условие прочности на подветренной стороне

Условие прочности выполнено

Условие устойчивости для колонн, работающих под внутренним избыточным давлением или без давления:

Условие устойчивости выполнено

Расчёт в условиях монтажа

Условия нагружения при монтаже:

Расчётная температура, T:	20	°C
Расчётное внутреннее избыточное давление, p:	0	МПа
Расчётный изгибающий момент, M:	4,574•109	Н мм
Расчётное поперечное усилие, Q:	1,176•105	Н
Расчётное осевое сжимающее усилие, F:	1,023•106	Н

Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-2007

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20

Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C:

Допускаемое давление:

2 * 272,7 * 1 * (14 - 2,8) / (2600 + 14 - 2,8)

2,34 МПа ? 0 МПа

Заключение: Условие прочности выполнено

Расчётная длина для расчёта от действия осевой силы:

lF = 6,095•104 мм

Обечайка, нагруженная осевым сжимающим усилием (п. 5.3.4)

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности:

3,142* (2600 + 14 - 2,8) * (14 - 2,8) * 272,7

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости:

Приведённая длина: lпр = 6,095•104 мм

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия общей устойчивости:

3,142* (2600 + 14 - 2,8) * (14 - 2,8) * 1,99•105 / (1,8) * (3,142 / 65,92)2

Допускаемое осевое сжимающее усилие:

2,506•107 / (1 + (2,506•107 / 2,307•107 )2)1/2

1,697•107 Н ? 1,023•106 Н

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Обечайка, нагруженная изгибающим моментом (п. 5.3.5)

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны сжатия:

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости:

2600 / 3.5 * 2,822•107

Допускаемый изгибающий момент:

1,629•1010 / (1 + (1,629•1010 / 2,096•1010 )2)1/2

1,286•1010 Н мм ? 4,574•109 Н мм

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Обечайка, нагруженная поперечным усилием (п. 5.3.6)

Допускаемое поперечное усилие из условия прочности:

Расчётная длина для расчёта от действия давления:

lp = 6,095•104 мм

Расчётная длина для расчёта от действия поперечной силы:

lQ= 6,095•104 мм

Допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости:

2.4 * 1,99•105 * (14 - 2,8)2 / 1,8 * (0.18 + 3.3 * 2600 * (14 - 2,8) / 6,095•104 2)

4,321•106 Н ? 1,176•105 Н

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Обечайка, работающая под совместным действием нагрузок (п. 5.3.7)

Обечайка, работающая под совместным действием наружного давления, осевого сжимающего усилия, изгибающего момента и поперечного усилия.

= 0 / 0 + 1,023•106 / 1,697•107 + 4,574•109 / 1,286•1010 + (1,176•105 / 4,321•106 )2

Заключение: Условие устойчивости выполнено

Дополнительный расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 51274-99

Продольные напряжения на наветренной стороне:

0 * (2600 + 14) / (4 * (14-2,8)) - 1,023•106 / (3,142 * 2600 * (14-2,8)) + 4 * 4,574•109 / (3,142 * 26002 * (14-2,8))

Эквивалентные напряжения на наветренной стороне:

(65,742 - 65,74 * 0 + 02)1/2

Условие прочности на наветренной стороне

Условие прочности выполнено

Продольные напряжения на подветренной стороне:



0 * (2600 + 14) / (4 * (14-2,8)) - 1,023•106 / (3,142 * 2600 * (14-2,8)) - 4 * 4,574•109 / (3,142 * 26002 * (14-2,8))

Эквивалентные напряжения на подветренной стороне:

((-88,1)2 - (-88,1) * 0 + 02)1/2

Условие прочности на подветренной стороне

Условие прочности выполнено

Условие устойчивости для колонн, работающих под внутренним избыточным давлением или без давления:

Условие устойчивости выполнено

Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)

Условия нагружения при испытаниях:

Расчётная температура, T:	20 °C
Расчётное внутреннее избыточное давление (с учётом гидростатического), p:	2,013 МПа
Расчётный изгибающий момент, M:	3,038•109 Н мм
Расчётное поперечное усилие, Q:	7,737•104 Н
Расчётное осевое сжимающее усилие, F:	4,198•106 Н

Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-2007

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (условия гидроиспытаний):

Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C:

Гладкая обечайка, нагруженная внутренним избыточным давлением (п. 5.3.1)

Расчётная толщина стенки с учётом прибавок:

= (2,013 * 2600) / (2 * 272,7 * 1 - 2,013) + 2,8

12,43 мм ? 14 мм

Заключение: Условие работоспособности выполнено

Допускаемое давление:

2 * 272,7 * 1 * (14 - 2,8) / (2600 + 14 - 2,8)

2,34 МПа ? 2,013 МПа

Заключение: Условие прочности выполнено

Минимальное расстояние между “одиночными” штуцерами:

Расчётная длина для расчёта от действия осевой силы:

lF = 6,095•104 мм

Обечайка, нагруженная осевым сжимающим усилием (п. 5.3.4)

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности:

3,142* (2600 + 14 - 2,8) * (14 - 2,8) * 272,7

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости:



310 * 10-6 * 1,99•105 * 26002 / (1,8) * (100 * (14 - 2,8) / 2600 )2.5

Приведённая длина: lпр = 6,095•104 мм

Гибкость:

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия общей устойчивости:

3,142* (2600 + 14 - 2,8) * (14 - 2,8) * 1,99•105 / (1,8) * (3,142 / 65,92)2

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости:

min {2,822•107 , 2,307•107 }

Допускаемое осевое сжимающее усилие:

2,506•107 / (1 + (2,506•107 / 2,307•107 )2)1/2

1,697•107 Н ? 4,198•106 Н

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Обечайка, нагруженная изгибающим моментом (п. 5.3.5)

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны сжатия:

2600 / 4 * 2,506•107

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости:

2600 / 3.5 * 2,822•107

Допускаемый изгибающий момент:

1,629•1010 / (1 + (1,629•1010 / 2,096•1010 )2)1/2

1,286•1010 Н мм ? 3,038•109 Н мм

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Обечайка, нагруженная поперечным усилием (п. 5.3.6)

Допускаемое поперечное усилие из условия прочности:

Расчётная длина для расчёта от действия давления:

lp = 6,095•104 мм

Расчётная длина для расчёта от действия поперечной силы:

lQ= 6,095•104 мм

Допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости:

Допускаемое поперечное усилие:

6,237•106 / (1 + (6,237•106 / 5,992•106 )2)1/2



4,321•106 Н ? 7,737•104 Н

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Обечайка, работающая под совместным действием нагрузок (п. 5.3.7)

Обечайка, работающая под совместным действием наружного давления, осевого сжимающего усилия, изгибающего момента и поперечного усилия.

Заключение: Условие устойчивости выполнено

Обечайка, нагруженная осевым растягивающим усилием (п. 5.3.3)

Допускаемое осевое растягивающее усилие:

3,142* (2600 + 14 - 2,8) * (14 - 2,8) * 272,7 * 1

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны растяжения:

2600 / 4 * 2,506•107

Обечайка, работающая под совместным действием внутреннего давления, осевого растягивающего усилия и изгибающего момента.

Заключение: Условие прочности выполнено

Дополнительный расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 51274-99

Продольные напряжения на наветренной стороне:

2,013 * (2600 + 14) / (4 * (14-2,8)) - 4,198•106 / (3,142 * 2600 * (14-2,8)) + 4 * 3,038•109 / (3,142 * 26002 * (14-2,8))

Кольцевые напряжения:



2,013 * (2600 + 14) / (2 * (14-2,8))

Эквивалентные напряжения на наветренной стороне:

(122,72 - 122,7 * 234,9 + 234,92)1/2

Условие прочности на наветренной стороне

Условие прочности выполнено

Продольные напряжения на подветренной стороне:

2,013 * (2600 + 14) / (4 * (14-2,8)) - 4,198•106 / (3,142 * 2600 * (14-2,8)) - 4 * 3,038•109 / (3,142 * 26002 * (14-2,8))

Эквивалентные напряжения на подветренной стороне:

Условие прочности на подветренной стороне

Условие прочности выполнено

Размещено на Allbest.ru