РД РТМ 26-07-258-85 Корпуса клапанов угловых и со смещенными патрубками. Методика расчета на прочность (с Изменением N 1)

1.2.1. Расчетные толщины стенок на цилиндрических участках горловины и патрубков определяются по формуле

.

Номинальная толщина стенки горловины может быть увеличена против расчетной по результатам проверки ослабленных сечений горловины (п.1.4.).

Номинальная толщина стенки патрубка в зоне сопряжения с корпусом может быть увеличена в целях укрепления корпуса, ослабленного отверстием под патрубок.

1.2.2. Расчетная толщина стенки на цилиндрическом участке корпуса, ослабленном отверстием под патрубок (сечение А-А), определяется по формуле

.

Коэффициент прочности корпуса, ослабленного отверстием зависит от фактора укрепления корпуса патрубком. Значение коэффициента может быть предварительно задано. Окончательно значение коэффициента определяется согласно п.п.1.2. 3 и 1.2. 4 последовательными приближениями, задаваясь на каждом шаге приближения значением .

1.2.3. Неукрепленным считается отверствие, если толщина стенки патрубка в зоне сопряжения не превышает расчетную толщину, определенную по п.1.2.1

Коэффициент прочности корпуса, ослабленного неукрепленным отверстием определяется по формуле

,

где - толщина стенки корпуса в сечении А-А.

Диаметр неукрепленного отверстия не должен превышать наибольший допустимый диаметр отверстия, определенный по формуле

,

где                                                   .

1.2.4. Коэффициент прочности корпуса, ослабленного укрепленным отверстием определяется по формуле

.

Коэффициент определяется согласно п.1.2. 3.

Величина компенсирующей площади укрепления отверстия патрубком определяется по формуле

.

Используемое при расчете значение высоты патрубка принимается равным размеру, указанному на чертеже (длина утолщенной части патрубка), но не более определенного по формулам

при ;

при .

Номинальная толщина стенки патрубка в зоне сопряжения определяется по формуле

.

Расчетная толщина стенки патрубка определяется согласно п.1.2. 1.

Величина компенсирующей площади должна удовлетворяться условию

.

Во всех случаях принимают 1,0.

1.2.5. Проверка равнопрочности патрубков с трубопроводом АЭС.

Для обеспечения равнопрочности патрубков и трубопровода проводится проверка ослабленных сечений по площадям и по моментам сопротивления этих сечений изгибу:

,

     
,

где , , - площадь поперечного сечения, момент сопротивления и номинальное допускаемое напряжение присоединяемой трубы;

и - площадь поперечного сечения и момент сопротивления наиболее нагруженного сечения патрубка.

1.3.1. Размеры толщин стенок проверяются для тройниковых узлов методом площадей [3] и должны в каждой расчетной зоне удовлетворять условию

,

где - площадь сечения жидкости расчетной зоны;

- площадь сечения стенки корпуса этой зоны;

- коэффициент выбирается в соответствии с п.1.1.4.

1.3.2. Расчетные зоны I, II, III и IV (рис.1 и 2) включают площади и , ограниченные осевыми линиями корпуса и патрубка, а также размерами и . Размер откладывается на внутренней поверхности вдоль корпуса, а размер - вдоль патрубка от наружной поверхности.

2.2.1. Поверочный расчет корпуса проходного клапана производится для сечений А-А, Б-Б и В-В (рис.1) и для узлов 18 (рис.4).

Поверочный расчет корпуса углового клапана производится для сечений А-А, Б-Б и В-В (рис.2) и для узлов 17 (рис.5).

2.2.2. Напряжения в узлах 1, 2 и 3 складываются из напряжений вычисленных по схеме осесимметричной конструкции (рис.6), нагруженной внутренним давлением, усилием по штоку и напряжений, обусловленных изгибающим моментом.

2.2.3. Расчет для узлов 4, 5 и 8 производится по схеме тройникового соединения (рис.7).

Заданные нагрузки - внутреннее давление, изгибающий момент. Направление момента - произвольное.

2.2.4. Расчет для узла 6 производится по схеме сопряжения двух цилиндрических оболочек разной толщины.

Заданные нагрузки - внутреннее давление, изгибающий момент.

Коэффициенты концентрации допускается принимать по справочным данным для случая трубы со ступенчатым изменением толщины стенки, нагруженной внутренним давлением и изгибающим моментом.

2.2.5. Расчет для узла 7 производится по схеме трубы, ослабленной кольцевой торообразной выточкой глубиной , нагруженной внутренним давлением и изгибающим моментом.

Коэффициенты концентрации допускается принимать по справочным данным для растягиваемой пластины с односторонним U-образным вырезом.

2.2.6. Расчет температурных напряжений допускается выполнять с использованием осесимметричных расчетных схем.

2.2.7. В обоснованных случаях разрешается сокращать количество расчетных узлов.

2.4.1. Приведенные напряжения определяются на цилиндрических участках корпуса в сечениях А-А, Б-Б, В-В (рис.1).

2.4.2. Составляющие напряженного состояния в сечениях А-А и Б-Б вычисляются по формулам:

, ,

где напряжения , вычисляются согласно п.2.9,

- площадь соответствующего поперечного сечения.

2.4.3. Приведенное напряжение в сечении В-В определяется по формуле:

.

2.4.4. Общие мембранные напряжения , могут быть приняты из расчета численными методами по схеме осесимметричной конструкции.

2.5.1. Составляющие напряженного состояния для узлов 1 и 2 вычисляются по формулам

,      ,

где , - общие или местные мембранные плюс общие изгибные напряжения, полученные из расчета численными методами по схеме осесимметричной конструкции.

Составляющие напряженного состояния для узла 3 вычисляются по формулам:

,      .

Изгибные напряжения вычисляются согласно п.2.9.

2.5.2. Составляющие напряженного состояния для узлов 4, 5 и 8 вычисляются по формулам

,

     
.

Напряжения , , , вычисляются согласно п.2.8.

2.5.3. Составляющие напряженного состояния для узла 6 вычисляются по формулам

,

     
.

где , - общие или местные мембранные плюс общие изгибные напряжения, полученные из расчета численными методами узла сопряжения двух цилиндрических оболочек разной толщины.

Напряжения определяются согласно п.2.9.

2.5.4. Составляющие напряженного состояния для узла 7 вычисляются по формулам

,

     
.

Напряжения и определяются согласно п.2.9.

2.6.1. Составляющие напряженного состояния для узлов 1, 2 вычисляются по формулам

,

     
,

где , - местные максимальные напряжения, полученные из расчета численными методами.

Составляющие напряженного состояния в узле 3 вычисляются по формулам

,

     
.

Изгибное напряжение вычисляется согласно п.2.9.

2.6.2. Составляющие напряженного состояния для узлов 4, 5, 8 вычисляются по формулам:

на внутренней поверхности

;

,

на наружной поверхности (на галтели)

;

     
.

Напряжения , , , вычисляются согласно п.2.8.

Составляющие напряженного состояния в сечении А-А определяются по формулам:

на внутренней поверхности

;

     
;

на наружной поверхности

;

     
.

2.6.3. Составляющие напряженного состояния для узла 6 вычисляются по формулам

;

     
,

где , - местные максимальные напряжения, полученные из расчета численными методами для узла сопряжения двух цилиндрических оболочек разной толщины.

Напряжения вычисляется согласно п.2.9.

2.6.4. Составляющие напряженного состояния для узла 7 вычисляются по формулам

;

     
.

Напряжения , вычисляются согласно п.2.9.

2.6.5. Радиальное напряжение принимается равным:

на внутренней поверхности ,

на наружной поверхности 0.

Составляющие общих температурных напряжений , , , определяются для каждого узла в соответствии с п.2.2.6.

2.7.1. Составляющие напряженного состояния для узлов 1, 2 вычисляются по формулам:

,

     
,

где , - мембранное и изгибное, - максимальное (мембранное плюс изгибное) напряжения, определяемые по суммам напряжений, полученных из расчета численными методами и общих температурных напряжений; , - местные температурные напряжения; , - теоретические коэффициенты концентрации, мембранных и изгибных напряжений, определяемые экспериментально или по справочным данным.

Составляющие напряженного состояния для узла 3 вычисляются по формулам:

,

     
.

Напряжение вычисляется согласно п.2.9.

2.7.2. Составляющие напряженного состояния для узлов 4, 5 и 8 вычисляются по формулам:

на внутренней поверхности

;

,

на наружной поверхности

;

     
.

Напряжения , , , вычисляются согласно п.2.8.

Составляющие напряженного состояния в сечении А-А вычисляются по формулам:

на внутренней поверхности

;

     
;

на наружной поверхности

;

     
.

2.7.3. Составляющие напряженного состояния для узла 6 вычисляются по формулам

,

     
,

где , - мембранное и изгибное, - максимальное (мембранное плюс изгибное) напряжения, определяемые по суммам напряжений, полученных из расчета численными методами для узла сопряжения двух цилиндрических оболочек разной толщины, и общих температурных напряжений; , - местные температурные напряжения.

Напряжение вычисляется согласно п.2.9.

2.7.4. Составляющие напряженного состояния для узла 7 вычисляются по формулам:

,

     
,

где .

2.7.5. Допускается принимать , =0, , где - максимальное (мембранное плюс изгибное) напряжение, полученное из расчета численными методами.

- коэффициент, зависящий от стеснения деформаций, соответствующий напряжению в направлении . Если степень стеснения определить нельзя, то расчет выполняется дважды: при 0 и 0,3.

Общие и местные температурные напряжения (и их составляющие - мембранные и изгибные) определяются для каждого узла в соответствии с п.2.2.6.

2.7.6. При возникновении в зонах концентрации упруго-пластических деформаций амплитуда местных условных упругих напряжений определяется по формуле

;

где - амплитуда приведенных напряжений, определенная по составляющим напряженного состояния без учета концентрации напряжений.

Коэффициент концентрации условных упругих напряжений определяется по формуле

;

где - теоретический коэффициент концентрации напряжений, определяемый экспериментально или по справочным данным, принимаемый равным наибольшему значению по направлению кольцевых и меридиональных напряжений.

Коэффициенты , учитывающие влияние на циклическую прочность сварного шва с полным проплавлением или наплавки и влияние рабочей среды соответственно, определяются по Нормам расчета на прочность или экспериментально. При отсутствии данных о значениях можно принять 0,6. При отсутствии сварного шва 1.

2.7.7. Допускаемое число циклов для -го режима для сталей с отношением определяется по формулам:

;

     
;

     
.

           
где 0,5 при 680 МПа;

при 680 МПа1175 МПа;

;

;

при ;

при или ;

-1 при .

При этом, если расчетное значение -1, то принимается -1.

2.8.1. Максимальные значения составляющих напряженного состояния тройникового соединения вычисляются по формулам:

- напряжения на внутренней поверхности (в угловой точке), обусловленные внутренним давлением

;

- напряжения на наружной поверхности (на лилии пересечения) обусловленные внутренним давлением

;

- напряжения на наружной поверхности тройникового соединения в узле 4, обусловленные изгибающим моментом

;

- напряжения на наружной поверхности тройникового соединения в узлах 5 и 8, обусловленные изгибающим моментом

.

Коэффициенты концентрации напряжений , , , определяются согласно п.2.8.2.

Номинальные напряжения , определяются согласно п.2.8.3.

2.8.2. Коэффициенты концентрации напряжений в зоне тройникового соединения.

2.8.3. Номинальные напряжения, обусловленные внутренним давлением, определяются по формуле

,

где - коэффициент толстостенности.

Для тонкостенных конструкций допускается использование формулы

.

Номинальные напряжения, обусловленные изгибающим моментом, определяются по формуле

,

где - момент сопротивления.

2.8.4. Расчет номинальных напряжений и коэффициентов концентрации напряжений выполняется для узлов 4, 5 и 8 по размерам корпуса в сечении А-А и размерам патрубка в сечении В-В.

Расчет по п.п.2.6.2 и 2.7.2 для сечения А-А в этом случае выполнять не требуется.

Для корпусов средней и большой толстостенности

,

допускается в расчетах принимать размеры корпуса, дающие наибольшую толщину стенки:

для узла 4 , ,

для узлов 5 и 8 ,

и размеры патрубка , ,

если длина утолщенной части патрубка не слишком мала.

При вычислении номинальных напряжений , обусловленных изгибающим моментом, момент сопротивления определяется по формуле

,

если длина утолщенной части патрубка не слишком мала.

Напряжение, обусловленное изгибающим моментом допускается вычислять по формуле

.

При использовании рекомендаций данного подпункта необходимо выполнить расчет тройникового узла для сечения А-А по размерам корпуса в этом сечении.

Допускается принимать значения напряжений по экспериментальным данным.

1.1. Задачей расчета является определение следующих величин для подтверждения статической и циклической прочности корпуса клапана:

- приведенное напряжение, определяемое по составляющим общих мембранных напряжений;

- приведенное напряжение, определяемое по суммам составляющих общих или местных мембранных и общих изгибных напряжений;

- размах приведенных напряжений, определяемый по суммам составляющих общих или местных мембранных, общих и местных изгибных, общих температурных напряжений;

- амплитуда приведенных напряжений, определяемая по суммам составляющих общих или местных мембранных, общих и местных изгибных, общих и местных температурных напряжений с учетом концентрации напряжений;

- допускаемое число циклов для -го режима (определяемое по расчетной кривой усталости);

- накопленное усталостное повреждение.

1.2. Условия прочности:

;

;

;

Корпус проходной со смещенными патрубками

Рис.1

Корпус угловой

Рис.2

Осесимметричная конструкция

Рис.3

ТАБЛИЦА

ТАБЛИЦА

ТАБЛИЦА