Произвести проверку прочности стенки колонного аппарата в
месте присоединения опорной обечайки к корпусу колонны, а также проверку прочности сварного шва, соединяющего корпус колонны с опорной обечайкой, от совместного действия изгибающего момента, вызываемого ветровой нагрузкой, действующей на аппарат рабочего давления в аппарате и весовой нагрузки.
Обозначения:
D – диаметр аппарата внутренний, мм;
S – толщина стенки аппарата, мм;
Р – давление расчетное в аппарате, МПа;
t – температура расчётная, град;
М – момент изгибающий, Н∙мм;
F – расчетное осевое сжимающее усилие, Н;
С – суммарная прибавка, мм.
Таблица 1 – Исходные данные
№ ва-
рианта
D S Р t M F C Материал
корпуса
18 1200 14 0,9 300 95 110100 0,9 10Х17Н13М2Т
Решение
1998345323215
Рисунок 1 – Расчётная схема
Продольные напряжения на наветренной стороне от совместного действия изгибающего момента, действующего на аппарат от ветровой нагрузки, расчетного давления и веса аппарата выше сечения А-А в рабочих условиях рассчитывается по формуле:
где Р – расчетное давление в аппарате, МПа;
D – внутренний диаметр колонного аппарата, мм,
S – исполнительная толщина стенки колонного аппарата в соответствующем расчетном сечении, мм;
С – сумма всех прибавок к расчетным толщинам, мм;
F – расчетное осевое сжимающее усилие в соответствующем расчетном сечении А-А;
σх1 = 0,9*(1200+14)/4*(14-0,9) – 110100/3,14*1200(14-0,9) + 4*95000/3,14*12002(14-0,9) = 18,63 МПа.
Кольцевые напряжения рассчитываются по формуле (в сечении А-А):
σу = 0,9(1200-14)/2(14-0,9) = 40,74 МПа.
Эквивалентные напряжения на наветренной стороне:
ГдеφТ – коэффициент прочности продольного сварного шва;
φР – коэффициент прочности кольцевого сварного шва.
Для сварных швов, выполненных автоматической сваркой под флюсом со 100 % контролем сварного шва φТ = φР = 1 (см
. приложение, таблица 4).
_________________________________
σЕ1 = √18,632 – 18,63*40,74*1/1 + (40,74*1/1)2 = 35,32 МПа.
Продольные напряжения на подветренной стороне от совместного действия изгибающего момента, действующего на аппарат от ветровой нагрузки, расчетного давления и веса аппарата выше сечения А-А в рабочих условиях рассчитывают по формуле:
σх2 = 0,9*(1200+14)/4*(14-0,9) – 110100/3,14*1200(14-0,9) + 4*95/3,14*12002(14-0,9) = 18,63 МПа.
Эквивалентные напряжения на подветренной стороне рассчитываются по формуле:
_________________________________
σЕ2 = √18,632 – 18,63*40,74*1/1 + (40,74*1/1)2 = 35,32 МПа.
Проверка условийпрочности на наветренной стороне всечении А- А проводится по формуле:
max{|σх1|; σЕ1} ≤ [σ]К∙φт,
где [σ]К – допускаемое напряжение для материала колонны; для стали 10X17H13M2T при расчетной температуре 300 оС, [σ]К = 148 МПа (приложение, таблица 1),
max{|18,63|; 35,32} ≤ 148∙1;
35,32 МПа <148 Мпа.
Проверка условийпрочности на подветренной стороне всечении А- А проводится по формуле:
max{|σх1|; σЕ1} ≤ [σ]К∙φт,
где [σ]К – допускаемое напряжение для материала колонны; для стали 10X17H13M2T при расчетной температуре 300 оС, [σ]К = 148 МПа (приложение, таблица 1),
max{|18,63|; 35,32} ≤ 148∙1;
35,32 МПа <148 Мпа.
Условие прочности выполняется
Проверка прочности сварного шва, соединяющего корпус колонны с опорной обечайкой, производится по формуле:
Гдеφ1 – коэффициент прочности сварного шва; при автоматической сварке под флюсом φ1 = l (приложение, таблица 4);
а – толщина сварного шва, а = 8 мм.
[σ0] – допускаемое напряжениеопорной обечайки; для стали 10X17H13M2T при температуре 300 °С [σ0] = 148 МПа (приложение, таблица 1);
σк = 1/3,14*1200*8(4*95000/1200 + 110100) ≤ 1 ∙ min{148; 148};
3,0 МПа ≤ 160 МПа.
Условие выполняется.
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
