ГОСТ 34233.2-2017. Межгосударственный стандарт. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек
Приложение А
(справочное)
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ОТВОДОВ (КОЛЕН)
Настоящий расчет распространяется на расчет отводов (колен), являющихся элементами сосуда или аппарата.
А.1 Расчетные схемы
Расчетные схемы отводов приведены на рисунках А.1 и А.2.
Рисунок А.1 - Отвод (колено)
Рисунок А.2 - Расчетные усилия
и моменты в торцевом сечении отвода
А.2 Расчет на статическую прочность от действия давления
А.2.1 Условия применения расчетных формул
Расчетные формулы применимы при отношении радиуса кривизны осевой линии отвода к наружному диаметру: 
.
А.2.2 Вспомогательные коэффициенты, торовые коэффициенты и коэффициенты формы
А.2.2.1 Вспомогательные коэффициенты вычисляют по формулам
(А.1)
(А.2)
А.2.2.2 Торовые коэффициенты вычисляют по формулам:
- для внешней стороны отвода
(А.3)
- для внутренней стороны отвода
(А.4)
- для средней части отвода (+/- 15% от нейтральной линии)
K3 = 1. (А.5)
А.2.2.3 Коэффициенты формы отвода Y1, Y2, Y3 вычисляют по формулам:
а) для отводов из углеродистых сталей при T <= 350 °C, из низколегированных марганцовистых и марганцево-кремнистых, легированных хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей при T <= 400 °C, из аустенитных сталей при T <= 450 °C:
- для внешней стороны отвода
(А.6)
- для внутренней стороны отвода
Y2 = Y1, (А.7)
- для средней части отвода (+/- 15% от нейтральной линии)
(А.8)
б) для отводов из углеродистых сталей при T >= 380 °C, из низколегированных марганцовистых и марганцево-кремнистых, легированных хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей при T >= 420 °C, из сталей аустенитного класса при T >= 525 °C:
- для внешней стороны отвода
(А.9)
- для внутренней стороны отвода
Y2 = Y1, (А.10)
- для средней части отвода (+/- 15% от нейтральной линии)
(А.11)
в) для отводов из углеродистых сталей при 350 °C < T < 380 °C, из низколегированных марганцовистых и марганцево-кремнистых, легированных хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей при 400 °C < T < 420 °C, из аустенитных сталей при 450 °C < T < 525 °C коэффициенты отвода Y1, Y2, Y3 определяются линейным интерполированием.
А.2.3 Толщина стенки отвода
А.2.3.1 Толщину стенки внешней стороны отвода вычисляют по формуле
sг1 >= sг1р + c1 + c2 + c31, (А.12)
где расчетную толщину вычисляют по формуле
(А.13)
А.2.3.2 Толщину стенки внутренней стороны отвода вычисляют по формуле
sг2 >= sг2р + c1 + c2 + c32, (А.14)
где расчетную толщину вычисляют по формуле
(А.15)
А.2.3.3 Толщину стенки средней части отвода (+/- 15% от нейтральной линии) вычисляют по формуле
sг3 >= sг3р + c1 + c2 + c33, (А.16)
где расчетную толщину вычисляют по формуле
(А.17)
А.2.4 Допускаемое давление
А.2.4.1 Допускаемое давление при проектировании отвода вычисляют по формуле
(А.18)
А.3 Расчет отводов на статическую прочность от совместного действия давления и нагрузок от присоединенных трубопроводов
При действии на отвод внешних нагрузок от присоединенных трубопроводов в дополнение к расчету на действие давления проводят проверку прочности отвода при совместном действии давления и нагрузок от присоединенных трубопроводов.
Проверку прочности отвода при действии внешних нагрузок от присоединенных трубопроводов проводят в начальной (i = 0), конечной (i = n) и промежуточных точках (i = 0 - i = n - 1) оси отвода, но не более чем через 15°.
А.3.1 Величины внешних нагрузок
Расчетные усилия и моменты в i-й точке оси отвода определяются по формулам:
Fx = Fx0; (А.19)
(А.20)
(А.21)
(А.22)
(А.23)
(А.24)
где 
.
А.3.2 Номинальные геометрические характеристики отвода
А.3.2.1 Средний радиус поперечного сечения отвода вычисляют по формуле
(А.25)
Исполнительную толщину стенки отвода sг >= max{sг1, sг2, sг3} принимают с учетом прибавок, указанных в А.2.3, с округлением до ближайшего большего размера, имеющегося в сортаменте трубы-заготовки.
А.3.2.2 Безразмерный геометрический параметр вычисляют по формуле
(А.26)
А.3.2.3 Площадь поперечного сечения отвода вычисляют по формуле
(А.27)
А.3.2.4 Момент сопротивления изгибу поперечного сечения отвода определяют по формуле
(А.28)
А.3.3 Вспомогательные коэффициенты
А.3.3.1 Безразмерный параметр внутреннего давления вычисляют по формуле
(А.29)
А.3.3.2 Коэффициенты a1 - a4, bп вычисляют по формулам:
(А.30)
(А.31)
(А.32)
(А.33)
(А.34)
А.3.3.3 Коэффициенты A22 - A102 вычисляют по формулам:
(А.35)
(А.36)
(А.37)
(А.38)
(А.39)
А.3.3.4 Коэффициент податливости определяют по формуле
(А.40)
А.3.3.5 Коэффициенты интенсификации напряжений определяют по формулам:
(А.41)
(А.42)
А.3.4 Составляющие напряжений от давления
А.3.4.1 Составляющую окружного напряжения от давления вычисляют по формуле
(А.43)
А.3.4.2 Составляющую осевого напряжения от давления определяют по формуле
(А.44)
А.3.5 Условие статической прочности
А.3.5.1 Статическая прочность по суммарным мембранным и общим изгибным напряжениям в поперечном сечении на i-й точке оси отвода обеспечивается при выполнении условия:
(А.45)
где расчетное окружное напряжение вычисляют по формуле
(А.46)
- расчетное осевое напряжение вычисляют по формуле
(А.47)
- расчетное радиальное напряжение вычисляют по формуле
(А.48)
- расчетное напряжение кручения вычисляют по формуле
(А.49)
А.3.5.2 При 
в поперечном сечении на i-й точке оси отвода дополнительно должно выполняться условие
(А.50)
где параметр 
вычисляют по формуле (А.26), коэффициенты 
и 
определяют по таблицам А.1 и А.2 в зависимости от параметра и степени нагруженности окружным напряжением от давления 
. Промежуточные значения коэффициентов и определяют с помощью линейной интерполяции.
Таблица А.1
Коэффициент
| 0 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,9 | 1,6 |
| 18 | 10 | 6 | 3 | 2 | 1,7 | 1,0 | 0,65 |
Таблица А.2
Коэффициент
| 0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 |
| 1,0 | 0,98 | 0,94 | 0,88 | 0,79 | 0,68 | 0,50 | 0,30 | 0,10 |
А.3.6 Условие статической прочности по суммарным местным мембранным и изгибным напряжениям
А.3.6.1 Для углеродистых, низколегированных и хромистых сталей при T <= 350 °C, а также сталей аустенитного класса, хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей, железоникелевых сплавов при T <= 450 °C, для титана, алюминия, меди и их сплавов дополнительную проверку условий статической прочности по суммарным местным мембранным и изгибным напряжениям выполняют при 
в поперечном сечении на i-й точке оси отвода:
(А.51)
где параметр B вычисляют по формуле
(А.52)
А.3.6.2 Для углеродистых, низколегированных и хромистых сталей при T > 350 °C, а также сталей аустенитного класса, хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей, железоникелевых сплавов при T > 450 °C дополнительную проверку условий статической прочности по суммарным местным мембранным и изгибным напряжениям выполняют в поперечном сечении на i-й точке оси отвода при любых значениях :
(А.53)
где
(А.54)
Значения коэффициента 
определяют линейным интерполированием по данным таблицы А.3.
Таблица А.3
Коэффициент усреднения напряжений
, обусловленный ползучестью
Класс стали | Безразмерный коэффициент | ||||||
360 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | |
Углеродистый и низколегированный | 0,4 | 0,35 | - | - | - | - | - |
Хромомолибденовый и хромомолибденованадиевый | 0,5 | 0,45 | 0,4 | 0,35 | 0,2 | - | - |
Аустенитный | - | 0,55 | 0,5 | 0,4 | 0,35 | 0,3 | 0,2 |
Подписаться на обновления